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Apenas para finalidades de ensino

March 4, 2016

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DESENVOLVENDOUMA CIÊNCIA MELHOR

AGILENT E VOCÊ

Princípios da espectroscopiaatômica: Hardware


March 4, 2016

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A Agilent tem um compromisso

com a comunidade educacional

e está disposta a conceder

acesso ao material de propriedade

da empresa.

Este conjunto de slides foi criado pela Agilent apenas

para finalidades de ensino.

Caso deseje usar as imagens, esboços ou desenhos

para qualquer outra finalidade, primeiro entre em

contato com a Agilent.

March 4, 2016


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Índice

Introdução

• Classificação

• Geral

• Linha do tempo dos desenvolvimentos iniciais

• O que é medido?

Técnicas de espectroscopia atômica

• Espectroscopia de absorção atômica

− Princípios de operação

− Configurações gerais

− Lâmpada

− Atomizador

− Sistema

− Exemplos

Técnicas de espectroscopia atômica

• Espectroscopia de emissão atômica

− Geral

− MP-AES

− ICP-OES

− ICP-MS

− Configurações gerais

− Sistema

− Exemplos

• Resumo

• Informações adicionais

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A espectroscopia é um campo amplo com muitas subdisciplinas que

podem ser classificadas pelo tipo de material que está sendo analisado.

Esta apresentação focará na primeira categoria, espectroscopia atômica.

IntroduçãoClassificação

ToC

ÁTOMOS

Espectroscopia atômica

• AAS

• MP-AES

• ICP-OES

• ICP-MS

MOLÉCULAS

Espectroscopia molecular

• UV-VIS

• UV-VIS-NIR

• FTIR

• Fluorescência

CRISTAIS

• Cristalografia de raio-X

NÚCLEOS

• Ressonância magnética nuclear

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Espectroscopia atômica

Identificação com base em

Espectro eletromagnético Espectro de massas

Absorção atômica

• AAS chama

• AAS forno de grafite

• AAS geração de vapor (hidreto)

Emissão atômica

• MP-AES

• ICP-OES

• Fluorescência de raio-X (XRF)

• ICP-MS

Interferência atômica

• Difração de raio-X (XRD)

IntroduçãoGeral

A espectroscopia atômica

inclui várias técnicas analíticas

usadas para determinar a

composição elementar de uma

amostra examinando seu espectro

eletromagnético ou seu espectro

de massa.

ToC

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IntroduçãoLinha do tempo dos desenvolvimentos iniciais

ToC

Greenfieldusou o ICP como uma ferramenta

analítica

1964

Primeiro AAS

comercial

1962

Reedpara cristais crescentes

em alta temperatura

1961

Walshexplora

o potencial da absorção

atômica

1952

Babat realiza experiências com RF-ICP

1941

Lundgardh desenvolve

a técnica de emissão em chamas

1930

Hittorf pesquisa

descargas de anel sem

eletrodos e de baixa pressão

1884

Primeiro ICP-MS

comercial

1983

Houkdemonstrou as possibilidades

oferecidas pela técnica de ICP-MS

1980

Fassel & Grayrealizaram

experiências com plasmas

de argônio acoplado

indutivamente associado ao

espectrômetro de massas

1978

Grayacoplaram um

plasma de arco de corrente

direta de capilar a um

espectrômetro de massa

quadrupolo

1975

Primeiro ICP-OES comercial

1973

Wendt e Fassel usaram

o ICP como uma fonte de

espectroscopia

1965

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IntroduçãoO que é medido?

ToC

1. Absorção de energia faz com que

um elétron passe para um nível

com energia mais alta (E2) AA

2. O elétron eventualmente voltará

ao estado estável e emitirá luz

em um comprimento particular

(emissão) MP-AES, ICP-OES

3. Se houver energia suficiente,

o elétron deixará o átomo por

completo e deixará para trás

um íon carregado positivamente

(ionização) ICP-MS

Elétron

Núcleo

Emissão

E2

E1

Consulte as notas para obter mais detalhes

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Espectroscopia de absorção atômicaPrincípios de operação

ToC

As técnicas de espectroscopia de

absorção atômica (AAS) baseiam-se

no fato de que um elemento atomizado

absorverá luz de um comprimento de

onda característico, elevando-o do

estado estável a um estado excitado.

