Originalmente se llamaba ICP-AES por Plasma Acoplado Inductivamente – Espectrometría de Emisión Atómica, pero desde la introducción de ICP-MS, que también es una técnica de espectrometría de emisión atómica, y dado que AES está dedicado a la Espectroscopía Electrónica Auger, se prefiere ICP-OES. ICP-OES es una técnica elemental que permite el análisis de más de 70 elementos de la tabla periódica.
Como su nombre indica, ICP-OES utiliza el fenómeno de emisión para la medición. Se introducen muestras en el sistema y, tras varios pasos, se excitan átomos e iones de los elementos.
Durante la desexcitación, los átomos e iones de los elementos emiten fotones en longitudes de onda características. Se emiten muchos fotones de diversas intensidades al mismo tiempo en todas las direcciones.
Un plasma se define como un gas ionizado que es globalmente neutro eléctricamente. Para producir este gas ionizado, es necesaria una fuente externa de energía, como una chispa, y el plasma se mantiene mediante un campo eléctrico mediante una bobina de inducción y un generador de RF. El plasma puede transferir parte de su energía a la muestra para que pueda atomizarse y finalmente ionizarse.
Plasma acoplado inductivamente.
Como se pueden alcanzar altas temperaturas mediante plasma, es especialmente adecuado para la espectrometría de emisión. Cuanto más alta es la temperatura, más importante es el fenómeno de emisión. Muchos elementos emiten fotones y luego pueden ser analizados.
Efecto de la temperatura sobre las emisiones.
ICP-OES proporciona información cualitativa y cuantitativa de los elementos presentes en una muestra. Cada línea siendo característica de un elemento, la identificación de varias líneas para un elemento dado prueba su presencia.
Espectro de emisión para Ca (1g/L) en todo el rango de longitudes de onda de ICP-OES.
La información cuantitativa se proporciona mediante una calibración que debe realizar el usuario antes de cada análisis. La calibración puede variar según la aplicación: calibración externa, adición estándar, coincidencia matricial.
Curva de calibración usada para la determinación cuantitativa – El eje Y es para las intensidades y el eje X para las concentraciones. Los mínimos cuadrados se usan para la regresión.
ICP-OES es una técnica dedicada a muestras líquidas. La mayoría de las veces, las muestras son acuosas, agua o sólidos tras digestión ácida (suelos, aceros, lodos...) o preparación de flujo alcalino (muestras geológicas, cerámica...). ICP-OES también puede manejar fácilmente muchas matrices orgánicas como queroseno, xileno, aguarrás blanco, hexano, etanol, cetonas... Esto abre la puerta al análisis de muchos compuestos que son solubles en disolventes orgánicos (aceites lubricantes, aceites comestibles, compuestos farmacéuticos).
Las muestras sólidas pueden ser analizadas por ICP-OES utilizando accesorios especiales de introducción como Ablación por Chispa (SPAB), Ablación Láser (LA) o Vaporización Electrotérmica (ETV). La elección del accesorio depende de las interpretaciones requeridas y del material analizado. Todos estos accesorios son destructivos para la muestra.
La Ablación de Chispa (SPAB) proporciona análisis de sólidos conductores mediante descarga de chispa. El sólido se transporta entonces al plasma mediante un flujo de argón. La calibración debe realizarse utilizando la misma naturaleza de materiales que la muestra, limitando el uso de SPAB a muestras metalúrgicas. Ablación láser La Ablación Láser (LA) es eficaz para proporcionar análisis de todo tipo de sólidos, ya sean conductores o no conductores, y tiene la capacidad de centrarse en algunas partes del área de la muestra. La calibración debe realizarse con materiales similares a la muestra (Materiales de Referencia Certificados - CRM) y, de hecho, este paso limita el uso de LA a muestras metalúrgicas o geológicas donde se puedan encontrar muchos CRM.
La vaporización electrotérmica proporciona un análisis sólido para todo tipo de muestras. El único requisito es que la muestra debe cortarse en partes pequeñas para poder introducirse en un tubo de grafito. El ETV puede proporcionar una alta sensibilidad en comparación con SPAB o LA, y se utiliza para el análisis de trazas en materiales como células solares y carbono de ultra alta pureza. La calibración con ETV puede realizarse con muestras de agua, simplificando el uso de este accesorio y ampliando sus capacidades.