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Espectroscopía atómica
ICP-OES
Características de algunas técnicas de emisión
Fuente
Estabilidad
Arco dc
Mala
Chispa
Mejor
LIBS
Bastante buena
DCP
Glow discharge
Bastante buena
Buena
Plasma inducido Buena
por microondas
Buena
ICP
Tipo de muestra Introducción de
muestra
Sólidos
Empaquetada en
el electrodo o
depositada sobre
él.
Sólidos
Empaquetada en
el electrodo o
depositada sobre
él.
Sólidos,
Empeada como
puntuales
blanco
Disoluciones
Nebulizador
Sólidos
Superficie lisa
conductivos
como cátodo
Gas o líquido
Nebulizador, GC,
vaporizado
ETV
Disoluciones,
Nebulizador,
polvo o sólidos ETV, Ablación
laser
Interferencias de
matriz
Muchas
Muchas
Pocas
Algunas (EIE)
Algunas
Algunas
Pocas, algunas
Plasma acoplado inductivamente (ICP)
Cuerpo de antorcha
3 Tubos concéntricos de
cuarzo
Bobina de
inducción
(Refrigerada)
Campo
magnético
Ar – Flujo de gas auxiliar
Corrientes de
Eddy
Ar – Flujo de gas de
plasma
Ar – Flujo de gas de nebulizador y aerosol de muestra
Características del ICP-OES a dia de hoy
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Amplio espectro 78 elementos analizables.
Muy adecuada para el análisis de elementos refractarios.
Técnica simultanea, muy rápida y robusta.
Amplio intervalo dinámico - ppb a %
Precisión frecuentemente superior al 1%
Gran tolerancia a sólidos disueltos.
Gran tolerancia a los medios orgánicos.
Pocas interferencias químicas
Normalmente la preparación de muestra es sencilla
Relativamente facil de operar
Plasma ICP-OES: Limitaciones
•
Análisis de ultratrazas en medioambiente y alimentación.
Nebulizadores ultrasónicos
•
Preparación de muestra
Posibles interferencias espectrales
•
Líneas alternativas
•
Correcciones matemáticas.
Costes operativos. Consumo de Ar.
•
Mayor velocidad de análisis
•
Rápida puesta en marcha.
Posibles interferencias espectrales
•
Líneas alternativas
•
Sistemas de corrección
•
•
•
•
Plasma ICP-OES: Tendencias
Flexibilidad en la configuración instrumental
Análisis directo
Digestiones por distintos medios
Robustez instrumental.
Minería
Aleaciones
Materiales
Linealidad
Análisis de mayoritarios y minoritarios
Ahorro de costes
Velocidad de análisis
Ràpida puesta en marcha
Sistemas de eliminación de interferencias
Matrices complejas
Flexibilidad en la configuración
En función de :
Matriz
Cámara
Tipo de tubo
Ciclónica monopaso
(50 ml)
Drenaje
azul -azul
(1,6 ml/min)
Muestra
blanco-blanco monobloque
(0,62 ml/min)
Twister
Sturman-Masters
azul -azul
azul -azul
Sea spray (tope 75µ)
Slurry (suspensiones 150µ)
Sturman-Masters
azul -azul
blanco-blanco monobloque
gris-gris
(1 ml/min)
Antorcha altos sólidos
gris-gris
Shield torch
H3PO4, HClO4
H2SO4
Sea spray
Twister
azul -azul
blanco-blanco monobloque
HF
v-groove
ONE-NEB
Sturman-Masters
Ciclónica (HF)
azul -azul
gris-gris
Orgánicos
Conikal (5% TDS)
Sturman-Masters
Ciclónica/refrigferada
azul -azul
blanco-blanco desmontable
injector de cuarzo 0,8 mm
Micromist
0,4 ml/min
Cinnabar
(20 ml)
Acuosas
No cargadas
Acuosas
cargadas
Acuosas
fuertemente cargadas
Fusiones alcalinas
Nebulizador
- la sensibilidad necesaria
- la naturaleza de la matriz
Conikal (5% TDS)
Sea spray
ONE-NEB /
USN
Sea spray (20% TDS)
ONE-NEB
Antorcha
Acidos
Aceites
Disolventes
Biológicas
Micro-volumenes
0,2 ml/min
0,05 ml/min
desmontable
Injector de alúmina
monobloque
negro-negro
Naranjanaranja
azul-naranja
7
Flexibilidad en la configuración
Sistema de saturación de Argón

Se burbujea argón a
través del agua

El gas húmedo evita la
deposición de sólidos
en la punta del
nebulizador

Sólo para análisis de
muestras acuosas
Argon
desde el
ICP
Gas húmedo al
nebulizador
~ 100 mL
Agua
Flexibilidad en la configuración
Accesorio para adición de oxígeno AGM-1

