Soluciones Instrumentales, Trucos y Consejos en Técnicas de Absorción Atómica. Fernando Tobalina Spectroscopy Product Specialist

Transcripción

1 Soluciones Instrumentales, Trucos y Consejos en Técnicas de Absorción Atómica Fernando Tobalina Spectroscopy Product Specialist ICP-OES Maintenance & Trouble Shooting Jan. 2013

2 Agilent hoy: Espectroscopía atómica La gama más completa de soluciones analíticas. ICP-OES ICP-MS ICP-QQQ Flame AAS Graphite Furnace AAS 4100 MP-AES AAS instruments can be flame only, furnace only, or combined (switchable) 2 ICP-OES Maintenance & Trouble Shooting Jan. 2013

3 Catálogo Agilent de Absorción Atómica AA-55 B AA-240/240FS AA-280 FS AA- 240Z y 280Z AA-DUO Precio asequible Equipo autónomo. Optica de altas prestaciones. Control por teclado y pantalla LCD. Opción de control por PC. Análisis de rutina. Control por PC Alto grado de automatización. Opción de análisis secuencial rápido. Menores costes operativos Análisis multielemental con las mejores prestaciones analíticas. La óptica de mayor resolución y transmisión. Más posiciones de lámparas Completa automatización. Alta productividad. Cámara de grafito Análisis de trazas y ultratrazas Atomización a alta temperatura y velocidad Corrección por zeeman Múltiples modos de inyección. Sistemas DUO Sistema único de análisis simultaneo por llama y cámara de grafito. Dos plataformas ópticas Control centralizado Alta productividad Menores costes operativos Menor Precio Mayor 3 ICP-OES Maintenance & Trouble Shooting Jan. 2013

4 Ambiente del laboratorio El ambiente del laboratorio puede tener impacto en la calidad de los resultados. Area de trabajo límpia, despejada y ventilada Separar el área de preparación de muestras del area de análisis. Guardar correctamente las botellas de ácidos y disolventes. Todo esto alarga la vida de los instrumentos y aumenta la calidad de los resultados. 4

5 Ambiente del laboratorio Vigilar la extracción y el sistema de gases. El caudal de extracción en los equipos de llama ha de ser al menos de 6 m 3 /min. Debe de haber un espacio entre la campana y la salida de gases de unos 10 cm. Correcta distancia del extractor La cámara de grafito también requiere extracción. Es muy recomendable emplear el Kit de extracción para cámara de grafito 0.27m 3 /min. La línea de gases, especialmente el acetileno ha de mantener la presión durante el funcionamiento del equipo. No apurar el consumo de la bala de acetileno para prevenir la entrada de acetona al equipo. Kit de extracción e iluminación Page 5

6 Calidad de los patrones Como deben almacenarse? Los envases de plástico aseguran mayor estabilidad Estabilizarlos con ácido un ph bajo aumenta su tiempo de vida Los patrones a nivel de ppbs ( g/l) prepararlos diariamente desde una disolución madre. Los patrones a nivel de ppm (mg/l) pueden almacenarse durante algunas semanas. Almacenar las disoluciones preferiblemente en nevera. Cómo prepararlos? Asegurarse que las disoluciones de origen todavía están en uso y no están caducados. Usar pipetas calibradas y material volumétrico tipo A. Para muestras orgánicas, preparar las diluciones por pesada. Emplear agua desionizada (Tipo I - conductividad > 18 M /cm 3 ) Grados menores pueden indicar contaminación. No hacer diluciones 1:100,000. 6

7 Controlar las fuentes de contaminación De todo lo que toque la muestra durante su preparación, dilución, tranvases, análisis y almacenamiento. Pureza de los ácidos Comprar sólo la calidad que se precise para hacer el trabajo. Comprobar el certificado de análisis No meter puntas de pipeta en las botellas. Si se os contamina un ácido podéis usarlo para disoluciones de lavado. Pipette tips Mejor si son incoloras Normalmente los colores aumentan la contaminación (Cu, Fe, Zn, Cd) Guantes Sin polvos, talcos,..a no ser que te guste el Zn 7

8 Sistemas Agilent para AA de llama Características Flexibilidad, Faciles de usar & Características analíticas excepcionales Un equipo FLAA Agilent aporta: La mayor sensibilidad en llama: > 0.9 Abs. para 5 mg/l Cu Mejor precisión: < 0.5 % RSD en lecturas de 10 x 3 s Amplia tolerancia a muestras difíciles. Rápida puesta a punto. Sin conexiones complejas para gases y ajustes sencillos Cámbio rápido a cámara de grafito (manual - < 30 s) Seguridad 8

