osservazioni personali
ASSORBIMENTO ATOMICO:
Nozioni teoriche:
La tecnica consiste nel vaporizzare un campione portandolo allo stato di atomi neutri.
Questo si fa in genere immergendo i vapori della soluzione o in sospensioni del campione – in
acqua o in solvente organico- in una fiamma, ad es. Acetilene-Aria. A questo punto la fiamma
viene attraversata da una radiazione caratteristica dell’atomo del campione che interessa .La
radiazione è emessa da una apposita lampada detta lampada a catodo cavo , specifica per
l’elemento in questione . La radiazione lasciando la fiamma avrà perso di intensità perché ci sarà
stato un certo assorbimento da parte del campione . La diminuzione di intensità riferita
all’intensità del raggio originario, viene poi registrata da un detector. Più precisamente , se
chiamiamo T la trasmittanza:
T= 100x (Ix/I0)
(trasmittanza %)
A=log 1/T (assorbanza)
Si ha che per concentrazioni sufficientemente basse (<3 mg/l) l’assorbanza è direttamente
proporzionale alla conc. dell’atomo che interessa.
Volendo allora determinare una conc. X incognita , si costruisce prima una retta di taratura con
conc. note del campione , poi si misura l’assorbanza della soluzione incognita e da qui si risale al
valore di X.
DETTAGLI TECNICI SULL’ASSORBIMENTO ATOMICO:
1. Lampada a catodo cavo: consiste in una cavità ceramica in cui viene posto l’elemento che
ha la funzione di catodo e un anodo racchiusi in un cilindro di vetro contenete Ar a bassa
pressione. All’accensione il gas inerte viene ionizzato, gli ioni arrivano al catodo in forte
accelerazione, per cui l’elemento, già sottoforma finemente suddivisa, vaporizza come
atomi neutri i quali vengono eccitati dagli urti ed emettono fotoni. Per ogni lampada esiste
una tensione ottimale data dal costruttore. Tensioni troppo elevate consumano
Mauro Sabella
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rapidamente la lampada e causano una diminuzione nella radiazione emessa a causa di
troppo autoassorbimento da parte degli atomi dell’elemento. Altri tipi di lampade, dette a
radiofrequenza, sono utilizzate per elementi troppo volatili, tipo As, Bi, Cd etc. in esse
l’atomizzazione è causata da una frequenza radio dell’ordine di 27 KHz. L’intensità della
radiazione emessa è molto elevata.
Correzione del fondo: lavorando con tracce dell’elemento, se la matrice è troppo ricca di altre
sostanze, si ha un assorbimento maggiore del dovuto, causato da un certo assorbimento di
molecole neutre estranee. Per ovviare a questo si invia alternativamente alla radiazione della
lampada a catodo cavo una radiazione proveniente da una lampada al deuterio (per il campo UV)
o al tungsteno (per il visibile).
Se nel campione non è presente l’elemento in questione le intensità dei due raggi dovrebbero
avere la stessa diminuzione relativa passando attraverso la fiamma, mentre se è presente il
campione , si ha uno sbilanciamento di questo rapporto, che si traduce in una risposta del
fotomoltiplicatore.
2. Microforno a grafite: la luce proveniente dalla fiamma viene diffratta da un reticolo e la
radiazione di 1° ordine passa attraverso fenditure di uscita che garantiscono bande
passanti dell’ordine di 2-10 Amstrong. La centratura della riga caratteristica dell’elemento
viene fatta manualmente. A valle della fenditura di uscita si trova il fotomoltiplicatore che
invia il segnale elettrico al sistema di integrazione. Nei sistemi a doppio raggio la luce
attraversa alternativamente l’aria e la fiamma ( si usa uno specchio rotante o chopper). I
due raggi vanno a cadere sullo stesso rivelatore.
Tecniche analitiche: la legge di Lambert & Beer per cui l’assorbanza è proporzionale alla conc. è
valida per ogni elemento in un certo campo di concentrazioni, si va in genere dai 0,05 ai 5 mg/l ,
vi possono però essere variazioni anche forti rispetto a tali valori indicativi. In genere sono in
vendita soluzioni standard dei vari metalli a conc.= 1000 mg/l. queste poi vanno diluite al
momento dell’ analisi. Si costruisce in genere una retta di calibrazione assorbanza –
concentrazione mediante 3-4 soluzioni a titolo noto dell’elemento. Spesso gli apparecchi sono
predisponibili in lettura diretta di conc., e vanno comunque tarati con per lo meno tre soluzioni
standard.
Problemi: in alcuni casi la T troppo elevata non causa solo la atomizzazione ma anche la
ionizzazione dell'elemento stesso. Gli ioni positivi assorbono a lunghezza d’onda diverse, per cui si
ha in totale una perdita di assorbanza della radiazione usata. Si può rimediare aggiungendo al
campione una buona quantità di un altro elemento che ionizzi ancora più facilmente. Questo
sulla fiamma si comporterà da donatore di elettroni e riporterà gli ioni positivi dell’elemento che
interessa ad atomi neutri. Il donatore di elettroni migliore è il potassio, usato sotto forma di KCl.
Mauro Sabella
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