Análisis de metales en aguas con ICP-OES o ICP-MS, criterios técnicos y económicos
Cada vez con mayor frecuencia hemos observado que expertos en medio ambiente acuático, geólogos e hidrólogos han comenzado a preferir el uso de equipos ICP (plasma de acoplamiento inductivo) sobre otras técnicas, como es la ya clásica absorción atómica. Las razones suelen ser diversas, aunque las más mencionadas por los químicos instrumentistas a cargo de estos equipos son que prácticamente se puede medir toda la tabla periódica de manera simultánea (con excepción de los gases nobles). Además de su gran sensibilidad y su precio cada vez más competitivo, esto debido a mejoras tecnológicas que han permitido reducir sustancialmente el consumo de argón y energía durante su operación, con respecto a los primeros equipos de este tipo que salieron al mercado.
Los equipos ICP son instrumentos analíticos capaces de medir la concentración de una gran cantidad de elementos. Lo hacen mediante una interesante técnica analítica basada en propiciar la excitación de los electrones de las capas más externas de un átomo, mediante la nebulización de una muestra en un plasma de gas argón acoplado inductivamente por radio frecuencia. Lo anterior genera la formación de una nube atómica y la ionización de los átomos mediante la excitación de los electrones y su salto a niveles energéticos superiores a los observados en el estado basal de equilibrio termodinámico. Los electrones excitados en el plasma de argón, al regresar a su estado basal de equilibrio emiten un quantum de energía en forma de radiación electromagnética. La longitud de onda a la cual esta energía es emitida varía según el tipo de átomo del que se trate y la cantidad emitida puede ser relacionada con la concentración del átomo en la muestra.
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Sistemas ICP-OES e ICP-MS
Los sistemas ICP-OES (optical emission spectrometry) como su acrónimo indica, cuentan con sistemas de detección de tipo óptico, los cuales permiten por un lado separar/clasificar la energía emitida y por otro lado cuantificarla, para posteriormente y mediante un software especializado, capturar y procesar la información entregando el resultado en términos de la concentración del elemento en la muestra analizada.
A diferencia de los ICP-OES, los sistemas ICP-MS (espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo) cuentan con sistemas de detección por espectrometría de masas los cuales mediante un sistema de vacío conducen los iones generados en el plasma hacia un detector de espectrometría de masas, el cual realiza el reconocimiento de los iones detectados y su cuantificación. Cada elemento cuenta con iones que tienen un espectro de masas característico lo que permite diferenciarlo del resto de los elementos.
Ventajas de los equipos ICP
Una gran ventaja de estos equipos es que permiten medir de forma simultánea un gran número de elementos, muchos analistas dicen que es posible medir prácticamente toda la tabla periódica, aunque algunos otros dejan fuera C, H, N, O y los gases nobles.
Otra importante ventaja es la gran sensibilidad de los detectores de estos equipos, en el caso del ICP-OES es posible alcanzar límites de cuantificación de trazas en una muestra (ppb) y en el caso del ICP-MS perfectamente en el caso de matrices limpias que no requieran dilución, es posible llegar a niveles ultra traza (ppt).
Un aspecto de gran importancia es el análisis de elementos que requieren de generación de hidruros o de vapor frío para obtener una buena respuesta, tanto en absorción atómica o ICP-OES, tales como el Hg, Se, Sb y As, en el caso de ICP-MS no se hace necesario ya que la respuesta a estos elementos es extremadamente selectiva y sensible como dijimos anteriormente.
Finalmente la altísima sensibilidad de los equipos ICP-MS y el avance en los accesorios como son los nebulizadores de muestras, han permitido inyectar a estos equipos muestras muy sucias tales como aguas marinas y aguas ultra salinas, las cuales utilizando diluciones 1/10 o 1/100 permiten ser inyectadas al equipo generando lecturas por lo demás confiables.
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