Espectrometria de absorção atômica. Parte 4 – Atomizadores (Forno de Grafite)

o Olá meu nome é Cassiana docente no instituto de química da Universidade de São Paulo pesquisadora na área de química analítica e uma das coordenadoras do grupo de análise e pesquisa em espectrometria o grave as três últimas aulas sobre a absorção atômica apresentamos os fundamentos instrumentação de um espectrômetro de absorção atômica e detalhamos o atomizador com chama hoje apresentarei a vocês um outro atomizador muito empregado em absorção atômica em forno de grafite se você ainda não assistiu as três primeiras aulas desse assunto é esse tempo não corre lá vou deixar os links na descrição desse vídeo e quando o atomizador empregado na técnica de absorção atômica é o forno de grafite o método analítico recebe o nome de espectrometria de absorção atômica com forno de grafite e tem como acrônimo gf-aas que vem do seu termo em inglês Blast furnace Atomic absorption spectrometry é muito comum encontrar na literatura o uso do termo espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica o ET AAS do Inglês eletrotermo ou Atomic absorption spectrometry como sinônimo da espectrometria de absorção atômica com forno de grafite pois o forno de grafite É um tipo mais comum de atomizadores eletrotérmicos e representa aqui um diagrama de espectrômetro de absorção atômica com forno de grafite temos a lâmpada de cátodo oco que emite radiação específica de intensidade fizeram que passa pelo atomizador nesse caso o forno de grafite onde os átomos gasosas no estado fundamental são formados e que Portanto o absorvem a radiação a radiação não absorvida ou transmitida segue para o monocromador onde é separado e selecionado chegando finalmente ao detector onde é convertido em sinal elétrico vocês vão perceber na aula de hoje que o sistema de introdução de amostras bem como o processo de formação dos átomos é um pouco diferente da espectrometria de absorção atômica com discutida na aula anterior a questão uma imagem do atomizador e sistemas de introdução de amostras um espectrômetro de absorção atômica em forno de grafite a introdução da mostra é feita por um alto amostrador que leva alíquotas da solução organizada a bandeja para o interior do Forno de grafite Onde está depositado um tubo de grafite um capilar leva a solução para o interior do tubo de grafite por meio de uma amostragem discreta reparem que a eficiência de transporte é de 100 porcento diferente do que acontece com absorção atômica com chama no qual eficiência de apenas cinco porcento uma vez dentro do tubo de grafite a solução passa por aquecimento Até formar átomos que absorveram a radiação aquisição do sinal em forno de grafite é feita pela medida da área de pico e não pela altura como ocorre na chama isso acontece pois Diferentemente do espectrômetro de absorção atômica com chama Conde amostragem a contínua aqui amostragem a discreta é mas como ocorre o processo de atualização no forno de grafite a grande vantagem do Forno de grafite é que é possível realizar o controle da temperatura do atomizador de modo a planejar um programa de aquecimento enquanto o atomizador com chama a solução já entra em contato com a chama a 2. 300 ou 3 mil graus Celsius dependente da chama e atualização ocorre quase que instantaneamente no forno de grafite a formação dos átomos ocorre de forma controlada e gradual o programa de aquecimento ocorre normalmente em cinco etapas de temperatura que aumentada de forma gradual e controlada uma vez que a solução é depositada dentro do tubo de grafite inicia-se um aquecimento Brando Para que ocorra de solvatação dessa solução essa etapa chamada de secagem posteriormente a temperatura é aumentada um pouco mais para que haja a pirólise do resíduo sólido que ficou dentro do tubo O objetivo dessa etapa chamada e é destruir o máximo da Matriz eliminando os concomitantes e formaram precursor atômico ou seja o composto o que será dissociado para formar o átomo gasoso no estado fundamental ao final da pirólise é feito um aquecimento brusco no tubo de grafite de de forma que permita a formação dos átomos gasosas no estado fundamental também chamado de nuvem atômica é nessa etapa chamada atualização que a radiação é excedida e o sinal de absorção atômica é obtido por fim temos a etapa de limpeza do Qual a temperatura elevada para que os resíduos sejam dissipados após a etapa de resfriamento o tubo de grafite está pronto para receber a próxima a língua tá todos os detalhes de cada etapa da primeira etapa secagem emprega-se uma temperatura entre 80 e 200 graus Celsius dependendo do solvente que se pretende eliminar e é uma etapa que dura em média 5 a 10 segundos né ser tava como objetivo é arrastar os vapores do solvente para fora do tubo de grafite deixa se passar um pequeno fluxo de argônio por dentro do tubo ao final dessa etapa é formado um filme sólido no tubo de grafite a etapa seguinte a pirólise é uma das mais importantes pois tem a função de destruir eliminar os concomitantes da Matriz as temperaturas comumente utilizadas variam entre 250 e 1. 600 graus Celsius pois esse depende da matriz e do analito a duração varia entre 10 e 20 segundos é importante ressaltar que a temperatura usada não pode ser tão alta a ponto de evaporar o analito nessa etapa o fluxo de argônio também passa por dentro do tubo para auxiliar não arraste dos vapores residuais o final dessa etapa fica no tubo apenas os compostos inorgânicos em geral óxidos e cabritos que deverão ser e na etapa seguinte a atualização é na atualização que a medida do sinal de absorção é feita Pois é aqui que os átomos gasosas no estado fundamental são formados para isso o tubo é aquecido muito rapidamente para que a nuvem atômica seja formada de uma única vez essa nuvem deve permanecer dentro do tubo EA nesse momento que a radiação excedida e a medida é feita o fluxo de argônio é interrompido nessa etapa pois o objetivo é manter a nuvem atômica confinada dentro do tubo a temperatura é comumente usada é de 1.

