¿Qué es un espectrofotómetro de llama?

Un espectrofotómetro de llama, también conocido como espectrofotómetro de emisión atómica, es un dispositivo para medir la luz a medida que interactúa o es emitida por los átomos para determinar la composición química de las sustancias. Las ondas de luz se miden, ya que son absorbidas por un átomo, ya que le agrega energía y empuja los electrones a una capa de energía más alta, o se mide la luz que se emite cuando estos electrones excitados regresan a una capa de energía más baja. La espectroscopia se puede utilizar para determinar la cantidad de elementos presentes en esencialmente cualquier sustancia, pero funciona mejor para metales como sodio, potasio y cobre. Esto se debe a que los metales se excitan fácilmente a estados de mayor energía con una temperatura baja en el análisis por espectrofotómetro de llama.

Un espectrómetro de absorción atómica funciona solo con luz visible. Sin embargo, un espectrofotómetro de llama puede bombardear un átomo con luz ultravioleta si se usa espectroscopía de fluorescencia para examinar también las composiciones atómicas. Estas longitudes de onda de la luz se pueden correlacionar directamente con los cambios en los estados de energía de los electrones de la capa externa en los átomos. Otros tipos de espectroscopía, como el estudio de las emisiones de rayos X, se utilizan para examinar los cambios en los estados de energía de los electrones en las capas internas de energía de las estructuras atómicas. Los compuestos moleculares también tienen estados rotacionales únicos entre los átomos involucrados, lo que conduce a emisiones de espectroscopía en las bandas de microondas para su estudio.

La intensidad de la luz en un espectrofotómetro de llama está relacionada directamente con la cantidad de elemento que existe en una muestra. Los colores de emisión, o líneas espectrales, son tan distintos que los elementos se pueden distinguir fácilmente entre sí. El proceso que utiliza un espectrofotómetro de llama para muestras elementales se considera tan preciso que puede medir cantidades de un elemento a partes por millón en una muestra.

Se considera que el equipo diseñado para hacer análisis de espectrofotómetro de llama está construido sobre instrumentos bastante simples. Sin embargo, la temperatura requerida para proporcionar excitación atómica es alta, y generalmente se hace quemando acetileno o propano a 3,632 ° a 5,432 ° Fahrenheit (2,000 ° a 3,000 ° Celsius). La luz emitida por la muestra se pasa a través de filtros ópticos para su análisis. También se canaliza para que impacte con un detector fotomultiplicador que lo convierte en una señal eléctrica para registrar la intensidad de la luz para las mediciones de concentración elemental.

Los espectrofotómetros son máquinas de laboratorio ampliamente utilizadas en investigación clínica o para determinar la presencia de metales en muestras ambientales. Su principal inconveniente es que requieren una calibración precisa contra muestras establecidas para producir lecturas confiables, especialmente con mezclas de muestras complicadas. La historia del proceso de espectroscopia se remonta al estudio de la lente por parte de Aristófanes en 423 a. C. No fue hasta el siglo XIX que se cuantificó la ley básica de absorción atómica e hizo posible construir máquinas basadas en el efecto del espectrofotómetro de llama, que establece que la materia absorbe la luz en la misma longitud de onda que emite luz.