9 Ajustes a realizar para un método de FLAA Alineamiento y selección de lámparas Alinear las lámparas retirando el atomizador con los tornillos del soporte. Tomar nota del valor de ganancia del detector. Estabilizar unos minutos hasta que su emisión sea constante. Mechero Optimizar la posición del mechero (vertical, horizontal & rotational positioning) con la tarjeta de alineamiento. Encender la llama y hacer un ajuste fino de la altura del mechero siguiendo la absorción de un patrón ej; 3 ppm de Cu. Bajar la altura del mechero cuando se emplean llamas reductoras. Rendija de entrada al monocromador Altura de visión óptima para Ca Botones de ajuste 9

10 Ajustes a realizar para un método de FLAA Ajuste del flujo de aspiración Ajuste de la bola de impacto Abs Cu 5 mg/l 0,6 a 0,8 Paso Alta conc. de sales SIPS (5-6 ml/min) Flujo Máximo «High Solids» (8-9 ml/min) (7-8 ml/min) Retroceso Giro del nebulizador Efecto del flujo de aspiración en la absorbancia de 5 ppm Cu Efecto de la posición de la bola de impacto en la absorbancia de 5 ppm Cu Tornillo de ajuste Bola de impacto Ajuste de la bola de impacto 10

11 Recomendaciones sobre los ajustes del FLAA Para la mayoría de aplicaciones: Colocar las palas de mezcla Optimizar la bola de impacto a la máxima sensibilidad Usar el capilar de paso estrecho Para conseguir la mayor sensibilidad: Eliminar las palas de mezcla Usar el capilar de paso ancho y ajustar el nebulizador a su mayor flujo. Para muestras con alto contenido en TDS: Colocar las palas de mezcla Girar la bola de impacto como ½ a 1 vuelta hacia el nebulizador (desde la posición de alta sensibilidad). Girar la rosca del nebulizador 1 vuelta más (aprox) hasta la zona de altos TDS. Usar el capilar de paso ancho (para reducir posibilidades de bloqueos) 11

12 Parámetros del Método Tipo de llama y flujos de gas Seleccionar el tipo de llama Aire/acetileno o Nitroso/acetileno. N 2 0/C 2 H 2 Aire/C 2 H 2 Mayor temperatura 3000º Más ruido. Más mantenimiento. Elimina algunas interferencias químicas. Menor temperatura 2300º Menor ruido. Menor mantenimiento. Menor grado de ionización. 12

13 Parámetros del Método - Ajuste de los flujos de gas de la llama Oxidante Estequiométrica Reductora 13

14 Parámetros del Método Parámetros ópticos Intensidad de las lámparas. No usar intensidades excesivas. A intensidades altas las lámparas duran menos. No exceder la intensidad máxima. Controlar las horas de uso (ma/h). Usar lámparas mono o multielemento. Nube de átomos en estado basal Emisión normal Emisión tras self-reversal Page 14

15 Parámetros del Método Parámetros ópticos Rendija. Fijar la anchura de rendija recomendada. A mayor anchura de rendija menor ruido en las lecturas. A menor rendija mayor linealidad en las calibraciones. Línea de Resonancia Anchura rendija Anchura rendija Anchura rendija Page 15

16 Parámetros del Método Parámetros ópticos Selección de líneas. Seleccionar las líneas de acuerdo al rango de concentraciones de las muestras. Seleccionar líneas de mayor intensidad de emisión. Habitualmente líneas de mayor long. de onda presentan menos interferencias. Dispersión nm Page 16

17 Eliminación de interferencias Supresión de las interferencias de nebulización: Simulación de la matriz en los patrones. Adición standard. Standard interno. Solo en modo Fast Secuencial (FS) Page 17

18 Eliminación de interferencias Supresión de las interferencias por IES: Na Na 1e Cs Cs 1e Supresión de las interferencias por especies moleculares estables: Añadir a las disoluciones un % de CsCl y La 2 O 3, o dosificarlas on-line con SIPS Page 18

19 Eliminación de interferencias Spectre Lampe Deutérium Activar la corrección de fondos por lámpara de deuterio en el caso de interferencias inespecíficas, o dispersiones de luz 1 I n0,8 t e 0,6 n s 0,4 i 0,2 t 0 Gamme normale nm HCl à faible ma nm Pas de D nm Longueur d'onde