A quantidade de energia de luz

absorvida é proporcional ao número

de átomos de analitos na rota de luz.

A técnica é calibrada introduzindo

concentrações conhecidas de

átomos de analitos na rota de luz e

representando a absorção em relação

à curva de concentração.

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Espectroscopiade absorção atômicaConfiguração geral

• A lâmpada emite luz para o elemento de interesse

• O atomizador converte amostras líquidas em átomos livres que absorvem

energia da lâmpada

• O monocromador seleciona o comprimento de onda usado para a medição

• O detector mede a luz absorvida pelos átomos livres

ToC

Lâmpada AtomizadorMono-cromador Detector

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A origem da luz primariamente usada

com a técnica de absorção atômica

é a lâmpada de cátodo oco (HCL).

Normalmente, cada lâmpada

é dedicada à análise de um único

elemento, apesar de, em alguns

casos, alguns elementos possam ser

combinados em uma única lâmpada.

Devido a essa limitação, a absorção

atômica é normalmente usada para

análise de um único elemento ou de

um número pequeno de elementos.

ToC

Construção de uma lâmpada de cátodo oco típica

Cátodo

AnodoPonto de getter

Envelope

Pyrex

Contatos

elétricos

Espectroscopia de absorção atômicaLâmpada

Consulte as notas para obter mais detalhes

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Espectroscopia de absorção atômicaAtomizador

Atomização é o processo que converte

uma amostra líquida em átomos livres.

O diagrama mostra as diferentes etapas

que ocorrem durante a atomização,

começando com o elemento que está

sendo preparado como uma solução.

O elemento M se submete a diferentes estágios:

• Solução: MAlíquido (composto)

• Nebulização: MAlíquido (composto)

• Dessolvatação: MAsólido (A = ânion de solução)

• Vaporização: MAgás

• Atomização: M0

• Excitação: M*

• Ionização: M+

ToC

Feixe de luz

Atomização

Vaporização

Fusão

Sólido

Aerossol

Átomos livres

Decomposiçãocomposta

Dessolvatação

Mistura

Nebulização

Precipitação de gotículasSolução

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Espectroscopia de absorção atômicaAtomizador

ToC

+

-

+ energia

M0 M+ M0

+E -E

Estado

estável

Estado

excitado

Estado

estável

- energia

Átomos podem absorver quantidades

discretas de energia:

• Calor

• Luz em comprimentos de ondas discreto

Um elétron pode alterar os níveis

de energia

• Um átomo pode adquirir (absorção)

ou liberar (emissão) energia.

• O átomo torna-se "excitado"

• A excitação é explicada pela transição

de um elétron de uma órbita interna

(menor energia) para uma órbita

externa (maior energia).

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ToC

Espectroscopia de absorção atômicaAtomizador de AAS chama

Em AAS (FAAS) chama, a amostra

é preparada como líquido e nebulizada

na chama.

A característica fundamental dessa técnica

é a atomização que acontece na chama.

Diagrama esquemático do sistema de espectrômetro

de absorção atômica de forno de grafite ou chama

AAS chama

Vantagens

• Menor tempo de análise possível

• Boa precisão

• Facilidade de uso

• Barato

Limitações

• Sensibilidade

• Faixa dinâmica

• Exige gases inflamáveis

• Operação sem supervisão não é possível

por causa dos gases inflamáveis

• Não deve conter quantidades excessivas

de sólidos dissolvidos

Fonte: Aplicações de espectroscopia atômica no laboratório

de contrato ambiental

http://www.chem.agilent.com/Library/primers/Public/Primer_Environmental_elemental_analysis.pdf

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ToC

Espectroscopia de absorção atômicaAtomizador AAS do forno de grafite

Dissolução de amostra em forma líquida

é exigida na maioria dos casos.

A amostra é injetada em um tubo de grafite

e aquecida de maneira eletrotérmica em

diferentes estágios para atomizar o analito.

Na absorção atômica de forno de grafite

(GFAAS) a atomização acontece em três

estágios:

• Secagem

• Pirólise

• Atomização

A operação do forno de grafite é uma técnica

complementar para AA chama convencional

e acrescenta algumas vantagens à análise.

