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17.1  ESPECTROMETRÍA POR EMISIÓN DE FLAMA

 

523

emisión es simple y con pocas líneas de emisión. La muestra se introduce en una flama 

en forma de solución, por lo que es muy fácil realizar cuantificaciones mediante esta téc-

nica.

Hay muchos tipos de quemadores de aspiración que pueden utilizarse; la base es 

introducir la solución a la flama en forma de aspersión fina. El mecanismo para obtener 

el vapor atómico es complejo, pero en la figura 17.1 se explican los procesos básicos. El 

disolvente se evapora y deja la sal deshidratada, la cual se disocia en átomos gaseosos 

libres en estado fundamental. Una fracción de ellos puede absorber energía de la flama y 

acceder a un estado electrónico excitado. Los niveles excitados tienen corta duración y re-

gresan al estado fundamental emitiendo fotones

2

 de longitudes de onda característica cuya 

energía es igual a h

 y que se pueden detectar con un dispositivo convencional de mono-

cromador-detector.

La intensidad de la emisión es directamente proporcional a la concentración del 

analito en la solución aspirada. Por consiguiente, es posible preparar una curva de calibra-

ción de intensidad de emisión en función de la concentración.

Como se ve en la figura, las reacciones secundarias en la flama pueden hacer dismi-

nuir la población de átomos libres y, por tanto, la señal de emisión. Esto se describirá en 

la sección 17.3.

En los primeros años de la fotometría de flama sólo se usaban flamas relativamente 

frías. Más adelante veremos que las flamas sólo excitan una pequeña fracción de átomos 

de la mayor parte de los elementos, y que esa fracción excitada aumenta al elevarse la 

temperatura. En consecuencia, son relativamente pocos los elementos que se determinan 

de manera sistemática mediante espectrometría de emisión de flama; sobre todo son pocos 

los que emiten espectros de líneas (algunos pueden existir en las flamas como especies 

moleculares, en particular como óxidos, por lo que emiten espectros moleculares de ban-

das). Sólo los metales alcalinos sodio, potasio y litio, que son relativamente fáciles de 

excitar, se determinan en forma rutinaria por espectrometría de emisión de flama en el 

laboratorio clínico. Sin embargo, con flamas como las de oxiacetileno y óxido nitroso-

acetileno, hoy se pueden determinar más de 60 elementos mediante esta técnica a pesar 

de que se cuenta sólo con una pequeña fracción de átomos excitados disponibles para la 

emisión. Se tiene buena sensibilidad porque, como en la fluorescencia (capítulo 16), en 

principio se mide la diferencia entre cero y una señal pequeña, pero finita; de esta manera, 

la sensibilidad está limitada realmente por la respuesta y la estabilidad del detector y por la 

estabilidad (nivel de ruido) del sistema de aspiración de la flama.

2

 Lo contrario ocurre con las moléculas excitadas en solución, donde hay probabilidades mucho mayores de que 

sufran choques con moléculas de disolvente u otras. En la flama hay menor probabilidad de colisiones porque hay 

un número mucho menor de moléculas y, por consiguiente, muchos de los átomos pierden su energía de excitación 

en forma de radiación electromagnética y no como calor.

En emisión de flama se mide 

Ca

*. En absorción atómica se 

mide Ca

.

En estado gaseoso los átomos 

tienen espectros de líneas níti-

das porque sólo sufren transicio-

nes atómicas (electrónicas).

Solución

de CaCl

2

Aspiración

CaCl

2

 (g)

Energía de

disociación

Energía de

excitación

CaO*

CaO

CaOH

Ca

°

*

h

ν (Emisión)

Ca

° (g) + 2Cl°(g)

Energía de

excitación

Gases de

la flama

Energía de

ionización

Ca

+

Energía de

excitación

Ca

+

*

CaOH*

Figura 17.1. 

Procesos que se efectúan en una flama.

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