Lezione 17
Tecniche analitiche elementari:
Metodi di spettroscopia atomica
• AAS / AES
• ICP-OES (inductively coupled plasma – optical
emission spectroscopy)
• LIP/LIBS
• XRF
(MS)
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AAS
Visibile
X
AES
transizioni fra gli orbitali esterni
transizioni degli orbitali interni
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AS
Orbitali esterni dell’atomo
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RIGHE SPETTRALI
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Lunghezze d’onda nell’UV- visibile
utilizzate per identificare vari
elementi (metalli)
•
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•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Litio Li 670,9 nm
Sodio Na 589 nm
Potassio K 766 nm
Calcio Ca 393 nm
Stronzio Sr 470,8 nm
Boro B 249,8 nm
Alluminio Al 396,1 nm
Piombo Pb 220,3 nm
Arsenico As 189 nm
Stagno Sb 259,8 nm
Cromo Cr 425,4 nm
Cobalto Co 228,6 nm
AES
ICP
Le analisi in assorbimento atomico possono
essere condotte anche mediante la tecnica ICP
che sfrutta un plasma
induttivamente
accoppiato. Si ha una maggiore sensibilità che
rende possibile individuare gli elementi in tracce
(cioè con piccolissime percentuali) che
caratterizzano la provenienza geografica del
reperto analizzato.
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ICP-AES
SPETTROSCOPIA DI EMISSIONE ATOMICA
Campione solubilizzato, nebulizzato e ionizzato
Spettro di emissione corrispondente alla
transizione da un livello atomico
superiore ad uno inferiore
EMISSIONI IN BANDA OTTICA
☺ buoni limiti di rivelabilità
☺ ridotta quantità di campione
laboriosità del pretrattamento
dispendio di tempo
Analisi distruttiva
PREPARAZIONE DEL CAMPIONE
macinazione del campione in mortaio di agata
dissoluzione in acidi
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VALUTAZIONE DEGLI
EFFETTI DI INTERFERENZA
☺ SCELTA DI UNA RIGA ANALITICA IL PIÙ POSSIBILE
ESENTE DA INTERFERENZE
NOTEVOLE QUANTITÀ DI ELEMENTI PRESENTI
• ZN (λ 213,856): CONCENTRAZIONE DELL’ORDINE DI
CENTINAIA DI PPM
• AL (λ 221,006) : TRE ORDINI DI GRANDEZZA SUPERIORE
• FE (λ 196,20) : DUE ORDINI DI GRANDEZZA SUPERIORE
Interferente
Zn (ppm)
teorico
0.5 ppm
Zn (ppm)
misurato
0.551
RDS
Al: 20 ppm
0.5 ppm
0.685
1.0
Fe: 20 ppm
0.5 ppm
0.648
2.7
1.9
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ICP-OES
Tecnica multi elementare in grado di distinguere basse concentrazioni ~0.2-100
ppb (parti per miliardo).
Lo strumento usa una sorgente a plasma per dissociare il campione nei suoi
costituenti atomici che vengono eccitati a un livello energetico tale da emettere
luce alle lunghezze d’onda caratteristiche. Il campione atomizzato viene sospinto
da un flusso di Argon (gas nobile non reattivo) all’interno di una cella dove una
scarica ad arco ne ionizza gli atomi.
Possono essere identificate fino a 60 specie atomiche diverse in una sola prova,
e i tempi di analisi sono limitati all’ordine del minuto.
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• Spettroscopia atomica con
ablazione laser (LIP)
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LASER
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di
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Limiti della tecnica
•
•
•
•
Tecnica microdistruttiva
Non economica
Analisi superficiale (pochi micron)
Analisi elementare (poco significativa per composti
organici)
Vantaggi:
•Rapida
•Vede elementi leggeri
•Poco invasiva
•Libs differenziale => stratigrafie senza prelievo
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