Resumen espectroscopía atómica

RESUMEN ESPECTROSCOPÍA ATÓMICA

1. Tipos de técnicas: La espectroscopía atómica se divide en dos categorías principales: espectrofotométricas y espectrometría de masas. Las técnicas espectrofotométricas utilizan la luz y comprenden la espectrofotometría de absorción atómica, la fluorescencia atómica y la emisión atómica. Por otro lado, la espectrometría de masas puede ser atómica o molecular.
2. Espectrofotometría de emisión atómica: Se describe como una técnica similar a la espectrofotometría de emisión de fluorescencia, pero se enfoca en átomos en lugar de moléculas. Se resalta que cuando un electrón se excita en un átomo, solo se trata de un electrón, y no se distingue entre estados singlete y triplete. La excitación en esta técnica no se logra mediante la absorción de fotones, sino por calentamiento de la muestra, y se mide la radiación que emite la muestra en función de la longitud de onda e intensidad.
3. Espectrofotometría de absorción atómica: Esta técnica se utiliza para medir cuánta luz se absorbe cuando se excita una muestra de átomos en estado atómico utilizando una lámpara de radiación en el rango UV-visible. Se mide la absorción de radiación a diferentes longitudes de onda para caracterizar la muestra.
4. Fluorescencia atómica: En esta técnica, se emplea una lámpara para la excitación de los átomos en un estado inicial. Luego, se mide cuánta radiación emiten cuando decaen al estado fundamental. Se diferencia de la emisión atómica en que la excitación se logra con una lámpara de luz en lugar de un proceso térmico.
5. Espectros atómicos: Se destaca que los espectros atómicos son diferentes de los espectros moleculares. En la espectroscopía atómica, los átomos están en estado gaseoso y sus niveles de energía están cuantizados. Esto da lugar a espectros de líneas, donde cada línea corresponde a una transición específica entre niveles de energía.
6. Temperatura: La temperatura es una variable crítica en la espectroscopía atómica. La muestra debe estar en estado gaseoso para obtener espectros atómicos, pero la temperatura también afecta la población de átomos en estado excitado. Diferentes temperaturas se requieren según el tipo de espectroscopia que se desee realizar (absorción, emisión o fluorescencia).
7. Regulación de la temperatura: Es crucial regular la temperatura cuidadosamente para obtener la población de átomos en el estado deseado. El equilibrio entre atomización, excitación y desexcitación es delicado y determina qué tipo de espectroscopia atómica se puede realizar.
8. Equipo e instrumentos: Se menciona que se utiliza el mismo equipo e instrumentos para medir absorción, emisión y fluorescencia atómica, y se ajusta según las condiciones específicas de cada técnica.
9. Plasma: Se señala que en equipos de plasma, como el equipo de plasma acoplado inductivamente (ICP), solo se puede realizar la emisión atómica debido a las altas temperaturas involucradas.

1. Espectros Atómicos de Línea: Los espectros atómicos deberían teóricamente mostrar líneas espectrales nítidas debido a las transiciones cuantizadas de energía entre niveles de energía electrónica en átomos. Sin embargo, en la práctica, estos espectros se observan como picos o bandas.
2. Ampliación de las Bandas Espectrales: La ampliación de las bandas espectrales en espectroscopía atómica se debe a varios efectos importantes, incluyendo:

• Efecto de Heisenberg: El principio de incertidumbre de Heisenberg implica que no se puede determinar con precisión la posición y velocidad de un electrón al mismo tiempo, lo que lleva a una incertidumbre en la longitud de onda.
• Efecto Doppler: El movimiento de la fuente de emisión o el receptor afecta la frecuencia percibida debido al cambio en la distancia entre ellos, conocido como efecto Doppler.
• Presión: Las colisiones entre átomos en movimiento a alta temperatura pueden alterar los niveles energéticos y ampliar las bandas.
• Interacción con un campo electromagnético: La presencia de un campo electromagnético también puede afectar los niveles electrónicos y ampliar las bandas.