Forno de grafite

Vantagens

• Alta sensibilidade devido ao fato

− de a amostra inteira ser atomizada de uma vez

− átomos livres permanecem no caminho óptico mais longo

• Volume de amostra reduzido

• Análise de ultratraço possível

• Pode ser executado sem supervisão, mesmo durante a noite

Limitações

• Muito lento

• Menos elementos podem ser analisados

• Menos precisão

• Mais interferências químicas (em comparação com AA chama)

• Desenvolvimento do método exige habilidade

• Calibração de adições padrão exigida com mais frequência (em comparação com AA chama)

• Consumíveis caros (tubos de grafite)

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Espectroscopia de absorção atômicaForno de grafite do atomizador AAS

O tubo de grafite fica nessa

unidade que fornece um gás

inerte e poderoso para aquecer

o tubo, que então dessolvata

e atomiza a amostra.

ToC

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Espectroscopia de absorção atômicaCobertura elementar em AAS

H Somente chama He

Li Be Chama e forno B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn SB Te I Xe

Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

Fr Ra Ac

Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Th Pa U Np Pu AM Cm Bk Cf Es Fm Mo Não Lr

ToC

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Espectroscopia de absorção atômicaOutros atomizadores

Técnica de geração de hidretos

Adequada para elementos que formam hidretos

voláteis (As, Sn, Bi, Sb, Te, Ge e Se) quando

reagido com um agente de redução, como

borohidreto de sódio.

Vantagens

• Separação de elementos específicos como hidretos que podem eliminar interferência de matriz

• Boa sensibilidade devido à eficiência de amostragem de 100%

• Boa precisão

• Mais rápido do que AA de forno de grafite

Limitações

• Limitado a elementos específicos• Algumas interferências de produtos químicos• Exige preparação de amostra específica

(o analito deve ser convertido a um estado de oxidação específico)

Técnica de vapor frio

Usada especificamente para mercúrio (tem

uma pressão de vapor grande o suficiente em

temperatura ambiente) que pode ser reduzido ao

estado atômico por um agente de redução forte

como borohidreto de sódio, cloreto de estanho (II).

Vantagens

• Elimina muitas interferências de matriz

• Boa sensibilidade devido à eficiência de amostragem de 100%

• Boa precisão

• Mais rápido do que AA de forno de grafite

Limitações

• Limitado a mercúrio somente• O mercúrio deve estar estabilizado na solução

ToC

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Espectroscopia de absorção atômicaSistema

ToC

Aplicações principais

• Determinação de metais

de traço/impurezas em óleo,

plantas, água

• Análise de elementos em

fluidos, água, solo, alimentos,

soro, material semicondutor

• E muitas mais

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Exemplode AAS chama: Determinação de baixos níveis de ouro

em minério de ferro

ToC

Comprimento

de onda

usado

(nm)

Concentração

característica

(mg/L)

Limite de

detecção

(mg/L)

242.8 0.079 0.0054

267.6 0.14 0.0098

Resultados de AAS chama

para Au em minério de ferro

Fonte: Ampliando o intervalo analítico para ouro usando

Agilent UltrAA Lâmpadas

http://www.agilent.com/cs/library/applications/a-aa10.pdf

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ExemploAAS de GF: Medindo Cd, Cu, Pb, Co, Ni em invertebrados marinhos

Gráficos de sinais para Ni em tecido de mexilhão

CRM 786 R

ToC

Fonte: Determinação sequencial de Cd, Cu, Pb, Co e Ni em

invertebrados marinhos pelo GFAAS Zeeman

http://www.chem.agilent.com/Library/applications/aa129.pdf

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ExemploAASde geração de hidretos: Determinação de As, Sb e Se

Fonte: Determinação de As, Sb e Se em amostras

ambientais difíceis por geração de hidreto GeraçãoToC

Preparação de amostras para As e Sb

Uma preparação de amostra para ambos

os elementos:

Amostra de 5 mL colocada em volumétrico

de 50 mL, 25 mL de HCl acrescentado.

• Misturado e resfriado. 5 mL de ureia

a 20% acrescentados

• Misturado e resfriado. 2,5 mL de KI

a 20% acrescentados

• Diluído até a marca com água D.I.

