Por Stan Aberdeen Atualizado em 24 de março de 2022

Ryan McVay/Photodisc/Getty Images

A absorção atômica (AA) é um método de teste científico usado para detectar metais em solução. A amostra é fragmentada em gotas muito pequenas (atomizadas). Em seguida, é alimentado em uma chama. Átomos metálicos isolados interagem com a radiação que foi pré-definida para determinados comprimentos de onda. Essa interação é medida e interpretada. A absorção atômica explora diferentes comprimentos de onda de radiação absorvidos por diferentes átomos. O instrumento é mais confiável quando uma linha simples relaciona a concentração de absorção. Instrumentos atomizadores/chama e monocromadores são fundamentais para fazer o dispositivo AA funcionar. Variáveis ​​relevantes de AA incluem calibração de chama e interações exclusivas baseadas em metal.

Linhas de Absorção Discretas

Linhas de Absorção Discretas

A mecânica quântica afirma que a radiação é absorvida e emitida pelos átomos em unidades definidas (quanta). Cada elemento absorve diferentes comprimentos de onda. Digamos que dois elementos (A e B) sejam de interesse. O elemento A absorve a 450 nm, B a 470 nm. A radiação de 400 nm a 500 nm cobriria todas as linhas de absorção dos elementos.

Suponha que o espectrômetro detecte uma ligeira ausência de radiação de 470 nm e nenhuma ausência em 450 nm (toda a radiação original de 450 nm chega aos detectores). A amostra teria uma concentração correspondentemente pequena para o elemento B e nenhuma concentração (ou "abaixo do limite de detecção") para o elemento A.

Linearidade Concentração-Absorção

Linearidade Concentração-Absorção

A linearidade varia com o elemento. Na extremidade inferior, o comportamento linear é limitado por “ruído” substancial nos dados. Isto acontece porque concentrações muito baixas de metais atingem o limite de detecção do instrumento. No extremo superior, a linearidade é quebrada se a concentração do elemento for alta o suficiente para uma interação átomo-radiação mais complicada. Átomos ionizados (carregados) e formação de moléculas funcionam para fornecer uma curva de concentração de absorção não linear.

Atomizador e Chama

Atomizador e Chama

O atomizador e a chama convertem moléculas e complexos metálicos em átomos isolados. As múltiplas moléculas que qualquer metal pode formar significam que combinar um espectro específico com o metal de origem é difícil, senão impossível. A chama e o atomizador têm como objetivo quebrar quaisquer ligações moleculares que possam ter.

O ajuste fino das características da chama (proporção combustível/ar, largura da chama, escolha do combustível, etc.) e da instrumentação do atomizador pode ser um desafio por si só.

Monocromador

Monocromador

A luz entra no monocromador após passar pela amostra. O monocromador separa as ondas de luz de acordo com o comprimento de onda. O objetivo desta separação é determinar quais comprimentos de onda estão presentes e em que extensão. A intensidade do comprimento de onda recebido é medida em relação à intensidade original. Os comprimentos de onda são comparados para determinar quanto de cada comprimento de onda relevante foi absorvido pela amostra. O monocromador depende de uma geometria precisa para funcionar corretamente. Vibrações fortes ou oscilações repentinas de temperatura podem causar a quebra do monocromador.

Variáveis Relevantes

Variáveis Relevantes

Propriedades ópticas e químicas especiais dos elementos em estudo são importantes. Por exemplo, a preocupação pode centrar-se em vestígios de átomos de metais radioactivos ou na tendência para formar compostos e aniões (átomos carregados negativamente). Ambos os fatores podem dar resultados enganosos. As propriedades da chama também são muito importantes. Essas características incluem temperatura da chama, ângulo da linha da chama em relação ao detector, taxa de fluxo de gás e função consistente do atomizador.