Espectroscopia atómica é uma técnica que através da absorção ou emissão de energia por átomos, permite a caraterização de materiais.
Ao contrário das moléculas, os átomos não podem vibrar ou rodar, sendo que as únicas transições em que podem participar são transições eletrónicas. Uma vez que estas transições são discretas, (ocorrem entre níveis de energia bem definidos), os espectros têm a forma de linhas discretas de emissão ou absorção. A panóplia de técnicas para obtenção de átomos, bem como o registo dos seus espectros de emissão ou absorção é vasta.
Tipos de técnicas em espectroscopia atómica:
a) espectroscopia de emissão (em faísca elétrica ou em chama);
b) espectroscopia de absorção (quantificação de energia absorvida pelas moléculas numa chama).
Espectroscopia de emissão (em faísca elétrica)
Técnica de grande utilidade na determinação de quantidades de componentes numa mistura de compostos inorgânicos. A sua aplicação mais comum é na análise direta de amostras sólidas.
Basicamente a amostra (sob a forma de pó) é colocada num elétrodo de grafite, onde se faz passar uma faísca de alta tensão entre o elétrodo de grafite e um segundo elétrodo. Devido à passagem deste impulso elétrico, ocorre a vaporização da amostra, produzindo um vapor de átomos dos elementos presentes na mistura. Os átomos individuais são excitados, sendo assim promovidos para níveis eletrónicos superiores. Os eletrões têm uma vida curta nos níveis excitados e rapidamente regressam para os seus níveis fundamentais de com a consequente emissão de um fotão (ΔE = hv). A radiação emitida pela amostra passa através de um elemento dispersivo, prisma ou grelha, que a separa num espectro de vários comprimentos de onda. Para o registo deste espectro, o detetor mais conveniente é uma placa ou película fotográfica.
No final, é produzido um grande número de linhas cuja intensidade depende do tempo de exposição, da concentração do elemento na mistura, da sensibilidade da emulsão fotográfica, etc,.
Através de uma calibração conveniente, a intensidade de cada linha registada no espectro pode ser relacionada com a concentração do elemento correspondente. Contudo, a espectroscopia de emissão tem uma vasta aplicação em análises qualitativas.
Espectroscopia de emissão (em chama)
Esta técnica possui algumas semelhanças com a anteriormente descrita (espectroscopia de emissão em faísca elétrica), mas uma vez que a fonte de energia é uma chama (mais fraca), o espectro de emissão é mais simples e possui menos linhas. Como a amostra se introduz na chama na forma de uma solução, é mais fácil de controlar os vários fatores que têm influência nos resultados, e portanto mais fácil de quantificar os resultados. Nesta técnica é possível usar vários tipos de queimadores.
De um modo geral, a amostra sob a forma de um nuvem de gotículas, quando em contacto com a chama, o solvente vaporiza-se, deixando o sal desidratado nesta. O sal, em contacto com as temperatura elevada da chama, dissocia-se e formam-se átomos dos elementos nos seus estados fundamentais. Uma fração destes átomos absorvem energia da chama e são promovidos para um nível eletrónico excitado. Quando regressam ao nível energético fundamental, os átomos emitem fotões que são posteriormente detetados através de um monocromador/detetor. A intensidade da emissão está diretamente relacionada com a concentração da solução da amostra e portanto, através de uma curva de calibração, pode-se calcular a concentração do elemento a analisar na amostra. Contudo, devido à presença de reações que competem com os átomos excitados na chama de um modo eficiente, podem ser gerados erros de quantificação.
Espectroscopia de absorção atómica
Técnica relacionada com a de espectroscopia de emissão de chama e que nos últimos anos tem vindo a ocupar uma posição dominante no laboratório de análises.
Como no caso de espectroscopia de emissão de chama, a amostra a estudar é aspirada para a chama do instrumento para converter o(s) elemento(s) na mistura a examinar em vapor atómico. Uma porção dos átomos que entram na chama estão excitados termicamente, mas a maioria estão presentes no seu estado fundamental. Estes átomos, no estado fundamental, podem absorver radiação proveniente de uma fonte especial daquele elemento incorporada no instrumento. O comprimento de onda que a fonte fornece é exatamente o comprimento de onda que os átomos, na transição do estado fundamental para um estado excitado, absorverão.
A principal desvantagem desta técnica em relação à técnica de espectroscopia de emissão de chama é que para cada elemento é preciso uma fonte específica.