• Analisado para As e Sb após 30 minutos

Amostra Conc. (ppb) %RSD Abs. média

Branco 0,0 0,008

Padrão 1 2,0 2,0 0,062

Padrão 2 5.0 0,9 0,148

Padrão 3 10,0 0,6 0,262

Padrão 4 20,0 1,0 0,455

Padrão 5 40,0 0,4 0,70

Preparação de amostra e dados de calibração típica para As usando geração de hidreto


March 4, 2016


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Espectroscopia de emissão atômicaGeral

Devido às limitações na AAS, as técnicas que não exigem lâmpadas

dedicadas para cada elemento foram utilizadas. Essas técnicas, chamadas

espectroscopia de emissão atômica (AES), baseiam-se no fato de que

quando um átomo de um elemento específico estiver excitado (como na

absorção atômica), ele emitirá luz em um padrão característico de comprimento

de onda (um espectro de emissão) enquanto retorna ao estado estável.

A chama não é uma fonte ideal de excitação para emissão atômica.

Portanto, fontes mais quentes são usadas.

As seguintes técnicas serão discutidas:

• Espectroscopia de emissão atômica com plasma induzido por micro-ondas

(MP-AES)

• Espectroscopia de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente

(ICP-OES)

ToC

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Espectroscopia de emissão atômicaEspectroscopia de emissão atômica de plasma de micro-ondas

Plasma de nitrogênio é usado para dissolvatar,

atomizar e excitar os átomos na amostra

líquida que foi nebulizada nela. O plasma de

nitrogêncio é consideravelmente mais quente

(até 5.000 K) do que a chama de ar-acetileno

usada em AA.

A emissão atômica é bastante forte para

a maioria dos elementos, levando a uma

capacidade aprimorada de detecção e faixa

dinâmica linear sobre AA chama para a

maioria dos elementos.

A intensidade de luz emitida é medida

usando detecção óptica nas características

do comprimento de onda dos elementos

de interesse.

MP-AES

Vantagens

• Seguro (gás inflamável)

• Custos baixos de operação como nitrogênio

podem ser extraídos do ar comprimido usando

um gerador de nitrogênio

• Não são necessárias lâmpadas para análise

• Identificação e quantificação de virtualmente

todos os metais e muitos metaloides.

• Melhor desempenho do qua AAS chama

Limitações

• Custos iniciais mais altos do que AAS

• Mais interferências em comparação com AA

chama (incluindo interferências espectrais)

• Não tão sensível quanto forno de grafite AAS

ou ICP-MS

• Não tão produtivo quanto ICP-OES

• Nenhuma determinação de isótopoToC

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Espectroscopia de emissão atômica com plasma induzido por micro-ondasSistema

Aplicações principais

• Elementos em nível de traço

em amostras geológicas

• Metais em extratos de solo

• Elementos principais em alimentos

e bebidas

• Análise de petróleo

• Análise de águas residuais

ToC

Guia de onda

Sistema de introdução de amostra Tocha

Pré-óptica

Plasma

Monocromador

com detector de CCDMecanismo de acionamento

do comprimento de onda

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Espectroscopia de emissão atômica com plasma induzido por micro-ondasComo funciona?

O MP-AES Agilent executa de nitrogênio extraído a ar usando um gerador de nitrogênio

• Campos magnéticos axiais e elétricos radiais sustentam o plasma de nitrogênio

• O aerossol da amostra é introduzido no plasma de nitrogênio

ToC

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Espectroscopia de emissão atômica com plasma induzido por micro-ondasComo funciona?

• A emissão axial do plasma de nitrogênio é direcionado na óptica de monocromador de rápida varredura

• Emissões específicas de comprimento de onda são detectadas usando um CCD de alta eficiência

ToC

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Espectroscopia de emissão atômica com plasma induzido por micro-ondasDeterminação de nutrientes no solo (teste de multielementos)

Resultados MP-AES para Cu, Fe, Mn, e Zn na extração do solo DTPA, comparada a FAAS

ToC

Cu Fe Mn Zn

Comprimento de onda (nm)

