Fundamentos y Componentes Clave de la Espectroscopia de Absorción Atómica

La espectroscopia de absorción atómica (AAS) es una técnica analítica fundamental para la determinación cuantitativa de elementos metálicos. A continuación, se detallan sus principios y componentes esenciales.

Principio de Funcionamiento

Consiste, para comenzar, en una fuente de luz que irradia una muestra previamente introducida mediante un sistema de introducción. Esta muestra se atomiza a continuación en una llama y pasa por el selector de longitud de onda para finalmente llegar al detector, que lee y procesa la señal.

Componentes Principales

1. Fuente de Luz: Lámpara de Cátodo Hueco (LCH)

La lámpara de cátodo hueco es el componente clave para generar la radiación específica del elemento a analizar. Su funcionamiento se basa en bombardear iones gaseosos, lo que excita los átomos metálicos del cátodo y, al relajarse, emiten radiación característica.

Este tipo de lámpara consiste en un ánodo de wolframio y un cátodo cilíndrico, cerrados herméticamente en un tubo de vidrio lleno con neón o argón a una presión de 1 a 5 Torr.

2. Sistema de Introducción de Muestras

Las muestras que se utilizan suelen ser líquidas y se introducen en un nebulizador, donde se genera un aerosol fino mediante interacciones entre un gas y el líquido. A continuación, el aerosol pasa por la cámara de nebulización, donde se eliminan las gotas más grandes mediante el uso de una serie de obstáculos. Finalmente, el aerosol pasa al quemador.

3. La Llama: Proceso de Atomización y Tipos Utilizados

Después de atomizar la muestra, esta pasa por un proceso de volatilización, donde se convierte en gas (en lugar de líquido). Este gas sufre una disociación y, finalmente, una irradiación para excitar los electrones.

La llama puede ser de varios compuestos distintos. En nuestro caso, usamos una llama de Aire-Acetileno que alcanza temperaturas en torno a los 2100-2450 °C, ideal para la atomización de muchos elementos.

4. Selectores de Longitud de Onda

Los selectores de longitud de onda son cruciales para aislar la radiación específica del elemento de interés y pueden ser de dos tipos principales:

• Filtros:
  • Filtros de absorción: Se usan en la zona visible del espectro, pero son poco específicos.
  • Filtros de interferencia: Se pueden usar para distintas longitudes de onda. Estos seleccionan una longitud de onda mediante interferencias ópticas como reflexiones y refracciones.
• Monocromadores:

  Un monocromador consiste en una rendija de entrada por donde entra luz blanca que choca con una lente cóncava y se refleja hacia un prisma o una red de difracción. Estos elementos seleccionan las distintas longitudes de onda a reflejar. A continuación, la luz pasa a reflejarse en otra lente que finalmente la desvía por una rendija de salida, por la cual solo sale una longitud de onda específica.

5. Detector UV-Visible

El detector que se emplea es un detector usado en la zona UV-visible que se basa en la detección de fotones. Este componente convierte la señal luminosa en una señal eléctrica cuantificable.