Para identificar un elemento, en los laboratorios se emplean diversas técnicas e instrumentos analíticos.
Cada técnica tiene sus propios principios y aplicaciones.
Entre estos métodos se encuentran la espectrofotometría ultravioleta (UV), la espectrofotometría de absorción atómica (AAS), la espectrofotometría de fluorescencia atómica (AFS), la espectrofotometría de emisión atómica (AES), la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) y la espectrometría de fluorescencia de rayos X (XRF).
Cada técnica ofrece características únicas y es adecuada para distintos tipos de análisis.
Estos análisis van de cualitativos a cuantitativos.
También abarcan composiciones de muestras simples a complejas.
Explicación de 5 técnicas clave
1. Espectrofotómetro ultravioleta/visible (UV)
Principio: Utiliza la ley de Beer para medir la absorbancia de la luz por una muestra, que es proporcional a su concentración.
Características: Alta sensibilidad, buena selectividad, alta precisión, amplio rango de concentración aplicable y bajo coste de análisis.
2. Espectrofotómetro de absorción atómica y fluorescencia
Espectroscopia de absorción atómica (AAS): Se basa en la absorción de luz por átomos gaseosos, lo que da lugar a transiciones de electrones exteriores del estado de reposo al estado excitado.
Espectroscopia de fluorescencia atómica (AFS): Mide la intensidad de la fluorescencia emitida por los átomos bajo estimulación de radiación.
Características de la AAS: Alta sensibilidad, buena selectividad, funcionamiento sencillo y buena precisión de medición.
Características del AFS: Bajo límite de detección, menos interferencias, estructura sencilla del instrumento y amplio rango lineal.
3. Espectrofotómetro de Emisión Atómica (AES)
Principio: Consiste en la emisión de luz por los átomos cuando los electrones vuelven al estado de reposo desde el estado excitado.
Características: Alta temperatura, buen límite de detección, estabilidad y amplio rango lineal.
4. Espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS)
Principio: Ioniza los componentes de la muestra para generar iones con diferentes relaciones carga-masa, analizados por un espectrómetro de masas.
Características: Amplio rango de medida de masas, alta resolución y alta sensibilidad absoluta.
5. Espectrofotómetro de fluorescencia de rayos X (XRF)
Principio: Excita los elementos de una muestra para que emitan rayos X secundarios, característicos de la energía o longitud de onda de los elementos.
Características: Pruebas no destructivas, detección multielemento y aplicabilidad en ciencia de materiales y geología.
Detectores de deriva de silicio (SDD) en XRF
Función: Se ioniza cuando se expone a los rayos X, generando una carga proporcional a la cantidad de elemento en la muestra.
Criterios de selección: Los SDD ofrecen una mejor resolución y son menos susceptibles a los cambios de temperatura, lo que los hace adecuados para muestras complejas y límites de detección bajos.
Aplicaciones del FRX
Ciencia de los materiales y geología: Proporciona datos precisos sobre el contenido de elementos y análisis rápidos de la composición elemental de rocas y minerales.
Identificación de grados de aleación: Capaz de identificar más de 1.000 aleaciones comunes y analizar metales preciosos con tiempos de análisis variables para distintas precisiones.
El conjunto de estas técnicas permite realizar análisis exhaustivos de elementos en diversos tipos de muestras.
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