324,754 324,7 259,94 372 257,61 280,1 213,857 213,9

Técnica MP-AES FAAS MP-AES FAAS MP-AES FAAS MP-AES FAAS

Conc. medida μg/g

Monitoramento de SSTD 1

1,44 1,42 7,76 8,44 24,26 26,22 0,64 0,62


1,46 1,45 7,96 8,24 24,40 25,96 0,64 0,64


1,44 1,42 8,08 8,64 23,70 26,50 0,62 0,58

Av. µg/g 1,45 1,43 7,93 8,44 24,12 26,23 0,63 0,61

Desvio padrão 0,01 0,02 0,16 0,20 0,37 0,27 0,01 0,03

Fonte: Determinação dos nutrientes avaliados no solo

uso do Agilent MP-AES 4200

http://www.chem.agilent.com/Library/applications/5991-5675EN_app_note_4200_mp-aes-nutrients_soils.pdf

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Espectroscopia de emissão atômica com plasma induzido por micro-ondasMedindo elementos maiores e menores no leite

ToC

Elemento Valores

certificados

(g/kg)

Incerteza

(g/kg)

Resultado

(g/kg)

Recuperação

(%)

Ca 13,9 0,7 14,21 102

K 17 0,8 16,66 98

Mg 1,26 0,07 1,31 104

Na 4,19 0,23 4,25 101

P 11 0,6 11,27 102

Valores

certificados

(g/kg)

Incerteza

(mg/kg)

Resultado

(mg/kg)

Recuperação

(%)

Zn 44,9 2,3 45,89 102

Fe 53 4 50,51 95

Cu 5 0,23 5,13 103

Determinação de Ca, K, Mg, Na, P, Fe, Zn e Cu no TMAH,

Triton X-100, EDTA e tampão de ionização pelo MP-AES 4200

Fonte: Medição de elementos maiores e menores no leite

usando o MP-AES Agilent 4200

http://www.chem.agilent.com/Library/applications/Elements_Milk_MPAES_v2.pdf

March 4, 2016


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Espectroscopia de emissão óptica de plasma induzido acopladoPrincípios de operação

ICP-OES

Vantagens

• Produtividade de amostra mais rápida

• Análise simultânea de multielementos

(até 73 elementos)

• Ampla faixa linear (de sub-ppb a nível %)

• Tolera matrizes complexas

• Baixo consumo de gás argônio

• Seguro (sem gás inflamável)

Limitações

• Custos iniciais mais altos do que AAS ou MP-AES

• Mais interferências espectrais comparada com

MP-AES

• Não tão sensível quanto forno de grafite AAS

ou ICP-MS

• Sem determinação de isótopo

ToC

Um plasma induzido acoplado de argônio (mais quente do que MP, até 10.000 K) é usado para dissolver, atomizar, e excitar os átomos na amostra líquida que foram nebulizados nele.

A intensidade da luz emitida é medida usando detecção óptica nas características do comprimento de onda dos elementos de interesse.

ICP-OES é capaz de medir ambas emissões atômicas e iônicas para que mais comprimentos de ondas possam ser monitorados

Essas medições podem ser comparadas a um padrão para quantificar a concentração dos elementos na amostra.

March 4, 2016


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Espectroscopia de emissão óptica de plasma induzido acopladoConfigurações gerais

ToC

Plasma de argônio Espectrômetro Quantificação

Diagrama esquemático simplificado do sistema de espectrometria ICP-OES

A tocha de

Plasma pode ser

visualizada de

modo axial ou

radial. Alguns

instrumentos de

dupla visualização

permitem visualizar

ambas orientações,

dependendo das

análises a serem

realizadas. (A visão

axial oferece um

maior caminho

óptico e, assim,

uma maior

sensibilidade.)

March 4, 2016


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ToC

Espectroscopia de emissão óptica de plasma acoplado indutivamenteSistemaAplicações principais

• Monitoramento da água, água residual e resíduos sólidos

• Determinação dos elementos em nível de traços na água

• Monitoramento de mercúrio em amostras ambientais

• Análises quantitativas dos elementos múltiplos em amostras ambientais de sedimentos, água e solo

• Análises do solo - análises do conteúdo de micronutriente (agricultura)

• Determinação dos metais preciosos e ouro

Sistema de

introdução

de amostra

Estado sólido RF

Tocha vertical

Eletrônicos

Sistema de

bombeamento

March 4, 2016


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Espectroscopia de emissão óptica de plasma induzido acopladoAnálise do leite em pó

