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A Espectrometria de Emissão Atômica é uma técnica utilizada para determinação quantitativa de metais, em níveis de concentrações maiores (porcentagem) e menores (ppm), em uma ampla variedade de amostras, tais como: amostras geológicas, ambientais e água, aços e ligas, orgânicas; na agricultura e alimentos.

Na espectroscopia de emissão de plasma o gás, usualmente o argônio, é ionizado pela influência de um campo elétrico intenso gerado por uma corrente contínua ou por uma radiofreqüência. Os dois tipos de descarga provocam um plasma. As fontes de plasma operam em temperaturas elevadas entre 7000 e 15000K. Por isso, uma fonte de plasma produz um número maior de átomos excitados, especialmente na região do ultravioleta, do que o número obtido nas temperaturas relativamente baixas da espectroscopia de emissão de chama. Além disso, a fonte de plasma pode reproduzir as condições de atomização com um grau de precisão muito mais elevado que o obtido pela espectroscopia clássica de arco ou de centelha. Assim, provoca-se a emissão dos espectros de um grande número de elementos, o que torna possível sua determinação simultânea numa só fonte de plasma. Esta característica é especialmente importante para as determinações de muitos elementos sobre uma faixa ampla de concentração.

Aplicações: Os limites de detecção são excelentes: para os "piores" elementos em A, como As, Cd, Sn, W, Mo, Bi e In, o limite inferior de dosagem é de 1 a 20 ppm, com nebulizador resistente a HF, 10 a 100 vezes menores com nebulizadores de vidro (sem gerador de hidretos). Para os demais elementos pode-se trabalhar tranqüilamente com ppb em solução. A linearidade é maior que em qualquer outro equipamento, cobrindo facilmente 4 ordens de grandeza (de 10 ppm a 10%, por exemplo). O I não é conveniente para a dosagem de altos teores por sua notória sensibilidade. Mesmo procurando-se comprimentos de onda menos sensíveis e diluindo-se as amostras, as oscilações resultantes refletirão erros devidos às variações instrumentais multiplicadas pelo fator de diluição, acrescidos pelos erros devidos à qualidade da calibração da vidraria. Oscilações da ordem de 10% relativos podem ocorrer, como demonstrado na imagem anterior, tendo-se que recorrer ao uso de padrão interno para minimizar os desvios.

Analisaram-se amostras de latão, visando a determinação dos elementos Zn, Cu e Ni, usando espectrometria de emissão atômica com plasma (I-AES). Analisou-se minério de ferro visando à determinação de Ca, Mg, Al, Ti e Si. Neste caso o componente maior é somente o ferro, então foi aplicado o procedimento de casamento da matriz. As amostras foram fundidas em cadinho de Pt usando como fundente uma mistura de 0,8 g Na2CO3 + 0,4g Na2B4O7. A pastilha fundida foi dissolvida em HCl 6M. As soluções de padrão foram preparadas contendo o teor de Fe e de fundente similar aos solubilizados da amostra A análise química do aço é um dos ensaios de controle para o processo de produção. Para se produzir uma liga de aço, um forno é abastecido com gusa ou sucata. Após a fusão e homogeneização uma amostra é coletada e enviada ao laboratório químico. O laboratório realiza uma análise completa dos elementos contidos na especificação. O operador de produção não pode seguir com o processo sem o resultado do laboratório, pois é com o resultado que será cálculo a quantidade de liga que será adicionada para alcançar a liga de aço desejada na especificação. É óbvia a necessidade de uma análise rápida, por dois motivos: devido ao tempo de produção e da representação das condições do banho. A composição química de um determinado aço é de grande importância, pois é o que define o tipo de aço e sua aplicação. Cada elemento químico define a estrutura e a propriedade do aço. 1.2 Análise de aço por Espectrometria de Emissão Atômica A espectrometria aplicada para análise de aço surgiu da necessidade de acelerar o processo de análise, onde até então se utilizavam métodos de via úmida, que eram demorados e de alto custo. Alguns elementos poderiam ser determinados em meia hora, tais como Mn, Cr, Ni, Mo, Cu e V, e outros de 8 a 12h, como Si, W, Al, Zr, Ti, B e Co. A técnica de espectrometria por plasma aplicada no estudo analisa amostras no estado líquido. Amostras sólidas, como o aço (peça maciça, chapa, limalha, cavaco,pequenos pedaços, particulado ou pó) precisam ser convertidas em líquidos por um processo de dissolução. Cristiane Franchi Petry (2005) avaliou a técnica de I-OES para análise de traços de elementos em amostras ambientais, onde determinou as concentrações de As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, P, V e Zn (na ordem de 0,07μg/L e 0,03μg/g). François R. Doucet, Thomas F. Belliveau, Jean-Luc Fortier e Joseph Hubert (2004) realizaram um estudo comparativo das técnicas de espectrometria por fonte decentelha e espectrometria de plasma induzido por laser (LIPS), para análises de ligas de alumínio, ambos com as mesmas condições óticas – utilizaram as mesmas linhas espectrais. Os resultados obtidos demonstraram