1. Factores que Contribuyen al Ancho de Banda: El ancho de banda en espectroscopía atómica depende de factores como la concentración de la muestra, la temperatura, la intensidad de la radiación, entre otros. Cuanto mayor sea alguno de estos factores, mayor será el ancho de banda.
2. Instrumentación y Resolución: La capacidad de un espectrofotómetro para distinguir las líneas espectrales depende de su resolución. Un buen monocromador es esencial para observar líneas espectrales estrechas.
3. Proceso de Atomización: Para realizar espectroscopía atómica, es necesario llevar la muestra a un estado atómico, generalmente a partir de una solución. La atomización implica la vaporización gradual del solvente hasta obtener un vapor atómico.
4. Efectos de Matriz: La composición y el estado de la muestra (matriz) pueden afectar significativamente los resultados de espectroscopía atómica, lo que hace necesario el uso de métodos de cuantificación que tengan en cuenta estos efectos, como el método de estándar interno o de agregado patrón.
5. Aplicaciones y Tipos de Espectroscopía Atómica: Se mencionan tres procesos fundamentales de espectroscopía atómica: absorción atómica, emisión atómica y fluorescencia atómica, cada uno de los cuales tiene sus propias aplicaciones y requisitos de temperatura.
6. Importancia de la Temperatura: La temperatura es un factor crítico en la espectroscopía atómica, ya que determina la población relativa de átomos en estados excitados o en estado fundamental, lo que afecta la interpretación de los espectros.

Métodos de Atomización:

• Se mencionan varios métodos de atomización utilizados para convertir la muestra en un vapor atómico: atomización por llama, atomización electrotérmica, generación de hidruros y vapor frío.
• Cada método tiene sus ventajas y se selecciona según la muestra y el elemento a analizar.

Lámparas Específicas:

• Se destaca que la espectroscopia atómica utiliza lámparas específicas para irradiar la muestra con las longitudes de onda adecuadas.
• Cada elemento tiene sus líneas de absorción y emisión características, lo que permite la identificación y cuantificación precisa.

Especificidad y Selectividad:

• Se enfatiza que la técnica logra especificidad y selectividad al utilizar lámparas que emiten solo las longitudes de onda correspondientes al elemento de interés.
• Esto evita interferencias de otros elementos y simplifica el análisis.

Monocromador vs. Lámparas Específicas:

• Se menciona que se puede usar un monocromador para separar longitudes de onda, pero esto puede requerir una óptica costosa y precisa.
• Se subraya que la elección de una lámpara adecuada para el elemento de interés puede simplificar el análisis y reducir costos.

Aplicaciones de la Espectroscopia Atómica:

• Se señala que la espectroscopia atómica se utiliza en diversas aplicaciones, como análisis de agua, control de calidad de alimentos y análisis de metales en muestras ambientales.

Tipos de Lámparas de Análisis:

• Las lámparas de análisis en espectroscopia de absorción atómica emiten líneas de espectro en lugar de espectros continuos como las lámparas utilizadas en espectroscopia molecular.
• Estas lámparas emiten a las mismas longitudes de onda exactas que se absorben, lo que evita la necesidad de un monocromador preciso.

Métodos de Nebulización:

• Para realizar análisis en llama, la muestra debe estar en solución y se nebuliza antes de entrar en la llama.
• Se describen varios métodos de nebulización, como nebulización continua, ultrasonido y disco poroso.
• Cada método de nebulización tiene sus propias características y aplicaciones.

Nebulizador Electrotérmico:

• Se menciona un nebulizador electrotérmico que implica inyectar la muestra en un horno que se calienta eléctricamente para evaporar la muestra antes de su entrada en la llama.

Características de la Llama:

• La llama utilizada en la espectroscopia de absorción atómica tiene diferentes zonas, incluyendo la zona de combustión primaria y secundaria.
• La elección de la altura de la llama y la ubicación del haz de luz en relación con la llama dependen del elemento que se está analizando.
• Se destacan ejemplos de cómo diferentes elementos, como la plata (Ag), el cromo (Cr) y el magnesio (Mg), reaccionan de manera diferente en función de la temperatura y la zona de la llama.

Lámparas de Cátodo Hueco (LCH):

• Las lámparas de cátodo hueco son las más comunes utilizadas en espectroscopia de absorción atómica.
• Estas lámparas emiten líneas espectrales específicas para el análisis de elementos particulares.

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