Fonte: Análise do leite em pó com base no método padrão

chinês usando o SVDV ICP-OES Agilent 5100ToC

Elemento Valor certificado (mg/kg) Valor medido (mg/kg) Recuperação (%)

Principais nutrientes

K 766.491 13630 13070 96

Ca 315.887 9220 9750 106

P 213.618 7800 7160 92

Na 589.592 3560 3530 99

S 181.792 2650 2650 100

Nutrientes menores e em nível de traços

Mg 279.078 814 749 92

Zn 202.548 28,0 28,9 103

Sr 421,552 4,35 4,37 101

Fe 259.940 1,8 1,9 107

Cu 327.395 0,46 0,46 100

Mo 204.598 0,29 0,27 92

Mn 257.610 0,17 0,18 103

Análise do leite em

pó NIST 8435 SRM

usando o ICP-OES

SVDV 5100

http://www.chem.agilent.com/Library/applications/5991-4900EN.pdf

March 4, 2016


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Espectroscopia de emissão óptica de plasma induzido acopladoAnalise do óleo Biodiesel

ToC

Fonte: Análise de óleo biodiesel (de acordo com o ASTM

D6751 e EN 14214) usando o ICP-OES SVDV Agilent 5100

Elemento l

(nm)

Correção do

sinal de fundo

usado

Faixa de

calibração

(mg/kg)

Coeficiente

de

correlação

MDL

(ppm)

Ca 422.673 Ajustado 0-2 0,99995 0,004

K 766.491 FACT 0-2 0,99996 0,008

K 766.491 Ajustado 0-2 0,99935 0,048

Mg 279.553 Ajustado 0-2 0,99994 0,0004

Na 588.995 FACT 0-2 0,99991 0,002

Na 588.995 Ajustado 0-2 0,99996 0,048

P 213,618 Ajustado 0-2 0,99996 0,013

S 181.972 Ajustado 0-2 0,99967 0,31

A curva de calibração para a linha P 213.618 nm,

usando correção de linha de fundo FBC, apresenta

excelente linearidade através da faixa de calibração,

com coeficiente de correlação de 0,99986.

Comprimentos de onda e parâmetros de calibração do ICP-OES Agilent 5100.

Todos os resultados são mostrados em soluções.

http://www.chem.agilent.com/Library/applications/5991-5333EN_AppNote5100_ICP-OES-biodiesel.pdf

March 4, 2016


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Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteGeral

ICP-MS combina duas vantagens:

1. ICP de argônio como uma fonte de íons altamente eficiente

2. Um espectrômetro de massa para varredura rápida, alta transmissão

de íons e resolução de massa de unidade

A principal diferença do ICP-OES é analisar íons atômicos. A maioria dos

elementos tem o primeiro potencial de ionização de 4 a 10 eV, que são

ionizadas eficientemente em ICP de argônio.

Íons são passados na região de alto vácuo para separação e detecção.

Espécies neutras e de fótons são rejeitadas.

O espectrômetro de massa separa íons com base na relação massa/

carga (m/z).

ToC

March 4, 2016


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Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteGeral

Um detector de multiplicador de

elétrons gera um pulso para cada

íon que o alcança.

Como a carga em um elemento

ionizado isoladamente é 1, a m/z

é igual à massa, então o ICP-MS

mede o elemento como um espectro

simples de massa (isotópica)

atômica característica de 6Li a 238U.

ToC

ICP-MS

Vantagens

• Técnica mais sensível

• Análises multielementares

• Informações isotópicas (análise de ID, IR)

• Ampla faixa linear

• Tolera matrizes complexas

Limitações

• Menos tolerância a matrizes do que

o ICP-OES

• Técnica mais cara

(custos de compra e execução)

• Sujeita a interferências isobáricas

March 4, 2016


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Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteConfiguração geral

Diagrama

esquemático

simplificado

dos principais

componentes de

um sistema ICP-MS

quadrupolo.