que o método LIPS é um método de potencial para análise quantitativa de ligas de alumínio na indústria. Lílian C. Trevizan, Telma B. Matias e Joaquim A. Nóbrega (2007) avaliaram a viabilidade de análise de aço inoxidável por I-OES com vista axial utilizando diversas estratégias de calibração. Conclui-se que a condição robusta do plasma possibilitou a análise de aço inoxidável em I-OES com configuração axial utilizando solução padrão de referência em mesmo meio ácido, porém sem os elementos de maior concentração, não ocorrendo severos efeitos de matriz. Pode-se dizer que as precisões das duas técnicas são semelhantes. Os resultados das médias das concentrações dos elementos entre as duas técnicas mostraram diferenças significativas para os elementos Mn, P e V. Essa exatidão pode estar relacionada a qualquer dispersão dos elementos na parte metálica da amostra, quando se utilizou a centelha como fonte de excitação. Houve grandes diferenças no tempo de análise, no preparo de amostra, tipo e forma de amostra e aplicação. A Espectrometria de Emissão Atômica com Fonte de Centelha é uma técnica específica, uma vez que analisa apenas um tipo de material (metálico), e na forma sólida. A aplicação da técnica é simples, rápida e de baixo custo, uma vez que os materiais utilizados são mínimos, o que é uma grande vantagem para aplicação em controle de produção de metais, onde se analisa apenas um tipo de material. Além disso como em todo processo de produção requerem-se menor tempo e baixo custo. A Espectrometria de Emissão Atômica com Fonte de Plasma Acoplado Indutivamente não apresenta restrições quanto à forma e tipo de amostra, o que vai influenciar é a etapa de preparação. A vantagem mais notável é a aplicação diversificada, uma vez que se pode analisar qualquer material que seja possível convertê-lo para forma líquida. Apesar de suas particularidades, as técnicas possuem um grande potencial analítico e uma ampla aplicação.

O I-OES dispõe de um sistema de detecção de radiação que permite determinar, numa só amostra e rapidamente, um elevado número de elementos. Os limites de detecção que se conseguem atingir são da ordem de grandeza um pouco inferiores

aos conseguidos por F- AAS, mas mais elevados do que os alcançados com GFAAS (TYLER 1995). Podemos afirmar que o I-OES tem vantagens reais sobre a as demais técnicas espectroscopia de absorção atômica (AAS) quando existe um processamento de grande número de amostras e determinação de vários elementos em cada amostra. Além disso, o I-OES tem ainda sobre a F-AAS a vantagem de permitir a obtenção de melhores limites de detecção para elementos refractários (por exemplo: alumínio, titânio,zircônio). Vantagens: • Existência de várias linhas espectrais intensas para quase todos os elementos; • Baixos limites de detecção devido a razões pico/fundo geralmente favoráveis; • Interferências de matriz geralmente fracas para soluções diluídas; • Relações lineares para uma ampla gama de concentrações, sendo possível determinar elementos principais e vestigiais a partir da mesma solução de amostra; • Boa repetibilidade para todos os elementos (0,5-5 %); • Permite análises rápidas multi-elementares. Desvantagens: • Interferências espectrais; • Interferências físicas causadas por variações de viscosidade e de tensão superficial; • Interferências químicas causadas por formação de compostos moleculares, efeitos de ionização e efeitos termoquímicos associados à vaporização e atomização da amostra no plasma; • Limites de detecção demasiado altos para algumas aplicações; • Não é o método adequado para análise de soluções com mineralizações superiores a 1,5 g/L, com concentrações de ácido iguais ou superiores a 10 %, ou em meio orgânico.

http://apostilas.cena.usp.br/Fernanda/Livro%20I%20OES.pdf http://www.uss.br/revistateccen/revista_informativo5/artigo04.pdf http://www.angelfire.com/crazy3/qfl2308/Analises_qumicas__PMI-2201.pdf