14.2 : Espectroscopia Atômica: Efeitos da Temperatura

A atomização, convertendo amostras em átomos e íons em fase gasosa, é essencial para a espectroscopia atômica. A temperatura da chama necessária para a atomização afeta a eficiência dos métodos de espectroscopia atômica, aumentando a eficiência da atomização e a população relativa dos estados excitado e fundamental.

No equilíbrio térmico, as populações relativas de átomos no estado excitado e fundamental podem ser estimadas usando a distribuição de Maxwell–Boltzmann. Por exemplo, um aumento na temperatura de 2500 K para 2600 K pode aumentar a população de átomos de sódio em estado excitado em 45%, enquanto a diminuição da população em estado fundamental é insignificante. Como a espectroscopia de emissão atômica (AES) depende da emissão de fótons desses estados excitados, ela é altamente dependente da temperatura. Em contraste, a espectroscopia de absorção atômica (AAS) e a espectroscopia de fluorescência atômica (AFS) dependem principalmente da população em estado fundamental e têm dependência de temperatura menos significativa. No entanto, para elementos facilmente ionizáveis, um aumento na temperatura da chama causa uma perda de átomos por ionização, afetando adversamente a absorção e a intensidade espectral da fluorescência.

Além disso, para a espectroscopia atômica em geral, temperaturas mais altas aumentam a velocidade dos átomos, tornando o efeito Doppler mais pronunciado. Isso resulta na ampliação das linhas espectrais atômicas e na diminuição da altura do pico.