Cos'è assorbimento atomico?

Assorbimento Atomico (AA)

L'assorbimento atomico è una tecnica di spettroscopia di assorbimento utilizzata per determinare quantitativamente la concentrazione di un elemento specifico in un campione. Si basa sul principio che gli atomi liberi in fase gassosa assorbono radiazioni a specifiche lunghezze d'onda. La quantità di luce assorbita è direttamente proporzionale alla concentrazione dell'analita nel campione.

Principi Fondamentali:

• Atomi allo Stato Fondamentale: Gli atomi devono essere in forma elementare e allo stato fondamentale per assorbire la radiazione. Questo si ottiene atomizzando il campione.
• Radiazione Specifica: Ogni elemento assorbe radiazioni a specifiche lunghezze d'onda, che corrispondono alle transizioni elettroniche uniche di quell'elemento. Queste lunghezze d'onda sono utilizzate per l'analisi quantitativa.
• Legge di Beer-Lambert: L'assorbanza (A) è direttamente proporzionale alla concentrazione (c), alla lunghezza del cammino ottico (b) e all'assortività molare (ε): A = εbc.

Strumentazione:

Un tipico spettrometro ad assorbimento atomico (SAA) è costituito da:

1. Sorgente di Radiazione: Generalmente una lampada a catodo cavo (HCL) o una lampada a scarica elettrodeless (EDL). La lampada HCL emette radiazioni alle lunghezze d'onda caratteristiche dell'elemento di interesse.

2. Sistema di Atomizzazione: Converte il campione in atomi allo stato fondamentale. I metodi di atomizzazione più comuni sono:

   • Fiamma (Flame AAS, FAAS): Il campione viene aspirato in una fiamma (tipicamente aria-acetilene o protossido di azoto-acetilene).
   • Forno di Grafite (Graphite Furnace AAS, GFAAS) o Atomizzazione Elettrotermica: Il campione viene riscaldato elettricamente in un tubo di grafite, raggiungendo temperature molto più elevate rispetto alla fiamma, incrementando la sensibilità.
   • Generazione di Idruri (Hydride Generation AAS): Utilizzata per elementi come arsenico, selenio e antimonio.
   • Vaporizzazione Fredda (Cold Vapor AAS): Specificamente per il mercurio.

3. Monocromatore: Isola la specifica lunghezza d'onda di radiazione assorbita dall'elemento di interesse.

4. Detector: Misura l'intensità della radiazione dopo che ha attraversato il sistema di atomizzazione.

5. Sistema di Elaborazione Dati: Converte il segnale del detector in un'assorbanza e visualizza o stampa i risultati.

Tipi di Assorbimento Atomico:

• Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS): Tecnica relativamente semplice e ampiamente utilizzata. Offre una buona sensibilità per molti elementi.
• Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GFAAS): Fornisce una sensibilità significativamente maggiore rispetto a FAAS, consentendo l'analisi di campioni con concentrazioni molto basse dell'analita.
• Cold Vapor Atomic Absorption Spectrometry (CVAAS): Specifica per la determinazione del mercurio.
• Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry (HGAAS): Utilizzata per la determinazione di arsenico, selenio, antimonio, bismuto, tellurio e stagno.

Applicazioni:

L'assorbimento atomico è ampiamente utilizzato in vari campi, tra cui:

• Monitoraggio Ambientale: Analisi di metalli pesanti in acqua, suolo e aria.
• Scienza Alimentare: Determinazione di elementi essenziali e tossici negli alimenti.
• Chimica Clinica: Misurazione di elementi nel sangue e nelle urine.
• Geochimica: Analisi della composizione elementare di rocce e minerali.
• Farmaceutica: Controllo qualità dei farmaci e determinazione di metalli pesanti come impurezze.

Vantaggi:

• Specificità: Elevata specificità per l'elemento di interesse.
• Sensibilità: Buona sensibilità, particolarmente con GFAAS.
• Costo: Relativamente economico rispetto ad altre tecniche analitiche complesse (dipende dalla tecnica specifica).
• Facilità d'uso: Relativamente facile da utilizzare e automatizzare (specialmente FAAS).

Svantaggi:

• Analisi mono-elementare: Analizza solo un elemento alla volta.
• Preparazione del campione: La preparazione del campione può essere laboriosa.
• Effetti matrice: La matrice del campione può influenzare l'atomizzazione e l'assorbimento. Richiede l'uso di standard e controlli appropriati per mitigare questi effetti.
• Limitazioni per alcuni elementi: Sensibilità limitata per alcuni elementi.