Técnicas Espectroscópicas de Absorción/Emisión Atómica ?· Espectroscopía Atómica– ¿Qué medimos?…

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    21-Sep-2018

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Tcnicas Espectroscpicas de Absorcin/Emisin AtmicaMadrid, 5 de Julio 2011La composicin elemental determina las propiedades qumicas y fsicas de las muestras. La presencia de ciertos elementos, incluso a niveles de traza y ultratraza puede tener Importancia del Anlisis ElementalSep 20102traza y ultratraza puede tener un impacto significativo en la salud humana, medio ambiente o en la industria. Caractersticas y Exigencias del Anlisis ElementalEl anlisis de trazas y ultratrazas cobra cada vez ms importancia Disminucin de los lmites de deteccin de las tcnicas de anlisis (medioambiente, alimentacin, bio-clnico, semiconductores, materiales)Los anlisis se efectan cada vez ms en un entorno regulado. Legislaciones nacionales, europeas, internacionales. Uso de sistemas de calidad, patrones primarios, CRMs. Exactitud y robustez en el Sep 20103de calidad, patrones primarios, CRMs. Exactitud y robustez en el sistema de medida.El anlisis se incorpora dentro de la cadena productiva y por lo tanto cada vez es ms importante el control de los costes y la productividad de los laboratorios. Automatizacin, velocidad, capacidad multielemento, sencillez de manejo. Tcnicas de Anlisis ElementalTrazas y Ultratrazas.Sep 20104Espectroscopa Atmica Qu medimos?2. El electrn excitado puedeeventualmente disminuir suenerga hasta el nivel basal y emitir luz a longitudes de onda bien definidas)Emission1. La absorcin de energa permiteque un electrnse mueva a un nivel energticosuperior. E1E2Absorcin53. Si hay sufienteenerga en el sistema, el electrn puedeabandonar el tomo y dejar tras de s un ION cargado positivamente.ElectronNucleoE1Page 5IonizacinFAAGFAAAbsorcin Atmica de LlamaAbsorcin Atmica de Cmara de GrafitoMuy rpida; buena cobertura de elementos, monoelemental, DLs entre 10s a 100s ppb; bajo coste.Lenta; cobertura selectiva de elementos, monoelemental, DLs entre 10s a 100s ppt; mayor coste. Rpida; cobertura elemental baja, MonoelementalesTcnicas de Espectrometra AtmicaAA, ICP-OES, ICP-MSHGAGeneracin de Hidruros/Vapor ICP-OESEspectroscopa Optica de Emisin ICP ICP-MS Espectroscopa de MasasRpida; cobertura elemental baja, monoelemental; DLs entre 10s a 100s ppt; bajo coste. Muy rpida; puede analizar la mayora de elementos, multielemental; DLs en torno a las ppb; coste medio. Rpida; puede analizar la mayora de los elementos, incluyendo el Hg, multielementalDLs entre las ppt o sub-ppt; alto coste. MultielementalesPage 6HGA Hidruros/Vapor FrioAbsorcin Atmica: Caractersticas generales67 elementosDesde ppts a niveles de ppm altasIntervalo lineal de 2-3 ordenesPrecisin tpica inferior al 1% RSD en FLAA y VGA y del 3-5% RSD en GFAA.Instrumento sencillo de ajustarInstrumentacin de facil manejoTcnica muy especfica y selectivaBajos costes operativosPage 7Pittsburg Conference 1957...... Siglo XXISistemas AA de AgilentDiseos ptico de altas prestacionesNebulizador para todo tipo de anlisis. Tolerancia a todo tipo de matrices: Muestras acuosas, cidas, orgnicas. Sensibilidad ajustable: Nebulizador, bola de impacto. Enorme estabilidad y robustez en matrices fuertes.Seguridad. Interlocks de seguridad. Sistemas de liberacin de presin.7/11/2011June 2010Atomic AbsorptionAgilent Restricted10 Sistemas de liberacin de presin. Corte automtico de gases.Optica de altas prestaciones Optica sellada y espejos recubiertos de cuarzo. Mnimas partes mviles. Mayor rendimiento en la transmisin de la luz. Red de difraccin de 1200l/mm-1800 l/mm Distancia focal de 250-330 mmResolucin variable, hasta 0.1nmEficiencia y ProductividadModo de trabajo en AA convencional Se mide un solo elemento cada vez Las muestras se aspiran una y otra vez durante el Anlisis Aumentan los delays. Aumenta el tiempo de anlisis Consume ms cantidad de muestraPage 11Eficiencia y