TIPOS DE AES

Dependiendo del método empleado para la excitación tenemos:

EMISIÓN DE LLAMA (F.E.)
Se utiliza una llama como fuente de excitación (iguales quemadores que en absorción atómica) principalmente para análisis cuantitativo y es uno de los métodos más sensibles y precisos para metales alcalinos y alcalinotérreos.

Aplicaciones más importantes:

Determinación de Na, K, Li, Fe en líquidos y tejidos biológicos. También para análisis de suelos para determinar Na, K, Al, Fe y Ca para análisis de aguas residuales, cementos, productos de petróleo y productos metalúrgicos.
También se utiliza para el análisis cualitativo de identificación de elementos según la longitud de ondas de los picos de emisión de los espectros característicos de cada elemento.
Aquí un problema es el ruido de fondote la sustancia debido a la llama que puede enmascarar alguna sustancia.
Cada elemento tiene una temperatura óptima de excitación que va a determinar la relación entre átomos excitados y no excitados en la llama, por lo que el control de la temperatura es muy importante, más que en absorción atómica, debido a que absorción atómica depende de los átomos no excitados que hay en la llama (el control de la llama es muy importante, provoca variación de la relación). La absorción atómica los átomos de la llama son del orden de 103 - 106 mayor que el de átomos excitados de lo que se deduce que la absorción atómica de llama es más sensible que la de emisión.

Ventajas (respecto a los otros tipos de AES)
- Da espectros más sencillos debido a que la energía de excitación de la llama es más baja que en el resto, con lo cual da espectros de menos líneas de emisión y menores interferencias espectrales.
- Tiene mayor reproducibilidad para análisis cuantitativo.
Desventajas
- La energía de excitación es demasiado baja para la mayoría de los elementos por eso sólo podemos utilizarla para unos pocos elementos.
- La muestra debe estar disuelta no así en los otros.

*EMISIÓN DEARCO ELÉCTRICO
Aquí la atomización y excitación de la muestra tiene lugar entre dos electrodos conectados a un circuito, el paso de la electricidad entre ambos proporciona la energía suficiente para atomizar y excitar la muestra.
La muestra está en estado sólido y a veces en estado líquido, se coloca sobre el electrodo inferior y se conecta a una fuente con flujo de corriente (a esto se le denomina cebación del arco). Cuando la corriente empieza a circular se separan los electrodos y la temperatura sube rápidamente entre 4000 - 8000ºK en la columna del arco (mayor que en la de llama). El circuito está conectado a una R y a una bobina de autoinducción para estabilizar el flujo de la corriente, cuando más estable el flujo más reproducible.
Las especies emisoras son átomos neutros en vez de iones, átomos excitados térmicamente.
Los electrodos utilizados son principalmente de grafito, también pueden ser de cobre o de plata (cuando son esos elementos los que se van a analizar). Cuando la muestra es un metal o una aleación se puede utilizar la muestra como electrodo (porque es conductor9 vertiendo el material fundido en un molde utilizando una superficie plana y pulida del metal como electrodo.
Cuando tenemos muestras sólidas no metales normalmente se muelen, pulverizan y se mezclan con el polvo de grafito para obtener el electrodo y así se consigue reproducibilidad.

Características de este método:
- Las temperaturas altas que se consiguen hace que sea una fuente más sensible y que tenga gran aplicación para análisis cualitativo.
- También es muy selectivo y permite excitar directamente los metales o las muestras pulverizadas reduciendo así las interferencias de los elementos.
La dificultad que tiene este método es el complicado control de flujo, da problema de reproducibilidad para análisis cuantitativo.
Su aplicación principal es el análisis cuantitativo y cualitativo de muestras no metálicas, como suelos y muestras vegetales.

*EMISIÓN POR CHISPA
También tiene electrodos, se conectan en paralelo con un condensador, cuando el condensador se carga salta la chispa, el condensador se va descargando, se vuelve a cargar hasta hacer saltar la chispa y se produce una corriente alterna, el circuito está conectado a una R que controla las características de la corriente, la corriente producida es menor que la producida en el arco eléctrico pero en la fase inicial de descarga la corriente instantánea es muy superior obteniendo una temperatura de 40000ºK.
La excitación se produce por energía eléctrica porque los electrodos permanecen fríos. Es una fuente muy sensible y se consigue volatilizar cantidades pequeñas de muestra.
Es más estable y reproducible, lo que le hace una de las mejores fuentes para análisis cuantitativo.
La principal aplicaciones la identificación de otros materiales conductores.

*EMISIÓN DE PLASMA DE ARGÓN (ICP)
Plasma " mezcla gaseosa conductora de la electricidad que contiene una cantidad significativa de cationes y electrones. Los iones de argón una vez en forma de plasma son capaces de absorber suficiente energía de una fuente externa para mantener la temperatura necesaria para que se mantenga el plasma indefinidamente (mantener ionizado el argón).
La temperatura alcanzada puede llegar a 10000ºK permitiendo medir halógenos metaloides.
Cuando se inyecta la muestra en el plasma debido a esta alta temperatura se atomizan y se excitan.
Existen varias fuentes de plasma de argón, la más utilizada es el plasma de acoplamiento inductivo debido a su mayor sensibilidad y que ofrece menos interferencias.

*I.C.P. " ANTORCHA
Consiste en 3 tubos concéntricos de cuarzo a través de los cuales fluyen corrientes de argón de 5 - 20lit·min-1, el diámetro del tubo externo es de 2,5cm, alrededor de la punta del tubo se coloca una bomba de inducción refrigerada por agua y alimentada por un generador de radiofrecuencia, produce una potencia de 0,5 - 2Kw, por el tubo central corre el argón con la muestra y la ionización del argón se inicia por una chispa en la bobina, los iones y electrones resultantes interaccionan con el campo magnético producido originando trayectorias circulares.
La temperatura del plasma es muy alta por lo que necesita refrigeración para aislar el cilindro de cuarzo de ese calor. Esa refrigeración se lleva a cabo por una corriente de argón de forma tangencial alrededor de las paredes del tubo (refrigera y mantiene el plasma de argón central).
La muestra se introduce dentro del plasma caliente a través de un flujo de argón que va de 0,3 - 1,5lit·min-1, la muestra puede estar como aerosol, como vapor generado térmicamente o como polvo fino.
Ventajas
- Las temperaturas son mayores por lo que la atomización es más completa y produce menos problemas de interferencias químicas.
- La atomización se produce en un medio inerte (desde el punto de vista químico) por lo que aumenta el tiempo de vida del analito al evitar la formación de óxidos.
- Permite analizar materiales refractarios de baja concentración debido a la alta temperatura alcanzada (materiales muy resistentes a la descomposición térmica).
- Se obtienen buenos espectros de emisión para la mayoría de los elementos en las mismas condiciones de excitación.
- La temperatura del plasma es más uniforme que en el resto de métodos consiguiendo mayor reproducibilidad debido a esa estabilidad.
- Tiene poca radicación de fondo y las líneas de calibración son lineales en un rango mayor.
Inconveniente:
- Poca especificidad.
Aplicaciones: Se pueden determinar todos los elementos metálicos, pero tienen algunas reservas (limitaciones) que son:
- Los metales alcalinos necesitan condiciones de trabajo no adecuadas para el resto de los elementos.
- Las líneas de Li, Rb, Cs y K se obtienen en infrarrojo por lo que tienen problemas de detección porque los espectrofotómetros están diseñados para la radiación ultravioleta.
- B, P, N, S y C emiten líneas por debajo de 180nm, que es ultravioleta de vacío.