Vogel: Análise Química Quantitativa

J Mendham · Capítulo 379 de 495

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Vogel: Análise Química Quantitativa

15.5 Sistema nebulizador-queimador

vapor atômico. No caso de metais como o alumínio e o titânio, que

formam óxidos refratários, é essencial usar chamas de temperatura mais

elevada como a da mistura acetileno/óxido nitroso. A sensibilidade é

maior se a chama for enriquecida com o gás combustível.

Posição da chama Em alguns casos, a concentração dos átomos pode

variar muito se a chama sair do centro do feixe óptico, tanto vertical

como lateralmente. Rann e Hambly [2] mostraram que no caso de certos

metais (cálcio e molibdênio, por exemplo) a região de absorção máxima

está restrita a áreas bem específicas da chama, enquanto no caso da prata,

a posição na chama não altera significativamente a absorção, que também

não é afetada pela razão gás combustível/gás oxidante. Por uma questão

de brevidade, não vamos discutir as chamadas técnicas de chama fria,

baseadas no uso de chamas pobres em gás oxidante, como as de

hidrogênio/nitrogênio-ar.

 

Tabela 15.2 Temperaturas de chama com diversos combustíveis

 

Temperatura (K)

 

Gás combustível Ar Óxido nitroso

 

Acetileno 2400 3200

 

Hidrogênio 2300 2900

 

Propano 2200 3000

 

15.5 Sistema nebulizador–queimador O propósito do sistema nebulizador–queimador é converter a solução-teste

em átomos gasosos (Fig. 15.2) e o sucesso dos métodos fotométricos de

chama depende de seu correto funcionamento. A Seção 16.3 descreve o

queimador de um fotômetro de chama. A função do nebulizador é produzir

uma névoa ou aerossol da solução-teste. A solução é aspirada por um tubo

capilar pelo efeito de venturi provocado por um jato de ar que flui

perpendicularmente ao topo do capilar. É necessário usar um fluxo de gás

em alta pressão para produzir um aerossol fino. O tipo principal de

queimador usado na absorção atômica de chama é o queimador de mistura

prévia ou queimador de fluxo laminar.

Neste tipo de queimador, o aerossol é produzido em uma câmara de

vaporização na qual as gotas maiores do líquido são removidas da corrente

de gás e rejeitadas. A névoa produzida é misturada com o gás combustível e

o gás de arrasto (oxidante), e flui para a cabeça do queimador. Na

espectroscopia de absorção atômica, o queimador é um tubo longo

horizontal com uma fenda estreita ao longo do comprimento. Isto produz

uma chama delgada e extensa que pode ser colocada no feixe de energia

radiante ou removida quando necessário. A extensão da chama de um

queimador de ar–acetileno, ar–propano ou ar–hidrogênio é da ordem de 10

a 12 cm. No caso do queimador que usa a mistura acetileno–óxido nitroso,

o comprimento reduz-se a cerca de 5 cm devido à maior velocidade de

combustão desta mistura gasosa. Além da maior trajetória da luz, este tipo

de queimador tem a vantagem da operação estável com pouco risco de

incrustações em torno da cabeça do queimador, porque as gotas maiores da

solução foram previamente eliminadas da mistura que chega ao queimador.

Uma desvantagem é que, no caso de soluções feitas com misturas de

solventes, os solventes mais voláteis são evaporados preferencialmente.

Outra desvantagem é que existe o perigo de explosão porque o queimador

utiliza volumes relativamente grandes de gás. Nos instrumentos modernos,

entretanto, este perigo foi diminuído.

A Fig. 15.4 mostra um esquema de um queimador deste tipo. Neste

queimador em particular (Perkin-Elmer Corp.), a câmara de mistura é de

aço revestido internamente com um plástico (Penton) extremamente resistente à corrosão. A cabeça do queimador é feita de titânio, evitando

assim as leituras elevadas ocasionalmente encontradas quando as soluções-

teste são ácidas, contêm ferro e cobre, e se usam queimadores cuja cabeça é

de aço inoxidável. O nebulizador pode ser ajustado para lidar com vazões

de amostra da ordem de 1 a 5 ml·min−1. O queimador pode ser ajustado nas

três direções e as escalas, vertical e horizontal, permitem o registro de sua

posição. A cabeça pode girar em um ângulo de 90° em relação ao feixe de

luz, o que permite variação considerável da trajetória da raia de ressonância

na chama. A escolha de uma trajetória pequena torna possível a análise de

soluções relativamente concentradas, sem necessidade de diluição prévia.

Thomerson e Thompson [3] citaram as seguintes desvantagens dos

procedimentos de atomização de chama:

 

1. Apenas 5 a 15% da amostra nebulizada atinge a chama (no caso do

queimador de mistura prévia), ocorrendo, ainda, diluição posterior pelos

gases combustível e oxidante, o que reduz muito a concentração do

analito na chama.

2. É necessário usar um volume mínimo de 0,5 a 1,0 ml de amostra para

que a leitura seja confiável quando se usa aspiração para o sistema de

queima.

3. As amostras viscosas (óleos, sangue e plasma sangüíneo, por exemplo)

devem ser diluídas com um solvente ou, alternativamente, mineralizadas

por via úmida antes da nebulização.