ProductividadModo de trabajo en Fast Sequential (FS) Mide todos los elementos en una secuencia rpida. Todas las muestras se aspiran una sola vez. Mejora la productividad en ms de un 50% Menor consumo de muestra. Ahorro de tiempos de trabajo y costes operativosSolo Agilent dispone del modo FSPage 12SpectrAA FS:AAS Secuencial RpidoFuente de alimentacin para hasta 8 LmparasEnfoque MotorizadoFS-AAS, 10 Elementos: 90 s por muestra, tiempo total de anlisis (10 elementosx 3 reps. x 3 seg)Modo de trabajo en Fast SequentialTcnica Nmero deelementosTiempo de analisispor muestra,minSecuencialICP-OES10 3.6Secuencial RpidoFlame AASSimultaneoICP-OES10101.71.2El sistema determina la relacin de Absorbancia Muestra /Blanco para el ISLa relacin se muestra como un Factor de CorreccinLa Absorbancia del Analito es corregida por este FactorLa concentracin real de la muestra es mostradaTrabajo con Standard Interno (IS)Slo posible con el modo de operacinpatentado por Agilent, Fast Sequential Elimina la rutinaria tarea de preparar patrones Permite una rpidsima dilucin on-line para las muestras de concentracin elevada Incrementa en 200 veces el intervalo lineal. Adicin On-line de supresores de ionizacin o modificadores qumicos Simplifica la preparacin de muestra Minimiza el consumo de reactivosSIPS Simplifica el anlisis por FlAA Minimiza el consumo de reactivos Preparacin automtica de adiciones standard. Adicin y Correccin automtica con standard interno en equipos FS Permite trabajar en modo de lavado inteligente.Page 16 Compatible con las versiones actuales de AA, ICP-OES y UV-Vis Gran velocidad De la muestra a la estacin de lavado en < 3 seg Bandejas seleccionables Bandeja dedicada a standards/QCs Tubos de 11 x 16 mm OD; o Tubos de centrfuga de 6 x 29 mm OD Suporta hasta tres bandejas de muestras.Autosamper SPS-3. Trabajo desatendido en FLAA Suporta hasta tres bandejas de muestras. Capacidad Max. de 270 muestras Permite tubos de hasta 150 mm de altura Estacin de lavado de flujo continuo y velocidad variable a travs de una bombaperistltica incorporada Opciones: Cabina purgada Diluidor (dilucin on-line y off-line)Page 17 Sirve para el anlisis de elementosformadores de hidruros voltiles. As, Se, Sb, Bi, Te, Sn Anlisis de mercurio por vapor fro Cold vapor Tcnica extremadamente Sensible Lmites de deteccin a nivel de sub-ppb con Atomizacin por Generacin de Hidruros/Vapor fro Lmites de deteccin a nivel de sub-ppb con precisin del 1-2 % Reducin qumica del elemento a suHidruro gaseoso o vapor libre de Hg Hidruro se disocia en celda pre-calentada(excepto Hg)Page 18Error a 2.12 Abs. Seal de fondos del NaCl2.12 ABS2.12 ABSVentajas del sistema de correccin de Agilent porlmpara de Deuterio. 2 % ERROR2 % ERRORPage 19Equipos de AA Agilent de Cmara de GrafitoLa cmara de grafito permite llegar hasta los 3000, con rampas de calentamiento de hasta 2000C/seg.Tubos de calentamiento longitudinal isotermos, protegidos por una corriente de Ar externa para alargar la vida del tubo. Cabezal construido de materiales inertes (titanio).20 etapas de temperaturas, seleccin de gas de arrastre alternativo. Mltiples modos de inyeccin. PROMPT.Los sistemas Zeeman de Agilent proporcionan: Impresionante rendimiento a niveles de sub-ppb gracias al diseo CTZ del horno y la disposicin transversal de los imanes. No hay restricciones al paso de luz.El mejor sistema Zeeman de GFAA Alineamiento sencillo Solo requiere unafuente de luz. La correccin Zeeman ms precisa. Interpolacin polinmica de la seal del fondo Imn del Zeeman modulado al doble de la frecuencia principal. Intensidad de campo variablePage 21 Fuente de potencia optimizadapara tubos de baja masatrmica. Asegura un calentamientocontrolado, rpido y constante.Diseada para mantener una temperaturaconstante en el tubo de grafitocontrolado, rpido y constante. Crea una zona de temperaturaconstante alrededor del orificiode inyeccin. Mejores caractersticas de relacin seal/ruido.Page 22Opcin Video-CmaraPermite visualizar