600 a três mil graus Celsius com duração entre dois e dez segundos após essa etapa temos a limpeza e o resfriamento veja um modelo de programa de aquecimento organizado na forma de tabela em geral o que são valores de temperatura de pirólise e atualização que variam pois esses dependem fortemente da característica dos analitos e da amostra por isso Esses são os parâmetros que devem ser utilizados a otimização é feita por meio da construção da curva de pirólise e atomização cujo objetivo é encontrar os valores adequados para cada analito é para comprar a temperatura de pirólise ideal deve-se manter fixa a temperatura de atomização e variar crescentemente a temperatura de pirólise uma vez encontrada a temperatura de pirólise ideal fixa se essa temperatura e varia a temperatura de atomização para encontrar a temperatura ideal de atualização Vamos a um exemplo prático e construir a curva de temperatura de pirólise para isso como fixar uma temperatura de atomização por exemplo dois mil e cem graus Celsius e vamos então monitorar o sinal analítico para diversos valores de temperatura de pirólise indicar o seu valor de absorbância e o gráfico como esse e vamos começar com a temperatura de pirólise e 200 graus Celsius pegamos uma solução de concentração conhecida do analito levamos ao forno de grafite e corremos o programa de aquecimento nesse exemplo obtivemos esse valor de absorbância e vamos agora tentar uma temperatura maior por exemplo 300 graus Celsius pegamos a mesma solução levamos ao forno de grafite e corremos o programa de aquecimento aqui está o valor de absorbância obtido é possível observar que o sinal de absorbância não diminuiu continua praticamente o mesmo fato que indica que o analito não foi perdido durante essa etapa mesmo com esse aumento de temperatura assim podemos continuar tentando temperaturas maiores Vale lembrar que na etapa de pirólise e quanto maior a temperatura melhor pois assim as chances de conseguir alimentar eliminar os concomitantes de forma efetiva são maiores nós tentamos o 400 graus Celsius e o sinal se mantém fato que indica que não houve perdas portanto essa temperatura pode ser usada e vamos tentar 500 graus Celsius percebemos uma leve queda no sinal indicando o peru da jornalismo apenas para ter certeza Vamos monitorar o sinal a seiscentos graus uma grande queda no sinal analítico mostrando que realmente houve perda de um analito quando essa temperatura foi usada com todos os dados podemos traçar o perfil da curva de temperatura de pirólise e claramente percebemos que 400 graus Celsius é a maior temperatura que podemos usar é encontrada a temperatura de pirólise ideal fixamos esse valor no nosso exemplo 400 graus Celsius e variamos a temperatura de atomização a fim de encontrar a melhor temperatura Vamos começar com 1. 200 graus Celsius após correr o programa de aquecimento chegamos a esse valor de absorbância o valor muito baixo o que indica que a temperatura não foi suficiente para gerar os átomos gasosos sendo assim vamos tentar uma temperatura maior por exemplo mil quatrocentos graus Celsius vejam que o sinal aumentou o que mostra a festa temperatura foi capaz de gerar os átomos das ossos mas será que essa temperatura é suficiente para ter certeza Vamos tentar temperaturas maiores em 1. 600 graus celsius percebemos ainda o aumento do sinal o 1800° uma estabilização e em 2000 uma leve queda no sinal analítico com todos os dados podemos traçar o perfil da curva de temperatura de atomização e percebemos que a menor temperatura que possibilita a aquisição do maior final de absorbância foi mil e seiscentos graus Celsius portanto Essa será a temperatura escolhida podem lembrar que na atomização a melhor temperatura é a menor possível pois assim ajuda a manter o tempo de vida do tubo de grafite Resumindo podemos dizer que para encontrar a melhor temperatura de pirólise devemos fixar uma temperatura de atomização comumente 2.

300 graus celsius e variar crescentemente a temperatura dipirose uma vez encontrada a temperatura de pirólise ideal fixa esse valor e varia a temperatura de atomização E com isso temos curvas com esse perfil e tem um indica a melhor temperatura de pirólise e T2 a temperatura na qual houve total volatilização do analito durante a pirólise T3 é a temperatura na qual não houve informação dos átomos e T4 a melhor temperatura de atomização é a correta utilização dessas temperaturas é importante para garantir maior eficiência na atomização A então parte pirose Como já mencionado tem a função de promover a eliminação da matriz e formar os precursores atômicos nesse caso quanto maior a temperatura usada melhora porém a temperatura não deve ser elevada a ponto de perder o analito por volatilização mas como proceder em caso de analitos voláteis como o selênio EA volatilizado a 200 graus Celsius assim como Mercúrio cádmio chumbo e outros E para isso podemos usar estratégias para diminuir a volatilidade desses compostos por exemplo os modificadores químicos que são substâncias que formam compostos intermetálicos com os analitos tornando-os menos voláteis e portanto fazendo com que o mesmo suporte e temperaturas mais altas um dos modificadores mais conhecidos é a mistura a palavra e magnésio que aumenta a estabilidade de pelo menos 21 analitos e por isso é chamado de modificador químico Universal veja o exemplo do selênio sem modificador químico a sua volatilidade alta em torno de 200 graus Celsius com os modificador químico Mais especificamente para lá de magnésio o selênio passa a suportar temperaturas de até 1.