Originalmente, era chamada de ICP-AES (Espectrometria de Emissão Atômica com Plasma Indutivamente Acoplado), mas, com a introdução do ICP-MS, que também é uma técnica de Espectrometria de Emissão Atômica, e considerando que a AES é dedicada à Espectroscopia de Elétrons Auger, a sigla ICP-OES tornou-se preferida. O ICP-OES é uma técnica elementar que permite a análise de mais de 70 elementos da tabela periódica.
Como o próprio nome indica, o ICP-OES utiliza o fenômeno de emissão para realizar as medições. As amostras são introduzidas no sistema e, após várias etapas, os átomos e íons dos elementos são excitados.
Durante a desexcitação, átomos e íons de elementos emitem fótons em comprimentos de onda característicos. Muitos fótons de diversas intensidades são emitidos simultaneamente em todas as direções.
Um plasma é definido como um gás ionizado que é globalmente neutro em termos elétricos. Para produzir esse gás ionizado, é necessária uma fonte externa de energia, como uma faísca, e o plasma é então mantido por meio de um campo elétrico gerado por uma bobina de indução e um gerador de radiofrequência. O plasma pode transferir parte de sua energia para a amostra, permitindo que ela seja atomizada e, eventualmente, ionizada.
Plasma acoplado indutivamente.
Como é possível atingir altas temperaturas usando plasma, ele é particularmente adequado para espectrometria de emissão. Quanto maior a temperatura, mais importante é o fenômeno de emissão. Muitos elementos emitem fótons e, portanto, podem ser analisados.
Efeito da temperatura na emissão.
A espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) fornece informações qualitativas e quantitativas dos elementos presentes em uma amostra. Cada linha é característica de um elemento, e a identificação de várias linhas para um determinado elemento comprova sua presença.
Espectro de emissão para Ca (1g/L) em toda a faixa de comprimento de onda do ICP-OES.
As informações quantitativas são fornecidas por uma calibração que deve ser realizada pelo usuário antes de cada análise. A calibração pode variar de acordo com a aplicação: calibração externa, adição de padrão, correspondência de matriz.
Curva de calibração utilizada para determinação quantitativa – o eixo Y representa as intensidades e o eixo X as concentrações. O método dos mínimos quadrados foi utilizado para a regressão.
A ICP-OES é uma técnica dedicada a amostras líquidas. Na maioria das vezes, as amostras são aquosas, como água, ou sólidas após digestão ácida (solos, aços, lodos, etc.) ou preparação com fluxo alcalino (amostras geológicas, cerâmicas, etc.). A ICP-OES também pode lidar facilmente com muitas matrizes orgânicas, como querosene, xileno, aguarrás, hexano, etanol, cetonas, etc. Isso possibilita a análise de muitos compostos solúveis em solventes orgânicos (óleos lubrificantes, óleos comestíveis, compostos farmacêuticos).
Amostras sólidas podem ser analisadas por ICP-OES utilizando acessórios de introdução especiais, como ablação por faísca (SPAB), ablação a laser (LA) ou vaporização eletrotérmica (ETV). A escolha do acessório depende do desempenho necessário e do material analisado. Todos esses acessórios são destrutivos para a amostra.
A ablação por faísca (SPAB) permite a análise de sólidos condutores por meio de uma descarga elétrica. O sólido é então transportado para o plasma utilizando um fluxo de argônio. A calibração deve ser feita com materiais da mesma natureza da amostra, o que limita o uso da SPAB a amostras metalúrgicas. A ablação a laser (LA) é eficaz na análise de todos os tipos de sólidos, condutores ou não condutores, e permite o foco em áreas específicas da amostra. A calibração deve ser feita com materiais similares à amostra (Materiais de Referência Certificados - MRC) e, na verdade, essa etapa limita o uso da LA a amostras metalúrgicas ou geológicas, onde muitos MRCs podem ser encontrados.
A Vaporização Eletrotérmica (ETV) permite a análise de sólidos para todos os tipos de amostras. O único requisito é que a amostra seja cortada em pequenos pedaços para que possa ser introduzida em um tubo de grafite. A ETV oferece alta sensibilidade em comparação com a Análise por Espectroscopia de Absorção Atômica por Partículas (SPAB) ou Análise por Laser (LA) e é utilizada para a análise de traços em materiais como células solares e carbono de ultra-alta pureza. A calibração com ETV pode ser realizada com amostras de água, simplificando o uso deste acessório e ampliando suas capacidades.