dentro del tubo para optimizar: Altura del inyector Temperatura de secado Imagen almacenada con resultados Examine los resultados(30 a 40 mins. despues)El mximoOptimizacin para la determinacin de Pb empleando modificadores fosfatoSRM. Ventana para la Optimizacin del las Temperaturas del HornoEl mximode la curvaes indica lascondicionesptimas.Presionando OK se fijan las condiciones optimizadas en el mtodo de anlisisPage 24Los sistemas Duo de Agilent doblan la productividad del laboratorio Ideal para laboratorios medioambientales, qumicos, o industriales con altas cargas de trabajo. El uso simultaneo del FLAA y del GFAA mejora la productividad. Permite personalizar el sistema en funcin de susnecesidades. Almacenamiento de mtodos y resultados Almacenamiento de mtodos y resultadoscentralizado. Ahorro de tiempo eliminando el tiempo en los cambios y alineamientos. Sencillez en la puesta a punto cada atomizadorest permanentemente alineado.Page 25Plasma acoplado inductivamente (ICP)Campo magnticoCuerpo de antorcha3 Tubos concntricos de cuarzoBobina de induccin26Ar Flujo de gas de nebulizador y aerosol de muestraCorrientes de Eddy Ar Flujo de gas de plasmaAr Flujo de gas auxiliarinduccin(Refrigerada)Caractersticas del ICP-OES a dia de hoy Amplio espectro 78 elementos analizables. Muy adecuada para el anlisis de elementos refractarios. Tcnica simultanea, muy rpida y robusta. Amplio intervalo dinmico - ppb a % Precisin frecuentemente superior al 1% Gran tolerancia a slidos disueltos.27 Gran tolerancia a los medios orgnicos. Pocas interferencias qumicas Normalmente la preparacin de muestra es sencilla Relativamente facil de operarPlasma ICP-OES: Tendencias Flexibilidad en la configuracin Anlisis directoDigestiones por distintos medios Robustez instrumental.MineraAleacionesMateriales/CatlisisLinealidadJuly 11, 201128LinealidadAnlisis de mayoritarios y minoritariosAhorro de costesVelocidad de anlisisRapida puesta en marchaSistemas de eliminacin de interferenciasMatrices complejas En funcin de : - la sensibilidad necesaria- la naturaleza de la matrizMatriz Nebulizador Cmara Tipo de tubo AntorchaDrenaje MuestraAcuosas Conikal (5% TDS) Ciclnica monopaso azul -azul blanco-blanco monobloqueNo cargadas Sea spray (50 ml) (1,6 ml/min) (0,62 ml/min)ONE-NEB / USNAcuosas Sea spray (20% TDS) Twister azul -azul blanco-blanco monobloquecargadas ONE-NEB Sturman-Masters azul -azul gris-gris(1 ml/min)Acuosas Sea spray (tope 75) Antorcha altos slidosfuertemente cargadas Slurry (suspensiones 150) Sturman-Masters azul -azul gris-gris Shield torchFlexibilidadFlexibilidad en la en la configuracinconfiguracin29fuertemente cargadas Slurry (suspensiones 150) Sturman-Masters azul -azul gris-gris Shield torchFusiones alcalinasAcidosH3PO4, HClO4 Sea spray Twister azul -azul blanco-blanco monobloqueH2SO4HF v-groove Sturman-Masters azul -azul gris-gris desmontableONE-NEB Ciclnica (HF) Injector de alminaOrgnicos Conikal (5% TDS) Sturman-Masters azul -azul blanco-blanco desmontableAceites Ciclnica/refrigferada injector de cuarzo 0,8 mmDisolventesMicromist Cinnabar monobloqueBiolgicas 0,4 ml/min (20 ml) negro-negroMicro-volumenes 0,2 ml/minNaranja-naranja0,05 ml/min azul-naranjaVista Vista Radial (Radial (AgilentAgilent 715715--725725--735)735)Canal centralVolumen de observacinCanal centralAltura de visinBobina de Regin de induccinFlexibilidadFlexibilidad en la en la configuracinconfiguracin30Permite: trabajar con muestras con alto contenido de sales disueltas- analizar muestras de muy altas concentracionesBobina de induccinInterfaz de cono refrigeradoFlexibilidadFlexibilidad en la en la configuracinconfiguracinVista Vista Axial (Axial (AgilentAgilent 710710--720720--730)730)31- Interfaz a travs de un cono refrigerado y una contracorriente de Arpara suprimir la zona de recombinacin molecular- Paso ptico en el canal central ms largo sensibilidad aumentadaen un factor de 3 a 10.