7/22/2019 Biofizica - Flamfotometrie

1/3

METODAFLAMFOTOMETRIC

La arderea unei substane n flacr, atomii componeni ai substanei, primesc energie i

intr astfelntr-o stare de excitare emind radiaii electromagneticen domeniul UV, VIS, IR,

a cror intensitate este proporional cu concentraia elementelor. Pe baza acestui fenomen

se poate determina concentraia diferitelor elemente chimice prin metode denumite

flamfotometrice. Aceste metode sunt rapide, precise i necesit cantitate mic de material

studiat. De regul, flamfotometria, permite determinarea concentraiei metalelor alcaline i

alcalino-pmntoase. Frecvent se determin Li, Na, K, Ca iBa.

Principiul metodei

Flamfotometria se bazeaz pe nregistrarea spectrelor de emisie ale elementelor excitate nflacr, utiliznd o celul fotoelectric ce transform energia de emisie n curent electric

direct proporional cu concentraia elementului, curent care este msurat cu un aparat de

msur adecvat (analogic sau digital).

Prin nclzire la incandescena unor substane sub form de pulbere, sau existente sub

forma unor soluii pulverizate, acestea sunt excitate prin energia caloric, iar atomii

componeni intrai n stare de excitare prezint o trecere a electronilor de pe ultimul strat

(nivel energetic) pe un nivel energetic superior, unde rmn un timp foarte scurt (10-8-10-7s).

Dup acest interval ei revin la nivelul energetic fundamental emindenergia absorbit laardere sub form de radiaie electromagnetic (h). Substanele excitate dau natere la

spectre de emisie (benzi de emisie) cu anumite maxime (ex. Li: =671 nm; Na: =589nm; K:

=768 nm; Ca: =625nm, Ba: =515 nm). Pe lng benzile principale de emisie, exist ns i

benzi secundare. Pentru separarea benzilor de emisie a elementelor chimice dintr-o soluie,

se utilizeaz filtre specifice de interferen1care permit trecerea doar a unei anumite radiaii

electromagnetice caracteristice liniei de emisie maxim a unui singur element, toate

celelalte maxime ale celorlalte elemente fiind blocate.

Flamfotometrul

Pentru flamfotometrie se utilizeaz aparate speciale numite flamfotometre de diferite tipuri,

care se bazeaz pe acelai principiu de construcie i funcionare. Flamfotometrul cuprinde

urmtoarele componente:

1Interferena reprezint un fenomen fizic ce const n suprapunerea a dou sau a mai multor unde ntr-o

regiune din spaiu. Compunerea acestora se poate face constructiv sau distructiv, adic amplitudinearezultant este mai mare sau mai mic dect suma intensitilor fiecrei unde n parte. Fenomenul deinterferen se manifest la toate undele (mecanicesau electromagnetice). Interferena poate fi staionar,dac diferena fazelor undelor n punctul de ntlnire este constant n timp sau nestaionar n caz contrar.

7/22/2019 Biofizica - Flamfotometrie

2/3

- butelii pentru gaze de ardere i aer comprimat.

- un sistem de reglare a presiunii amestecului de gaze.

- un sistem de ardere (bec metalic special).

- un sistem de absorbie i pulverizare n flacr a soluiei analizate.

- filtre pentru elementele chimice studiate.

- o fotocelul(fotomultiplicator).- un sistem optic pentru dirijarea luminii spre fotocelul.

- un instrument de msur.

Flacra rezult din arderea unui amestec compus dintr-un gaz de ardere i aer sau oxigen

(vezi tabelul 1). Fiecare gaz se utilizeaz la o anumit presiune respectndu-se un raport

optim, astfel nct s se obincea mai mare temperaturde ardere i deci emisia cea mai

puternic.Acest aspect este precizat, de regul, n cadrul parametrilor tehnici descrii de

constructorul aparatului.