ToC

Plasma de argônio Sistema de vácuo Quantificação

Inte

rface

Le

nte

s iô

nic

as

Cé

lula

de

re

açã

o

de

co

lisã

o

Esp

ectr

ôm

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de

ma

ssa

q

ua

dru

po

lo

De

tecto

r

March 4, 2016


37

Bomba de

vácuo turbo

Detector

Espectrômetro

de massas

quadrupolo

Sistema de cela

de reação octopolar

(ORS)

Nebulizador e

câmara de

nebulização

Plasma acoplado

indutivamente

Gerador de RF

Bomba peristáltica

Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteSistema

ToC

March 4, 2016


38

Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteComo o modo de cela de colisão usando hélio remove

a interferência de espectros

ToC

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39

Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteICP-MS como um detector de cromatografia

Além de seu uso comum como um analisador independente de metais, o ICP-MS é

cada vez mais aplicado como um detector de uma gama de métodos de separação

cromatográfica

• Eletroforese capilar (CE)

• Fracionamento de fluxo-campo (FFF)

• Cromatografia de íon (IC)

• Cromatografia líquida (HPLC)

• Cromatografia gasosa (GC)

Nessa configuração, a técnica front-end separa as diferentes espécies (com tempo),

e o ICP-MS opera como um detector seletivo de massa para medir o(s) elemento(s)

associado(s) ao(s) composto(s) de interesse à medida que eluem do cromatógrafo.

ToC

March 4, 2016


40

Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteEspeciação com LC-ICP-MS e GC-ICP-MS

Exemplos de aplicação de HPLC-ICP-MS:

• Arsênio inorgânico vs. orgânico

• Organo-estanho

• Metilmercúrio

Exemplos de GC-ICP-MS:

• Pesticidas

• Resíduos de agente nervoso de OP

• PBDEs

• Nanopartículas

ToC

Sete cromatogramas sobrepostos de suco de maçã com

adição de 500 ng/L como padrão.

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41

Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteAnálise de água potável

Países mais desenvolvidos promulgaram regulações e programas de

monitoramento para garantir que o suprimento de água potável esteja

livre de produtos químicos potencialmente prejudiciais. A técnica de

multielementos rápida de ICP-MS é amplamente utilizada para isso.

ToC

Gráfico de calibração

de Cd e Hg

March 4, 2016


42

Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteAnálise de impurezas metálicas em HCl de alta pureza

As, que sofre interferência de ArCl+,

pode ser medido em níveis de traço.

O HCl é usado frequentemente para remover impurezas metálicas na superfície

de wafers de silício. O processo de fabricação de dispositivos semicondutores

exige o monitoramento de rotina de contaminantes de ultratraços em HCl.

ToC

Fonte: Análise direta de impurezas metálicas de traço em

ácido clorídrico de alta pureza pelo ICP-MS Agilent 7700s

Elemento m/z Modo Ppt de DL Ppt de BEC

Li 7 frio 0,016 0,004

Be 9 sem gás 0,13 0,11

B 11 sem gás 4,5 9,7

Na 23 frio 0,44 1,3

Mg 24 frio 0,11 0,22

Al 27 frio 0,79 1,1

K 39 frio/NH3 0,40 0,50

Ca 40 frio/NH3 1,1 2

As 75 He 4,0 16

http://www.chem.agilent.com/Library/applications/5990-7354EN_AppNote_7700s_HCL.pdf

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43

ResumoTécnicas de espectroscopia atômica

ToC

AAS MP-AES ICP-OES ICP-MS

FAAS GFAAS SQ QQQ

Limites de

detecção

100’s

ppb

10’s-100’s

ppt

ppb – 10’s

ppb

100’s

ppt-ppb

<ppt <ppt

Modo de

medição

Sequencial Sequencial Sequencial Simultâneo Sequencial

(MS)

Sequencial

(*MS/MS para

problemas de difícil

interferência)

Máximo de

amostras/dia

100-200

(~6

elementos)

50-100

(~2 elementos)

300-500

(~10 elementos)

2000-2500

(50+

elementos)

750-1000

(~50 elementos)

500-750

(~50 elementos)

Faixa dinâmica

de trabalho

3-4 2-3 4-5 7-8 10-11 9

Habilidade

exigida de

operador

Baixo Médio Baixo Médio Alto Mais alto

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44

Abreviações

Abreviação Definição

A absorvância

AAS Espectroscopia de absorção atômica

AES Espectroscopia de emissão atômica

b caminho óptico (cm)

c velocidade da luz (3 108 ms-1)

ecoeficiente de extinção ou absorção

molar (Lmol-1cm-1)