Disminuye la deposición de carbono cuando se
analizan muestras orgánicas

Disminuye la estructura de bandas

Mejora los límites de detección

Mejora la estabilidad al eliminar la deriva causada por
bloqueos del inyector
Accessories
Flexibilidad en la configuración
Vista Radial (Agilent 715-725-735)
Canal
Canalcentral
central
Volumen de observación
Región de
inducción
Altura de
visión
Bobina de
inducción
Permite – trabajar con muestras con alto contenido de sales
disueltas
- analizar muestras de muy altas concentraciones
Flexibilidad en la configuración
Vista Axial (Agilent 710-720-730)
Interfaz de cono refrigerado
Apertura de la cola del
plasma
- Interfaz a través de un cono refrigerado y una contracorriente de Ar
para suprimir la zona de recombinación molecular
- Paso óptico en el canal central más largo  sensibilidad aumentada
en un factor de 3 a 10.
- Limitación en cuanto a la carga razonable de contenido de sales en
las muestras: 30 a 50 g/L según el tipo de sal.
Robustez en las determinaciones
Generador RF
•
Nuestros equipos emplean un
Generador de tipo oscilador libre
de alta frecuencia 40.68 MHz
• Los osciladores libres acoplan
más rápidamente los cambios de
impedancia del plasma, lo que le
confiere mayor robustez.
• Los generadores de alta
frecuencia permiten disponer de:
• Mayor linealidad
• Menores fondos
• Mayor señal para algunos
elementos
Robustez en las determinaciones
Varian 700-ES SIM
Todos los componentes
ópticos son fijos, no hay
componentes móviles
No hay necesidad de
Dual View para eliminar
interferencias en axial
El sistema óptico está
termostatizado a 35ºC +0.1ºC para evitar derivas
por dilatación.
Detector sin sustancias
orgánicas. Solo Silicio.
Mantiene la sensibilidad
de su respuesta durante
toda la vida del equipo.
Red de Difracción
Antorcha
Prisma
CaF2
Chip CCD
Policromador
“Echelle”
Enorme Intervalo Dinamico Lineal en Axial
Interfase CCI Patentada
Interfaz de cono
refrigerado
Apertura de la cola del
plasma
Menores Costes Operativos
Consumo de gases
Interfaz de cono refrigerado
Gas de Desvío
20-30 l/min
Apertura de la cola del
plasma
Velocidad de análisis
Menores Costes Operativos
El único sistema óptico totalmente simultaneo
Red de Difracción
Antorcha
Prisma
CaF2
Chip CCD
Policromador
“Echelle”
Menores Costes Operativos
Integración adaptativa (720/25 y 730/35)
• No emplea obturadores
Canal anti-blooming
Menores Costes Operativos
Válvula de 4 vías SVS-1 controlada por el softare
Permite una introducción de muestra y lavado más eficaz y rápido.
Se realiza el lavado mientras se introduce la muestra siguiente.
Mejora la estabilidad a largo plazo en muestras con alto contenido de
sólidos disueltos.
Disminuye el envejecimiento de la antorcha y gasto en cosumibles.
Compatible con autosampler y lavado inteligente
Los mejores sistemas de eliminación de
interferencias
Cobertura completa del espectro
Selección de líneas alternativas
Elevada resolución óptica (7 pm)
Elemento Long. Onda
(nm)
Resolución
(nm)
As
188.979
0.007
Be
234.861
0.008
B
249.773
0.008
Co
238.892
0.009
Cd
214.438
0.008
Ca
396.847
0.011
Li
670.784
0.024
K
769.896
0.045
Los mejores sistemas de eliminación de
interferencias
Corrección adaptada de los fondos
Adaptado : corrección
polinómica: extrapolación
automática de la forma del
fondo
Corrección fuera del pico :
utiliza 1 o 2 puntos para ajustar
los fondos desde un lado o los
dos lados del pico
G/D
Derecha
B
Izquierda
Los mejores sistemas de eliminación de
Cd 226.502 nm/ Fe 226.505 nm
interferencias
FACT deconvolución espectral de
un interferente
Fe 226.505
Cd 226.502
Permite corregir: blanco,
matriz y hasta 7 interferencias
por metal.
Se precisa una mínima
separación entre interferente
e interferido (3 pm).
226.9492
226.502
Ni 231.604 nm en matriz orgánica
Signal total
Puede incorporarse en el
método de análisis
Interferent
e
analito
Método de corrección inter-elemento
El método IEC determina un
