14.12 : Espectroscopia de emisión atómica con plasma acoplado inductivamente: principio

El plasma acoplado inductivamente (ICP) es la fuente de plasma más utilizada en la espectroscopia de emisión atómica (AES), también conocida como espectroscopia de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente (ICP-OES). La fuente ICP, o antorcha, consta de tres tubos de cuarzo concéntricos por los que fluye gas argón. Una chispa de una bobina Tesla inicia la ionización del argón, lo que genera un plasma de alta temperatura.

Los iones y electrones producidos interactúan con el campo magnético fluctuante creado por una bobina de inducción refrigerada por agua alimentada por un generador de radiofrecuencia. Esta interacción produce un calentamiento óhmico, lo que forma un plasma de alta temperatura y proporciona un entorno óptimo para el análisis elemental. La introducción de muestras en ICP-AES se puede lograr utilizando diferentes métodos, como un nebulizador de vidrio concéntrico o vaporización electrotérmica. En el primero, la muestra se transporta por el efecto Bernoulli con la ayuda de gas argón de alta velocidad, formando gotitas finas que entran en el plasma. En el segundo, la muestra se vaporiza en un horno antes de introducirse en el plasma a través de una corriente de argón.

Las configuraciones de los espectrómetros ICP incluyen visualización radial o axial. El plasma de visualización axial y orientación horizontal es ideal para análisis de alta sensibilidad. Cuenta con una interfaz de cono enfriado (CCI) única que evita que la óptica considere la cola de plasma más fría, lo que reduce las interferencias y mejora la tolerancia del sistema a los sólidos disueltos altos. El plasma de visualización radial y orientación vertical es adecuado para aplicaciones desafiantes, como el análisis de aceites, solventes orgánicos, digestos geológicos/metálicos y soluciones con altos sólidos disueltos totales (TDS).

Los contornos isotérmicos representan el rango de temperaturas que experimentan los átomos de la muestra en el plasma durante su tiempo de residencia antes de llegar al punto de observación. Esto da como resultado una atomización más completa y menos interferencias químicas. La fuente ICP en AES ofrece numerosas ventajas, incluida la atomización químicamente inerte, la distribución uniforme de la temperatura, las curvas de calibración lineal en un amplio rango de concentraciones y la ionización significativa, lo que la convierte en una excelente opción para aplicaciones ICP-MS.