E campo elétrico oscilatório

E energia

h Constante de Planck (6,62 10-34 Js)

I radiação transmitida

I0 radiação incidente

Abreviação Definição

ICP-OESplasma acoplado indutivamente –

espectroscopia de emissão óptica

ICP-MSplasma acoplado indutivamente –

espectrometria de massa atômica

SQespectrometria de massa de quadrupolo

simples

QQQespectrometria de massa de quadrupolo

triplo

M campo magnético oscilatório

MP-AESespectroscopia de emissão atômica com

plasma induzido por micro-ondas

T transmitância

v frequência (s-1)

XRF fluorescência de raio-X

XRD difração de raio-X

ToC

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45

Saiba maisPara obter mais informações sobre os produtos Agilent, acesse www.agilent.com ou www.agilent.com/chem/academia

Você tem dúvidas sobre esta apresentação ou deseja dar sugestões? Entre em contato [email protected]

Publicação Título (materiais em inglês) No. da pub.

Primer Aplicações de espectroscopia atômica no laboratório de contrato ambiental 5991-5326EN

Aplicação Ampliando o intervalo analítico para ouro usando lâmpadas UltrAA SI-A-1138

Aplicação Determinação sequencial de Cd, Cu, Pb, Co e Ni em invertebrados marinhos pelo GFAAS Zeeman SI-A-1361

Aplicação Determinação de As, Sb e Se em amostras ambientais difíceis por geração de hidretos SI-A-1299

Aplicação Determinação dos nutrientes avaliados em solo usando MP-AES Agilent 4200 5991-5675EN

Aplicação Medição de elementos maiores e menores no leite usando o MP-AES Agilent 4200 5991-5959EN

Aplicação Analise do leite em pó baseado em métodos padrão chineses usando ICP-OES SVDV Agilent 5100 5991-4900EN

Aplicação Análise de óleo biodiesel (de acordo com o ASTM D6751 e EN 14214) usando o ICP-OES SVDV Agilent 5100 5991-5333EN

Aplicação Análise de especiação arsênica em suco de laranja usando HPLC-ICP-MS com o ICP-QQQ Agilent 8800 5991-0622EN

Aplicação O ICP-MS Agilent 7900 simplifica a análise da água potável 5991-4938EN

Aplicação Análise direta de impurezas metálicas de traço em ácido clorídrico de alta pureza pelo ICP-MS Agilent 7700s 5990-7354EN

Compêndio

de aplicaçãoManual de especiação Agilent (2a edição) 5990-9473EN

Brochura Brochura do portfólio de espectroscopia atômica 5990-6443PTBR

Web CHROMacademy – acesso gratuito para alunos e funcionários da universidade a cursos on-line (material em inglês)

Imagens e vídeos

www.agilent.com/chem/teachingresources

ToC

http://www.agilent.com/

http://www.agilent.com/chem/academia

mailto:[email protected]

http://www.chem.agilent.com/Library/primers/Public/Primer_Environmental_elemental_analysis.pdf

http://www.chem.agilent.com/Library/applications/a-aa10.pdf



http://www.chem.agilent.com/Library/applications/5991-5675EN_app_note_4200_mp-aes-nutrients_soils.pdf

http://www.chem.agilent.com/Library/applications/Elements_Milk_MPAES_v2.pdf


http://www.chem.agilent.com/Library/applications/5991-5333EN_AppNote5100_ICP-OES-biodiesel.pdf

http://www.chem.agilent.com/Library/applications/5991-0622EN_AppNote_8800_Apple.pdf


http://www.chem.agilent.com/Library/applications/5990-7354EN_AppNote_7700s_HCL.pdf

http://www.chem.agilent.com/en-US/promotions/Pages/speciation2.aspx

http://www.chem.agilent.com/Library/brochures/5990-6443EN.pdf

http://www.chromacademy.com/Agilent-uni.html

http://www.agilent.com/chem/teachingresources


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ToC

OBRIGADO

Número de publicação: 5991-6593 PTBR

desenvolvendo - agilent · pdf fileespectroscopia de absorção atômica...

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