- Limitacin en cuanto a la carga razonable de contenido de sales enlas muestras: 30 a 50 g/L segn el tipo de sal.Apertura de la cola del plasmaEnormeEnorme IntervaloIntervalo DinamicoDinamico Lineal en AxialLineal en AxialInterfase CCI PatentadaInterfaz de cono refrigeradoApertura de la cola del plasmaGeneradorGenerador RFRF Nuestros equipos emplean un Generador de tipo oscilador libre de alta frecuencia 40.68 MHz Los osciladores libres acoplan msrpidamente los cambios de impedancia del plasma, lo que le RobustezRobustez en las en las determinacionesdeterminaciones33impedancia del plasma, lo que le confiere mayor robustez. Los generadores de alta frecuencia permiten disponer de: Mayor linealidad Menores fondos Mayor seal para algunos elementosAntorchaPrisma CaF2Red de DifraccinChip CCDVarianVarian 700700--ES SIMES SIMRobustezRobustez en las en las determinacionesdeterminacionesTodos los componentes pticos son fijos, no hay componentes mvilesEl sistema ptico est termostatizado a 35C +-No hay necesidad de Dual View para eliminar interferencias en axialPolicromadorEchelletermostatizado a 35C +-0.1C para evitar derivas por dilatacin.Detector sin sustancias orgnicas. Solo Silicio. Mantiene la sensibilidad de su respuesta durante toda la vida del equipo. Menores Costes OperativosMenores Costes OperativosVelocidad de anlisisConsumo de gasesGas de DesvoInterfaz de cono refrigerado20-30 l/minApertura de la cola del plasmaEl nico sistema ptico totalmente simultaneoEl nico sistema ptico totalmente simultaneoAntorchaPrisma CaF2Red de DifraccinChip CCDMenores Costes OperativosMenores Costes OperativosJuly 11, 2011Confidentiality Label36Chip CCDPolicromador EchelleMenores Costes OperativosMenores Costes OperativosIntegracin adaptativa (720/25 y Integracin adaptativa (720/25 y 730/35)730/35) No emplea obturadoresCanal anti-blooming37Evita transvases de electrones a pxels cercanosVlvula de 4 vas SVS-1 controlada por el softareMenores Costes OperativosMenores Costes OperativosPermite una introduccin de muestra y lavado ms eficaz y rpido.Se realiza el lavado mientras se introduce la muestra siguiente.Mejora la estabilidad a largo plazo en muestras con alto contenido de slidos disueltos.Disminuye el envejecimiento de la antorcha y gasto en cosumibles.38Compatible con autosampler y lavado inteligenteLos mejores sistemas de eliminacin de Los mejores sistemas de eliminacin de interferenciasinterferenciasCobertura completa del espectroSeleccin de lneas alternativasElemento Long. Onda (nm) Resolucin (nm) As 188.979 0.007 Be 234.861 0.008 B 249.773 0.008 Elevada resolucin ptica (7 pm)39B 249.773 0.008 Co 238.892 0.009 Cd 214.438 0.008 Ca 396.847 0.011 Li 670.784 0.024 K 769.896 0.045 Los mejores sistemas de eliminacin de Los mejores sistemas de eliminacin de interferenciasinterferenciasAdaptado :correccin polinmica. extrapolacin automticade la forma del fondo.Correccin adaptada de los fondos40Correccin fuera del pico :utiliza 1 o 2 puntos para ajustar los fondos desde un lado o los dos lados del picoIzquierdaDerechaBG/DFACT FACT deconvolucindeconvolucin espectralespectral de de un un interferenteinterferenteFe 226.505Cd 226.502Cd 226.502 nm/ Fe 226.505 nm226.502226.9492Permite corregir: blanco, matriz y hasta 7 interferencias por metal.Los mejores sistemas de eliminacin de Los mejores sistemas de eliminacin de interferenciasinterferencias41Se precisa una mnima separacin entre interferente e interferido (3 pm).Puede incorporarse en el mtodo de anlisis analitoSignal totalNi 231.604 nm en matriz orgnicaInterferenteMtodoMtodo de de correccincorreccin interinter--elementoelementoEl mtodo IEC determinaun coeficiente entre la sensibilidad de un analito y la de uno o variosinterferentes a la long de onda del analitoSe combina con la medidade la concentracin deIinterferente tomada en una42interferente tomada en unalnea no interferida, para de esa forma calcular los factores de interferencia.Puede ser empleado con cualquier interferenciaespectral incluso con solapamientos totales de bandas de emisin.