La espectroscopia de emisión atómica (AES) es una técnica analítica que mide la energía de los átomos en una muestra. Un aspecto fundamental de este método es la adición de energía a una muestra para ver qué sucede con los átomos que ya están presentes. Los elementos individuales producen haces de energía luminosa ligeramente diferentes después de que la energía extra altera temporalmente el átomo. La parte del lector de una máquina de espectroscopia de emisión atómica reconoce la energía luminosa que proviene de la muestra, y la parte de la computadora de la máquina calcula las concentraciones de elementos individuales en una muestra a partir de la (s) longitud (s) de onda de la luz entrante.
Cada elemento del mundo, en su forma más simple, es un solo átomo, aunque muchos ocurren en la naturaleza como múltiples átomos unidos o en combinación con otros elementos. Los átomos son partículas diminutas que normalmente tienen partículas pequeñas llamadas protones y neutrones pegados en un núcleo central conocido como núcleo. Incluso partículas más pequeñas llamadas electrones rodean el núcleo de forma continua.
Los electrones se mueven alrededor del núcleo de una manera específica. De manera similar a los aros de hula de diferentes diámetros, los electrones circulan solo en diámetros específicos, algunos en orbitales de menor diámetro y otros en orbitales más grandes. Sin embargo, es útil para la espectroscopia de emisión atómica, cada electrón puede saltar a un orbital más alto si hay suficiente energía ambiental presente.
Las muestras para análisis AES a menudo contienen mezclas de elementos y compuestos como suelo, por ejemplo. Sin embargo, una máquina de espectroscopia de emisión atómica solo puede leer átomos individuales. Por lo tanto, cuando un analista prepara una muestra para la prueba AES, tiene que descomponer todas las moléculas del compuesto en átomos libres. Por lo general, el analista convierte la muestra en un aerosol agregando energía de fuentes como hornos, láseres o chispas.
La energía extra de la fuente que rompe la muestra es también la energía que actúa sobre los electrones en los elementos de la muestra. Con la energía extra, los electrones saltan a orbitales superiores. Cuando vuelven a caer después de que la energía se disipa, la energía que habían almacenado de la fuente se emite en forma de fotones de luz. Los fotones son como pequeños paquetes de energía.
Cada máquina de espectroscopía tiene un detector que reconoce la presencia de energía y pasa esa información a un programa de computadora que convierte los datos sin procesar en descripciones más claras. En el caso de una máquina AES, el detector lee la presencia e intensidad de los fotones individuales. La intensidad se relaciona con la longitud de onda de la luz, y cada elemento presente en la muestra tiene una matriz distintiva de fotones que produciría lecturas de longitud de onda específicas. Por lo tanto, a partir de los fotones, la máquina puede averiguar qué elementos y cuánto de cada uno están presentes en una muestra individual.
Otro método para analizar la composición elemental de las muestras es la espectroscopia de absorción atómica (AAS). Funciona con los mismos principios que AES, pero en lugar de leer la luz emitida de una muestra energizada, la máquina lee la cantidad de energía luminosa que la muestra absorbe como una indicación del tipo y cantidad de electrones en la muestra. AAS es adecuado para muestras de gas.