1

Lezione 17 Tecniche analitiche elementari:Metodi di spettroscopia atomica

• AAS / AES• ICP-OES (inductively coupled plasma – optical

emission spectroscopy)• LIP/LIBS• XRF

(MS)

2

AAS AES

Visibile transizioni fra gli orbitali esterni

X transizioni degli orbitali interni

3

ASAS

Orbitali esterni dell’atomo

4

RIGHE SPETTRALI

5

6

7

Lunghezze d’onda nell’UV- visibile utilizzate per identificare vari

elementi (metalli)• 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.

8

ICPICP--AESAESSPETTROSCOPIA DI EMISSIONE ATOMICASPETTROSCOPIA DI EMISSIONE ATOMICA

Campione solubilizzato, nebulizzato e ionizzato

Spettro di emissione corrispondente alla transizione da un livello atomico

superiore ad uno inferioreEMISSIONI IN BANDA OTTICA

☺ buoni limiti di rivelabilità☺ ridotta quantità di campione

laboriosità del pretrattamentodispendio di tempoAnalisi distruttiva

PREPARAZIONE DEL CAMPIONEPREPARAZIONE DEL CAMPIONE

dissoluzione in acididissoluzione in acidi

macinazione del campione in mortaio di agatamacinazione del campione in mortaio di agata

9

2.70.6480.5 ppmFe: 20 ppm

1.00.6850.5 ppmAl: 20 ppm

1.90.5510.5 ppm

RDSZn (ppm) misurato

Zn (ppm) teorico

Interferente

VALUTAZIONE DEGLI EFFETTI DI INTERFERENZAEFFETTI 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

10

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.

11

• Spettroscopia atomica con ablazione laser (LIP)

12

LASER

13

di

14

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

15

16

17

18

19