20 Mantenimiento de los FLAA Diariamente: Comprobar la presión del gas y el contenido de las balas (acetileno) Comprobar el funcionamiento de la extracción Comprobar que el mechero esté limpio Comprobar que el nebulizador aspira correctamente Dejar pasar una disolución de limpieza al final del análisis (2 minutos) Limpiar cualquier derrame y vaciar el bidón de residuos Semanalmente: Limpiar el mechero. Vaciar y cambiar el líquido de la trampa de líquidos. Mensualmente: Limpiar las ventanas del compartimento de análisis. Desmontar y limpiar el nebulizador. 20

21 Automatización: Aumento de la productividad y disminución de costes operativos. Instrumentos Fast Secuencial SIPS-10 / 20 Automuestreador SPS-3 Análisis multielemental secuencial Velocidad de análisis comparable a la de los ICP- OES secuenciales Análisis con Standard interno Preparación automática de patrones Dilución automática on-line de muestras fuera de rango de calibración, hasta un factor de 200. Preparación automática de adiciones standard. Adición on-line de supresores de ionización y agentes liberadores Trabajo autónomo Lavado inteligente entre muestras. Secuencia de encendido y apagado programable. Generación automática de informes de resultados Page 21

22 Sistemas Agilent para Generación de Hidruros Características Rapidez (más que la cámara de grafito) análisis a la hora. Facil de automatizar. El analito es separado de la matriz Elimina interferencias de matriz. Disminuye los fondos. Permite analizar en matrices que pueden ser complicadas por cámara de grafito. Requiere un pretratamiento de la muestra y es monoelemental. 100 % eficacia de muestreo Límites de detección en el intervalo de las sub-ppb. Adecuado para el análisis de ultratrazas de Hg. Excelente precisión en el análisis Típicamente 1 2 % RSD. 22

23 Consejos para el análisis con generador de hidruros Colocación de la celda de cuarzo Alinear primero la lámpara (no la celda), solo despues colocar la celda. Asegurarse de que el haz de luz pasa por el centro de la celda sin tocar las paredes. Asegurarse de abrir la bala de Argón antes de aspirar cualquier disolución (para evitar que entre líquido por los conductos de gas) Ajustar los flujos de aspiración de muestra y reactivos Colocar las presillas sobre los tubos aplicar solo la presión suficiente para tener un flujo uniforme Comprobar los flujos de aspiración 23

24 Consejos para el análisis con generador de hidruros. Encender la llama, que debe ser rica en acetileno. Acondicionar la celda. Si es necesario, reacondicionar otra vez Fijar en el método un tiempo de delay más largo (50-60 seg) Lavar con ácido entre muestra y muestra Vigilar que no se formen excesivas espumas en el separador de fases. Comprobar que el tubo de ácidos no esté deteriorado Comprobar/limpiar la celda tras el análisis Baja señal de As Asegurarse de que el As III no pasa a As V. Baja señal de Se Asegurarse de que no se ha añadido IK. Baja señal de Hg Comprobar que el Hg es estable en disolución. Evitar la presencia de IK y en su caso lavar el módulo con 1% de tiosulfato sódico o usar un módulo independiente para Hg 24

25 Ajustes a realizar para un método de GFAA Tipos de lámpara y alineamientos. Emplear preferiblemente lámparas monoelemento. Utilizar si es necesario lámparas de alta intensidad en algunos de los elementos más exigentes para disminuir los LD; Se, As, Pb. Alinear el cabezal de la cámara de grafito. Alinear primero las lámparas retirando la cámara de grafito y solo despues colocar la misma en su posición de análisis Ajustar el cabezal de la cámara de grafito en todos sus ejes, altura y profundidad. Recordar que la altura del cabezal varía en los tubos con plataforma. Ventana de entrada al monocromador Cámara de grafito con el tubo colocado 25

26 Ajustes a realizar para un método de GFAA Inyección correcta Inyección demasiado alta El capilar debe mantenerse en contacto con la disolución durante la inyección. Reducir la altura si la muestra se dispersa debido a la baja tensión superficial Asegurarse de que no hay líquido en la parte externa del capilar tras inyectar. Inyección demasiado baja Asegurarse de que no hay líquido en el interior del capilar tras inyectar. La muestra debe permanecer como una gota en el centro del tubo

