A espectroscopia de emissão atômica (AES) é uma técnica analítica utilizada para determinar a composição elementar de uma amostra analisando a luz emitida por átomos excitados. Na AES, os átomos em uma amostra são excitados para níveis de energia mais altos por energia térmica de fontes de alta temperatura, como plasma, arcos ou faíscas. Quando esses átomos excitados retornam a estados de energia mais baixos, eles emitem luz em comprimentos de onda específicos característicos de cada elemento. O espectro de emissão atômica resultante, que consiste em linhas discretas correspondentes a esses comprimentos de onda, permite identificar e quantificar vários elementos dentro da amostra.

A instrumentação de AES compartilha semelhanças com espectrômetros de absorção atômica, mas com adaptações específicas para a detecção de emissão. Fontes de alta temperatura, particularmente plasma indutivamente acoplado (ICP), são essenciais na AES, pois atingem energia suficiente para excitar os átomos para seus estados de emissão. Outras fontes de plasma incluem plasma induzido por micro-ondas (MIP) e plasma de corrente contínua (DCP). A fonte mais amplamente utilizada, ICP, atinge temperaturas de até 10.000 K, criando um ambiente estável para excitação e emissão consistentes. A ICP-AES, também conhecida como ICP-OES (espectrometria de emissão óptica), permite a análise multielementar posicionando vários detectores em uma matriz semicircular ao redor da fonte de emissão para capturar leituras simultâneas em uma faixa de comprimentos de onda.

A AES oferece várias vantagens em relação aos métodos tradicionais de absorção atômica, como técnicas de chama e eletrotérmicas. Devido às fontes de alta temperatura que dissociam moléculas complexas, a AES é menos suscetível a interferências químicas, permitindo leituras espectrais mais limpas. A técnica permite a análise multielementar simultânea, melhorando significativamente a eficiência analítica. Além disso, a AES cobre uma faixa de concentração mais ampla, tornando-a adequada para diversos tipos de amostra.

Apesar dessas vantagens, a AES tem suas limitações. Os espectros complexos produzidos por fontes de alta temperatura aumentam a probabilidade de interferências espectrais, complicando a análise quantitativa. Para lidar com esses desafios, os instrumentos de AES exigem sistemas ópticos de alta resolução, geralmente mais caros do que aqueles usados ​​em espectrometria de absorção atômica. Além disso, embora a AES seja poderosa para análise multielementar, as técnicas de absorção atômica continuam valiosas para a análise de elementos únicos devido à sua simplicidade, custo-benefício e precisão.

A AES é amplamente utilizada em monitoramento ambiental, ciência de materiais e laboratórios clínicos para analisar metais, elementos-traço e outras substâncias inorgânicas. Sua capacidade de realizar análises multielementares rápidas torna a AES particularmente útil para testar amostras de solo, água e biológicas. A alta sensibilidade e a ampla faixa elementar dos instrumentos de AES permitem medições precisas tanto em concentrações de traço quanto significativas, tornando-a uma ferramenta versátil para a análise elementar em vários campos científicos.

Na AES, a análise quantitativa depende da medição da intensidade da luz emitida, que é proporcional à população de átomos excitados. De acordo com a distribuição de Boltzmann, essa população de estado excitado depende da temperatura da fonte de excitação, com temperaturas mais altas produzindo maiores emissões. Curvas de calibração, frequentemente lineares em várias ordens de magnitude, são criadas pela análise de padrões conhecidos para correlacionar intensidades de emissão com concentrações elementares. Técnicas de padronização são cruciais para controlar variações na eficiência de excitação e outros fatores instrumentais, permitindo uma quantificação precisa de elementos em amostras diversas.