O método XRF (Fluorescência de Raios X) é amplamente utilizado para análise elementar, particularmente em indústrias como a do cimento, minérios metálicos e minerais, petróleo e gás, aplicações ambientais e geológicas.
Esta técnica baseia-se no princípio de que, quando os electrões internos de um átomo são bombardeados com radiação de alta energia, como os raios X, são ejectados e o átomo relaxa, emitindo fotões de comprimentos de onda caraterísticos, que são utilizados para identificar o elemento.
O que é que o método XRF é amplamente utilizado para medir? (5 pontos-chave explicados)
1. Princípio da XRF
A XRF funciona através da exposição de uma amostra a raios X de alta energia.
Quando estes raios X interagem com a amostra, fazem com que os electrões internos dos átomos da amostra sejam ejectados das suas orbitais atómicas.
Isto cria espaços vazios nas camadas internas de electrões.
Para preencher estas vagas, os electrões exteriores de níveis de energia mais elevados caem, emitindo fotões de raios X no processo.
Estes fotões emitidos têm energias específicas que são caraterísticas do elemento que lhes deu origem.
Através da medição destas energias, os elementos presentes na amostra podem ser identificados e quantificados.
2. Tipos de espectrómetros XRF
XRF de dispersão de energia (ED-XRF)
Estes espectrómetros são mais simples e fáceis de utilizar, sendo capazes de recolher simultaneamente sinais de vários elementos.
Oferecem uma gama de resolução de 150 eV a 600 eV.
XRF dispersivo em comprimento de onda (WD-XRF)
São mais complexos e dispendiosos, mas oferecem uma resolução mais elevada, variando entre 5 eV e 20 eV.
Recolhem um sinal de cada vez em diferentes ângulos utilizando um goniómetro.
3. Preparação das amostras
A exatidão da análise por XRF depende significativamente da preparação da amostra.
Para amostras de pó solto, pode haver uma subestimação de elementos mais leves como Al, Mg e Na, levando a uma sobreestimação de elementos mais pesados como Fe e Ca.
Para atenuar este facto, as amostras em pellets são frequentemente preparadas utilizando uma prensa hidráulica.
Este método assegura uma distribuição mais uniforme dos elementos e permite a deteção até dos elementos mais leves da amostra, fornecendo resultados que estão de acordo com as experiências laboratoriais normais.
4. Aplicações
A XRF é utilizada em vários sectores, incluindo o comércio e o fabrico de jóias, laboratórios de análise, casas de penhores e refinarias de metais preciosos.
É particularmente útil para medir com rapidez e precisão o teor exato de metais preciosos em artigos como jóias e moedas.
A técnica é igualmente útil na deteção de ouro falso ou de jóias folheadas a ouro, permitindo a deteção de revestimentos/folheados.
5. Vantagens
A XRF não é destrutiva, é rápida e não requer a utilização de produtos químicos ou ácidos agressivos, o que a torna mais segura e amiga do ambiente em comparação com os métodos tradicionais, como o teste com ácido nítrico ou o ensaio de fogo.
É também de fácil utilização, com resultados apresentados num ecrã tátil a cores brilhantes em segundos.
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