desenvolvendo - chemical analysis, life … · de emissão em chamas. 1930. hittorf . pesquisa...

Apenas para finalidades de ensino

March 7, 2016

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DESENVOLVENDOUMA CIÊNCIA MELHORAGILENT E VOCÊ

Princípios da espectroscopiaatômica: Hardware


March 7, 2016

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A Agilent tem um compromissocom a comunidade educacionale está disposta a conceder acesso ao material de propriedadeda empresa.

Este conjunto de slides foi criado pela Agilent apenaspara finalidades de ensino.

Caso deseje usar as imagens, esboços ou desenhospara qualquer outra finalidade, primeiro entre emcontato com a Agilent.

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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

ÁTOMOSEspectroscopia atômica• AAS• MP-AES• ICP-OES• ICP-MS

MOLÉCULASEspectroscopia 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)

IntroduçãoGeralA espectroscopia atômicainclui 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

1964Primeiro

AAScomercial

1962Reed

para cristais crescentes

em alta temperatura

1961Walsh

explora o potencial

da absorção atômica

1952Babat realiza experiências com RF-ICP

1941Lundgardh

desenvolve a técnica

de emissão em chamas

1930Hittorf

pesquisa descargas

de anel sem eletrodos e de baixa pressão

1884

Primeiro ICP-MS

comercial

1983Houk

demonstrou as possibilidades

oferecidas pela técnica de ICP-MS

1980Fassel & Gray

realizaram experiências

com plasmas de argônio

acoplado indutivamente associado ao

espectrômetro de massas

1978Gray

acoplaram um plasma de arco

de corrente direta de

capilar a um espectrômetro

de massa quadrupolo

1975Primeiro

ICP-OES comercial

1973Wendt 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 atomizadoabsorverá luz de um comprimento de onda característico, elevando-o do estado estável a um estado excitado.

A quantidade de energia de luzabsorvida é proporcional ao númerode átomos de analitos na rota de luz.

A técnica é calibrada introduzindoconcentrações conhecidas de átomos de analitos na rota de luz e representando a absorção em relaçãoà 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

EnvelopePyrex

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

AtomizaçãoVaporizaçãoFusão

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

Estadoestável

Estado excitado

Estadoestável

- energia

Átomos podem absorver quantidadesdiscretas de energia:• Calor• Luz em comprimentos de ondas discreto

Um elétron pode alterar os níveisde 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 órbitaexterna (maior energia).

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ToC

Espectroscopia de absorção atômicaAtomizador de AAS chamaEm 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 grafiteDissolução 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 atomizadoresTécnica de geração de hidretosAdequada 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

ToCFonte: 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 SbUma 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


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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-ondasPlasma 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-AESVantagens

• 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 chamaLimitações

• 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 isótopo

ToC

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Espectroscopia de emissão atômica com plasma induzido por micro-ondasSistemaAplicações 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 CCD

Mecanismo 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 ZnComprimento 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



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 Valorescertificados

(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

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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 7, 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 7, 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

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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 7, 2016


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Espectroscopia de emissão óptica de plasma induzido acopladoAnalise do óleo Biodiesel

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

Elemento λ(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 7, 2016


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Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteGeralICP-MS combina duas vantagens:1. ICP de argônio como uma fonte de íons altamente eficiente2. 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 7, 2016


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Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteGeralUm 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-MSVantagens

• 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 7, 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

Lent

es iô

nica

s

Cél

ula

de re

ação

de

col

isão

Esp

ectrô

met

ro

de m

assa

qu

adru

polo

Det

ecto

r

March 7, 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 7, 2016


38

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

ToC

March 7, 2016


39

Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteICP-MS como um detector de cromatografiaAlém 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 7, 2016


40

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

March 7, 2016


41

Espectrometria de massas de plasma acoplado indutivamenteAnálise de água potávelPaíses 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

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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.

ToCFonte: 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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ResumoTécnicas de espectroscopia atômica

ToC

AAS MP-AES ICP-OES ICP-MS

FAAS GFAAS SQ QQQ

Limites de detecção

100’sppb

10’s-100’sppt

ppb – 10’sppb

100’sppt-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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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)

εcoeficiente 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-OES plasma acoplado indutivamente –espectroscopia de emissão óptica

ICP-MS plasma acoplado indutivamente –espectrometria de massa atômica

SQ espectrometria de massa de quadrupolo simples

QQQ espectrometria de massa de quadrupolo triplo

M campo magnético oscilatório

MP-AES espectroscopia 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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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 aplicação Manual 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 - chemical analysis, life … · de emissão em chamas. 1930. hittorf . pesquisa...

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