27 Parámetros del Método Programa de temperaturas. Fijar una temperatura adecuada de secado (unos grados por debajo del punto de ebullición del disolvente) y tiempo (2-3 seg/ L de disolución inyectada) Optimizar la temperatura de calcinado; lo más alta posible sin que la muestra se evapore Asegurarse de cortar el flujo de gas interno antes de la atomización Escuchas algún burbujeo o silbido durante la fase de calcinación? Esto indica que el secado no es correcto Aumente la temperatura o tiempo de secado 27

28 Optimización de Métodos del Horno Automatizada El SRM Wizard automatiza la optimización del programa de temperaturas Optimiza la absorbancia en función de las temperaturas de calcinación y atomización Crea automaticamente un método usando las condiciones recomendadas Reduce el training necesaro para nuevos usuarios Resultados de la optimización para la determinación de Pb usando fosfatos de modificador 28

29 Parámetros del Método Selección de la long de onda, intensidad y rendija Usar típicamente la línea más sensible, y el slit recomendado excepto en el caso de que presente interferencias. Emplear el corrector de fondo si es necesario, D2 o zeeman. Ultilizar lámparas UltrAA lamp para disminuír el ruido si es necesario y mejorar los LD. Volumen de inyección Emplear volúmenes de inyección mayores o menores en función de la sensibilidad necesaria. Modo de medida Altura de pico para obtener la mayor sensibilidad en matrices sencillas. Area de pico en matrices complejas. Adición standard en matrices complejas 29

30 Interferencias en los análisis por GFAA Las interferencias físicas, químicas y espectrales pueden evitarse empleando: Líneas de absorción alternativas. Diseñando correctamente las calibraciones; matrix matching, o adicion standard. Empleando los tubos de grafito adecuados; particionados, o con plataforma. Optimizando el programa de temperaturas, especialmente la calcinación. Empleando los modificadores químicos adecuados. Empleando el sistema de corrección de fondo del instrumento. Espectros de absorción molecular de: FeCl 2 (a), CrCl 2 (b), MnCl 2 (c) Page 30

31 Mantenimiento de la GFAA Limpiar las ventanas Tanto de las lámparas como del compartimento de muestras, como de la propia cámara de grafito Los humos y residuos químicos reducen la transmisión de la luz y contribuyen al aumento del ruido de los análisis Sistema de introducción de muestra Limpiar de depósitos y suciedades el capilar de inyección. Comprobar que el capilar de inyección está recto. Usar una disolución de limpieza con 0.01% HNO 3 y unas gotas de Tritón X Cámara de grafito Limpiar el tubo si se producen residuos con el uso que pueden afectar la reproducibilidad de las inyecciones, ej en análisis de fluidos biológicos. Acondicionar los tubos antes de su uso. 31

32 Sistemas de cámara de grafito Agilent Mejores prestaciones analíticas y gran flexibilidad La mayor sensibilidad den mercado en cámara de grafito La mayor capacidad de corrección de interferencias: < 2 % error a > 2 Abs de fondo. La mayor velocidad en la corrección de fondos Competidor La mejor capacidad para manejar muestras difíciles Automatización completa Agilent = Mas sensibilidad Menos ruido 32

33 Resumen Para conseguir resultados de calidad. Todos los detalles, incluido el propio ambiente del laboratorio, las disoluciones empleadas y su almacenaciento influyen en los resultados analíticos. Resulta imprescindible realizar los ajustes instrumentales correctos: Mechero Cámara de mezcla Nebulizador Tubos Cámara de grafito Accesorios Hay que utilizar un criterio analítico a la hora de fijar los parámetros fundamentales del método. Es recomendable seguir las recomendaciones de mantenimiento del instrumento establecidas. Establecer los controles necesarios para asegurar la calidad de los análisis 33

34 Soporte post-venta y atención al cliente Más de 70 ingenieros especializados 20 de ellos especializados en Espectroscopía Programa Expertos en Aplicaciones ANÁLISIS ELEMENTAL Análisis de metales en Aguas Potables según R.D. 140 Análisis de metales en Aguas Residuales Análisis de metales en Alimentos según Reglamento 1881/2006 de la UE Análisis de metales en muestras biológicas según métodos del INSHT Análisis de metales en piensos para alimentación animal Análisis de P, S y metales (Na, K, Ca y Mg) en Biodiesel según norma UNE Análisis de metales mayoritarios y trazas en Fertilizantes Servicio de Atención al Cliente (: customercare_spain@agilent.com

35 Preguntas? Agilent AA Agilent MP-AES Agilent ICP-OES Agilent ICP-MS The Market Leaders in Atomic Spectroscopy 35