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QUÍMICA INSTRUMENTAL
Especoscogia de Absação Mtâmic
2007
QUÍMICA INSTRUMENTAL Espectroscopia de Absorção Atômica Universo da Química Professor Fabiano Ramos Costa – Ficha-Resumo Química Não se Decora, Compreende! - 2 ESPECTROSCOPIA ATÔMICA A espectroscopia de absorção atômica (AAS ou EAA) baseia-se no princípio que estabelece que os átomos livres em estado fundamental podem absorver a luz de um certo comprimento de onda, λ . A absorção é específica a cada elemento, nenhum outro elemento absorve este comprimento de onda. AAS é um método de elemento único usado para a análise de traços de metal de amostras biológicas, metalúrgicas, farmacêuticas e atmosféricas. A determinação espectroscópica de espécies pode ser realizada somente em uma amostra gaseificada na qual os átomos individuais tais como Ag , Al , Au , Fe , e Mg , estão bem separados um dos outros. A fonte mais utilizada para as medições de absorção atômica é uma lâmpada de cátodo oco (LCO) que consiste em um ânodo de tungstênio e um cátodo cilíndrico apoiado em um tubo de vidro que contém gás inerte, como por exemplo o argônio. O cátodo é feito com o elemento a ser analisado. Espectros Atômicos de Absorção A determinação de espécies atômicas somente é feita em meio gasoso no qual os átomos ou íons se encontram muito bem separados uns dos outros. Uma vez que a amostra tenha sido convertida em átomos ou íons elementares gasosos, não encontraremos mais estados de energia vibracional ou rotacional, uma vez que não há mais molécula na estrutura a ser analisada. Isso significa que somente transições eletrônicas poderão ocorrer. Dessa forma, os espectros de absorção (ou de emissão) serão constituídos por um número limitado de linhas espectrais. Na espectroscopia de absorção atômica, uma fonte externa de radiação incide sobre o vapor do analito, conforme se observa na figura abaixo: Se a fonte de radiação externa for de freqüência (comprimento de onda) apropriada, poderá ser absorvida pelos átomos do analito e promovê-los a estados excitados. Tomemos, por exemplo, átomos de sódio em estado gasoso sob influência de uma fonte de radiação externa, como uma chama, por exemplo. O sódio tem configuração eletrônica K2 L8 M1, conforme apresentado abaixo. 1 1 8 62 2 2 11 3221 MLK spssNa = Quando a radiação proveniente da fonte externa (chama) atinge os átomos de sódio, seu elétron mais externo excita-se, isto é, pula para uma camada mais externa. Esse salto quântico dependerá da quantidade de energia que o elétron receberá. A ilustração abaixo representa as excitações do último elétron do sódio para os subníveis p3 , p4 e p5 . Observe que para cada excitação, radiação com diferente comprimento de onda (freqüência) foi absorvida. Em alguns nanossegundos, os átomos relaxam para o seu estado fundamental transferindo seu excesso de energia para os outros átomos ou moléculas do meio. Como o sódio apresenta 1 único elétron na camada mais externa, seus espectros de absorção (ou emissão) é bem simples e consistem em relativamente poucas linhas, mas para elementos com mais de 1 elétron na camada mais externa que podem ser excitados, espectros mais complexos serão obtidos. Produção de Átomos e Íons Em todas as técnicas espectroscópicas atômicas, devemos atomizar a amostra, convertendo-a em átomos e íons em fase gasosa. Na maioria das vezes, as amostras são apresentadas ao atomizador na forma de solução, embora algumas vezes introduzamos gases e sólidos. Portanto, o dispositivo de atomização deve realizar a tarefa complexa de converter as espécies do analito em solução para átomos ou íons elementares, ou ambos, em fase gasosa. Os dispositivos de atomização pertencem a duas classes: atomizadores contínuos e atomizadores discretos. Nos atomizadores contínuos, como nas chamas, as amostras são introduzidas de forma contínua, mas nos atomizadores discretos as amostras são introduzidas em quantidades discretas (definidas) através de uma seringa ou de um auto-amostrador, como ocorre no atomizador eletrotérmico. A introdução contínua da amostra é feita através dos nebulizadores que convertem a solução em um jato spray ou névoa, diretamente na chama.
