La fotometría de llama, también conocida como espectrometría de emisión de llama, es una técnica que se utiliza para el análisis cualitativo y cuantitativo de los elementos presentes en una muestra utilizando una llama como fuente de energía de excitación. El concepto de fotometría de llama fue desarrollado a principios de la década de 1860 por Kirchhoff y Bunsen, quienes descubrieron que elementos específicos emiten una radiación característica cuando se excitan en llamas. El primer instrumento desarrollado para este propósito se utilizó para medir el sodio (Na) en cenizas de plantas utilizando una llama Bunsen. Sin embargo, el desafío residía en encontrar la forma más eficaz de introducir la muestra en la llama. No fue hasta 1929, cuando Lundegardh introdujo un nebulizador, que se produjo un avance significativo, que permitió una introducción reproducible de la muestra en la llama.

En la espectrometría de emisión de llama, el nebulizador convierte una muestra líquida en una niebla fina o aerosol. Esto se logra haciendo pasar una corriente de gas a alta presión sobre el extremo de un tubo capilar que contiene la muestra y aspirándola hacia una cámara de pulverización. El aerosol producido pasa luego al quemador, donde el calor de la llama lo desolvata, formando partículas secas que se volatilizan y producen átomos libres para el análisis.

Los primeros instrumentos utilizaban espectrógrafos de prisma de cuarzo y registro fotográfico para dispersar y capturar líneas de emisión atómica. Sin embargo, los avances en filtros ópticos y fotodetectores eléctricos reemplazaron estos componentes, mejorando la precisión y la comodidad. La fotometría de llama implica introducir la solución de muestra en un nebulizador, que la convierte en una niebla fina o aerosol. Luego, la muestra atomizada ingresa a la llama, junto con aire u oxígeno y un gas combustible como propano o acetileno. La llama proporciona la excitación térmica necesaria para energizar los átomos de la muestra. A medida que estos átomos excitados se relajan, su radiación emitida es detectada por una fotocélula o fotomultiplicador.

La fotometría de llama es particularmente eficaz para medir los elementos sodio, potasio, litio y calcio. La llama que se utiliza en la fotometría de llama suele ser una llama de propano-aire con un rango de temperatura de 1900-2000 °C, aunque también se pueden utilizar llamas alternativas como butano-aire o gas natural-aire. La fotometría de llama tiene algunas limitaciones que se pueden superar utilizando temperaturas más altas y llamas más reductoras, como aire-acetileno, junto con una detección espectrométrica de mayor resolución. Sin embargo, estos enfoques no son competitivos en términos de costos en comparación con la espectrometría de absorción atómica de llama o técnica AAS, de aplicación más amplia.