Tabel 1. Amestecuri de ardere i temperatura generat de flacr

Amestec Temperatur (C)

Acetilen/ Oxigen 3100 - 3200

Acetilen/ N2O (oxid nitros) 2900 - 3000

Gaz natural / Oxigen 2700 - 2800

Hidrogen / Oxigen 2500 - 2700

Acetilene / Aer 2100 - 2400

Hidrogen / Aer 2000 - 2100

Propan / Aer 1900 - 2000

Butan / Aer 1300 - 1900

Gaz Natural / Aer 1700 - 1800

Proba de analizat ce poate fi reprezentat de orice fel de soluie, extract biologic sau

eantioane de ap (aproape orice), se pulverizeaz n flacr cu ajutorul unui dispozitiv de tip

atomizor. n flacr, apa din soluie se evapor, iar atomii substanei sunt excitai i dau

natere la spectre de emisie ce sunt focalizate prin intermediul unui sistem optic pe filtrul de

selecie i apoi pe fotocelul. n soluie se gsesc amestecai toi ionii componeni ai

acesteia, dar la determinare se selecteaz cte un singur spectru de emisie cu ajutorul

filtrului specific. Fotocelula genereazcurent direct proporional cu intensitatea emisiei ideci cu concentraia ionului (elementului) selectat de ctre filtru. Curentul generat de

fotocelul este msurat cu un instrument de msur. Pentru calculul concentraiei ionilor,

indicaiile acestuia sunt raportate la o curb etalon, separat pentru fiecare ion. Curbele se

realizeaz cu soluii etalon de concentraie cunoscut(vezi tabelul 2).

Mod de lucru

1. se prepar o unic soluiestocn care concentraiile de NaCl, KCl iCaCl2suntcunoscute. Ulterior, din aceasta se realizeaz, prin diluare, o serie de 10-20 de

concentraii cu valori descresctoare.

2. se alimenteazflamfotometrul la reeaua electric.

7/22/2019 Biofizica - Flamfotometrie

3/3

3. mai nti se deschide admisia aerului i se regleaz presiunea acestuia.4. ulterior se deschide admisia gazului de ardere, se regleaz presiunea acestuia i se

aprindeflacra.

5. PRECAUII!la aprinderea flcrii se va respecta ntotdeauna pasul 3 i apoi pasul 4.Stingerea flcrii se face n ordine invers, se nchide gazul i apoi aerul. n cazul n

care se utilizeaz acetilen, aceasta se trece obligatoriu printr-un vas cu H2SO4nscopul purificrii.

6. se pulverizeaz n flacr, mai ntiapa distilat care a fost folosit la preparareasoluiilor i se citete valoarea emisiei pentru fiecare element chimic.

7. se pulverizeaz apoi, pe rnd, soluiile cu concentraiile cunoscute i se noteazvalorile emisiilor corespunztoare.

8. se scad valorile emisiilor corespunztoare apei distilate din valorile probelor, valorileobinute (absolute) fiind utilizate pentru realizarea curbelor etalon. Pe ordonat (y)

se distribuie valorile emisiei indicate de aparat, iar pe abscis (x) valorile

concentraiilor stabilite.

Lichidele biologice se analizeaz ca atare (urina, lichidul cefalorahidian). Preparatele solide

se mineralizeaz prin fierbere n H2SO4sau HNO3. Substana organic este distrus n

ntregime, iar partea mineral setransform n sruri n prezena acidului.

Tabel 2. Determinarea emisiilor corespunztoare elementelor analizate.

Ap

distilatproba 1 proba 2 proba 3 proba n

EMH2O Na+ Na+c1

EM

(Na+c1)Na+c2

EM

(Na+c2)Na+c3

EM

(Na+c3)Na+cn

EM

(Na+cn)

EMABS EMABS EMABS EMABS

EMH2O K+ K+c1

EM

(K+c1)K+c2

EM

(K+c2)K+c3

EM

(K+c3)K+cn

EM

(K+cn)

EMABS EMABS EMABS EMABS

EMH2O Ca2+ Ca2+c1

EM

(Ca2+c1)Ca2+c2

EM

(Ca2+c2)Ca2+c3

EM

(Ca2+c3)Ca2+cn

EM

(Ca2+cn)

EMABS EMABS EMABS EMABS

EMH2Oemisia elementului n apa distilat.EM (Na+c1)emisia elementului corespunztoare dintr-o probcu concentraie cunoscut.EMABSvaloarea emisiei absolute corespunztoare probei respective.