coeficiente entre la
sensibilidad de un analito y la
de uno o varios interferentes a
la long de onda del analito
Se combina con la medida de
la concentración deI
interferente tomada en una
línea no interferida, para de
esa forma calcular la
concentración c
Puede ser empleado con
cualquier interferencia
espectral incluso con
solapamientos totales de
bandas de emisión.rrecta del
analito
.
Aplicaciones: Análisis directo o por dilución
Aguas. Potables, riego, residuales. Dilución en agua, ácido. Calibrar con
patrones acuosos.
Sangre. Dilución de 10 veces en 0.1% Tritón X-100 + 0.01% EDTA.
Calibrar con Seronorm.
Orina. Dilución de 2-5 con 0.1% Tritón X-100 + 0.01% EDTA. Calibrar
con Seronorm
Sueros. Dilución de 2-5 veces en HCl 0.02M. Calibrar con Seronorm.
Aceites industriales. Dilución en queroseno / xileno. Calibrar con
Conostan
Aplicaciones: Análisis de Aguas
El.
Long.onda
Ca
315,887
K
766,491
Mg
Conc.Medida
30,1
Conc.Certificada
20 ppb de Pb
% Rc.
0,7 ppm
31,04
0,5 ppm
97,0
2,29
0,013 ppm
2,35
0,03 ppm
97,2
279,800
7,95
0,25 ppm
7,98
0,03 ppm
99,6
Na
589,592
21,61
0,23 ppm
22,07
0,64 ppm
97,4
Al
396,152
125,8
2,8 ppm
127,6
3,5 ppm
98,6
As
188,980
54,3
0,6 ppb
56,02
0,73 ppb
96,9
Cd
214,439
6,1
0,1 ppb
6,47
0,37 ppb
94,3
Cr
205,560
18,7
0,5 ppb
18,53
0,2 ppb
100,9
Cu
327,395
21,5
0,4 ppb
20,5
3,8 ppb
104,9
Fe
238,204
92,1
3,4 ppb
91,2
3,9 ppb
100,9
Mn
257,610
39,14
0,9 ppb
37,66
0,83 ppb
103,9
Ni
231,604
59,5
1,7 ppb
58,1
2,7 ppb
102,4
Pb
220,353
18,9
0,9 ppb
18,15
0,64 ppb
104,1
Se
196,026
10,5
1,1 ppb
11,43
0,17 ppb
91,8
Aplicaciones: Análisis de alimentos
Extractos vegetales
Secar la muestra a
80ºC y pesar 0.25 g
Secar la muestra a
80ºC y pesar 0.5 g.
Añadir 5 ml de una
mezcla con 1 ml de
HClO4 (70%) y 4 ml de
HNO3 (70%).
Añadir 5 ml de H2SO4 y
agitar. Añadir poco a
poco 5 ml de H2O2 al
30%.
Calentar en placa
durante 2 h a 120ºC y
despues subir la
temperatura hasta
180ºC durante 3 h para
eliminar el nítrico
Enrasar con agua al
volumen adecuado.
Filtrar si es necesario.
Volver a añadir H2O2 al
30% y calentar en placa
Enfriar y añadir 2 ml de
HNO3. Calentar durante
2 h hasta eliminar el
nítrico.
Enrasar con agua al
volumen adecuado.
Extractos de pescados
Pesar de 1 a 5 gr de músculo
de pescado homogeneizado.
Añadir 10 ml de HNO3 y dejar
por la noche.
Calentar durante 3 h a 125ºC.
Poner otras 4 h a reflujo.
Enrasar con agua al volumen
adecuado.
Aplicaciones: Agroquímica y Alimentación
Aplicaciones: Farmacopéa. Análisis de
metales traza en amoxicilina.
Element
Component
Limit (mg/g)
Adjusted for 50x Prep Dilution
Limit (mg/g)
J
.5J
J
1.5J
As
1.5
0.015
0.03
0.045
Cd
0.5
0.005
0.01
0.015
Pb
1
0.01
0.02
0.03
Hg
1.5
0.015
0.03
0.045
Cr
25
0.25
0.5
0.75
Cu
250
2.5
5
7.5
Mn
250
2.5
5
7.5
Mo
25
0.25
0.5
0.75
Ni
25
0.25
0.5
0.75
Pd
10
0.1
0.2
0.3
Pt
10
0.1
0.2
0.3
V
25
0.25
0.5
0.75
Os,Rh,Ru,Ir
NTE 10 total
0.025
0.05
0.075
Aplicaciones: RoHS WEE
RoHS / WEEE
• Normativa de la UE para el control de residuos de equipamiento
electrónico
• Deben cumplir todos los fabricantes de equipos eléctricos y
electrónicos para minimizar residuos.
•
•
•
•
•
Plomo
Mercurio
Cadmio
Cromo
Retardantes del fuego
 Bifenilos polibromados (PBB)
 Difenil Eter polibromados (PBDE)
• Límite menor de 0.1% en peso, en Cd < 0.01%
Aplicaciones: RoHS WEE resultados
RoHS / WEEE
Aplicaciones: Metales tóxicos en joyería
RoHS / WEEE
Pb
Cd
Cr
As
Sb
Zn
Leaf Pendant
48.3
88.6
4.4
3.4
10.5
81600
Girl Pendant – Green
877
1.9
149
18.9
14.6
1980
Girl Pendant - Red
500
1.6
80.5
10.9
12.8
1930
Girl Pendant – Multi Color
452
1.7
79.7
13.3
15.3
1940
Pink Elephant
55
0.3
13.4
16.1
4.3
192
Silver Pendant
34.3
0.5
4
2.7
6.2
81000
Gold hoop Earring
270
7.5
1.4
7.2
20.6
72500
Silver Heart Earring
47500
23200
8.1
12.5
12.8
140000
Whale Charm
1050
3.9
1.6
14.4
31
62000
Green Highlight – CPSIA maximum Pb level exceeded
Units = mg/kg
Aplicaciones: Análisis de Mercurio con VGA
Determinación de Hg a nivel de µg/L