Vogel: Análise Química Quantitativa
16.3 Espectroscopia de emissão de chama (flame emission spectroscopy – FES)
amostra varia em uma pequena faixa, a intensidade de uma dada linha
espectral de um elemento é proporcional ao número de átomos excitados e,
portanto, à concentração do elemento na amostra. A energia emitida (isto é,
a intensidade da luz) era normalmente determinada fotograficamente. A
concentração do elemento desconhecido era determinada a partir do
escurecimento de certas linhas do espectro na chapa fotográfica.
A determinação quantitativa do escurecimento das linhas era feita com
um microfotômetro. Efetuavam-se as medidas de i e i0, a luz transmitida pela linha em questão e a luz transmitida pela porção clara na chapa,
respectivamente. A densidade D, a rigor a densidade de escurecimento
(também representada por B), é definida como D = log10 (i0/i), assumindo que a deflexão do galvanômetro do microfotômetro é diretamente
proporcional à luz incidente na fotocélula.
16.3 Espectroscopia de emissão de chama ( flame emission spectroscopy — FES)
Hoje, dois métodos são usados na espectroscopia de emissão de chama. O
método original, conhecido como fotometria de chama, é usado,
principalmente, na análise de metais alcalinos, particularmente em fluidos e
tecidos biológicos. Atualmente, todavia, o procedimento usual é operar um
espectrômetro de absorção atômica de chama no modo de emissão (Fig.
15.3). Neste caso, a chama age como fonte de radiação e a lâmpada de
catodo oco e a modulação do sinal não são mais necessárias. A
espectroscopia de emissão de chama pode ser mais sensível do que a
espectroscopia de absorção atômica de chama. Isto é verdade para os
elementos cujas raias de ressonância estão em valores relativamente baixos
de energia (tipicamente, comprimentos de onda maiores do que 400 nm).
Assim, por exemplo, o sódio (raia de emissão em 589,0 nm) e o lítio (em
670,8 nm) têm grande sensibilidade na espectroscopia de emissão de chama
(Seção 15.1).
Fotômetros de chama A chama é uma fonte de energia muito mais fraca do que as fontes elétricas
de excitação mencionadas na Seção 16.2. Por isso, a chama produz um
espectro de emissão mais simples, com menos linhas. Além disso, chamas
relativamente frias como, por exemplo, de ar–propano, são normalmente
usadas nos fotômetros de chama. Em um fotômetro de chama, a radiação
emitida é isolada com um filtro óptico (usualmente um filtro de
interferência) e convertida em um sinal elétrico pelo fotodetector,
geralmente uma fotomultiplicadora. A Fig. 16.2 mostra o esquema do
Modelo 410 da Chiron Diagnostics, um fotômetro de chama relativamente
simples.
Principais componentes
Faz-se passar o ar, em uma pressão conhecida, por um nebulizador. A
sucção assim provocada arrasta a solução da amostra para dentro do
nebulizador para formar uma neblina fina que é enviada ao combustor.
Nele, em uma pequena câmara de mistura, o ar encontra o gás combustível
(normalmente propano) em uma pressão conhecida e a mistura é queimada.
A radiação produzida pela chama passa, então, por uma lente e um filtro
óptico (normalmente um filtro de interferência), que só permite a passagem
da radiação característica do elemento de interesse para o fotodetector (uma
fotomultiplicadora). A leitura é feita em um visor digitalizado.
Fig. 16.2 Fotômetro de chama simples (Cortesia de Chiron Diagnostics, Sudbury, Inglaterra)
Fig. 16.3 Fotômetro de chama de feixe duplo (Cortesia de Chiron Diagnostics, Sudbury,
Inglaterra)
A precisão da técnica aumenta quando se usa um fotômetro de chama de
feixe duplo (padrão interno). A Fig. 16.3 mostra um diagrama do fotômetro
de chama clínico de feixe duplo, modelo 480, da Chiron Diagnostics. A
solução do padrão interno (Seção 16.4), que contém um sal de lítio, é
monitorada continuamente para assegurar a precisão durante a análise. O
sistema óptico de referência interno (Ref) usa um filtro de interferência de
lítio. A razão das intensidades entre Na e Li, ou entre K e Li, é obtida pelos
fotodetectores adequados. O circuito eletrônico dá a leitura direta das
concentrações de sódio e de potássio. Além destas facilidades, o aparelho
incorpora um sistema automático de diluição que manipula todos os tipos de amostras (plasma/soro e urina) e elimina os processos manuais