14.13 : Espectroscopia de Emissão Atômica com Plasma Indutivamente Acoplado: Instrumentação

O plasma indutivamente acoplado (ICP) é a fonte de plasma comumente utilizada na espectroscopia de emissão atômica (AES), uma técnica que detecta e analisa vários elementos em uma amostra. Este método é frequentemente chamado de espectroscopia de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-AES).

Existem três tipos principais de instrumentos de espectroscopia de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-AES): instrumentos sequenciais, multicanais simultâneos e de transformada de Fourier, sendo este último menos comumente usado. A ICP-AES sequencial analisa cada elemento individualmente, onde o instrumento é programado para se mover de uma linha de elemento para outra, parando alguns segundos em cada uma para medir as intensidades das linhas de forma satisfatória. Por outro lado, os instrumentos multicanais são projetados para medir as intensidades das linhas de emissão para vários elementos simultaneamente ou quase isso. Embora os instrumentos sequenciais sejam mais simples, eles exigem mais tempo e consumo de amostras, tornando-os mais caros a longo prazo.

Espectrômetros de emissão sequenciais e multicanais podem utilizar um espectrômetro de grade clássico ou um espectrômetro echelle. Monocromadores de grade, frequentemente apresentados em instrumentos sequenciais, usam uma grade holográfica com 2400 ou 3600 ranhuras por milímetro. A grade é girada com um motor de passo controlado digitalmente para focar diferentes comprimentos de onda sequencialmente e precisamente na fenda de saída. Espectrômetros de varredura rápida são instrumentos sequenciais que varrem muito rapidamente até um comprimento de onda próximo a uma linha de interesse antes de desacelerar para varrer através da linha em pequenos passos. Este método minimiza o tempo gasto em regiões de comprimento de onda não úteis.

Por outro lado, um espectrômetro echelle pode operar como um instrumento de varredura ou um espectrômetro multicanal simultâneo. Instrumentos multicanais simultâneos incorporam um policromador ou um espectrógrafo. Os policromadores contêm uma série de tubos fotomultiplicadores para detecção, mas os espectrógrafos usam dispositivos de injeção de carga bidimensionais (CIDs) ou dispositivos de carga acoplada (CCDs) como transdutores. Em alguns espectrômetros de emissão multicanal, os fotomultiplicadores estão localizados atrás de fendas fixas ao longo da curva focal de um policromador de grade.

Embora não sejam amplamente utilizados em AES, os espectrômetros de transformada de Fourier oferecem benefícios como ampla cobertura de comprimento de onda, velocidade, alta resolução, medições de comprimento de onda altamente precisas, grande faixa dinâmica, tamanho compacto e grande rendimento óptico. No geral, os instrumentos de AES fornecem diferentes capacidades, desde varredura sequencial até detecção multicanal simultânea e análise de transformada de Fourier, permitindo que pesquisadores e analistas escolham a abordagem mais adequada para suas necessidades analíticas específicas.