Espectrometría de Absorción Atómica para la Detección de Metales Pesados

Introducción a la Espectrometría

La espectrometría consiste en la medición e interpretación de la absorción, dispersión o emisión de radiación electromagnética que ocurre en los átomos y moléculas que forman las sustancias.

Absorción Atómica

La Absorción Atómica se emplea para la determinación de metales en el ambiente laboral. Es un método muy sencillo, sensible y que no se ve afectado por la interferencia de otras sustancias; posee una exactitud muy elevada y su uso principal se centra en la detección de metales en humos metálicos y metales pesados.

Principio Físico (PF)

Su principio físico es la absorción de radiación electromagnética de los electrones de un átomo al pasar de un estado fundamental a uno excitado. Los saltos de electrones desde el estado fundamental a uno excitado son únicos para cada elemento. Para que este proceso funcione, los átomos deben estar libres en forma de vapor; esta nube de átomos en estado gaseoso es iluminada con una luz que posee la energía justa para producir los saltos electrónicos. El procedimiento consiste en medir la diferencia entre la luz emitida y la luz recogida.

Se obtiene la luz con la energía precisa ajustando la longitud de onda a través de un colimador monocromático. Existe una relación íntima entre la cantidad de radiación absorbida y la concentración de metal. Utilizando patrones de concentración conocida, se realiza una calibración del aparato.

Componentes del Instrumento

1. Sistema de emisión: Consta de una lámpara especial (lámpara de cátodo hueco) fabricada con un anillo del metal a analizar en su interior, el cual se pone incandescente mediante un filamento. De esta manera, la lámpara emitirá las longitudes de onda características del metal objeto de estudio.
2. Modulador: Es un dispositivo colimador capaz de seleccionar la longitud de onda específica.
3. Sistema de absorción: Consiste en un quemador y un atomizador que vaporiza la muestra, permitiendo que los átomos queden libres y algunos en su configuración fundamental. El quemador suele ser de titanio y en su interior cuenta con un sistema que aspira la disolución problema a través de un tubo capilar mediante el efecto Venturi. El quemador es plano, la luz lo atraviesa y es allí donde ocurre el proceso de absorción atómica.
4. Sistema de detección: Es un dispositivo que aísla y detecta la línea analítica espectral del elemento a determinar, simplificando la radiación a una sola longitud de onda. Esta línea analítica se enfoca hacia el detector electrónico, que convierte la señal luminosa en una señal eléctrica.