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1 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS INSTRUMENTAL Introducción Componentes de un instrumento de medida para el análisis Clasificación de las técnicas analíticas Elección de un método analítico: propiedades analíticas Medida de la propiedad observable: calibrado TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 1 AGUAS NATURALES INDUSTRIA AGUAS RESIDUALES MEDICINA INFORMACIÓN SOBRE LA COMPOSICIÓN DE LAS SUSTANCIAS IMPORTANCIA DE LA QUIMICA ANALÍTICA AIRE SUELOS ALIMENTOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 2 MATERIALES

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1

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS INSTRUMENTAL

Introducción

Componentes de un instrumento de medida para el análisis

Clasificación de las técnicas analíticas

Elección de un método analítico: propiedades analíticas

Medida de la propiedad observable: calibrado

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 1

AGUAS NATURALES INDUSTRIA

AGUAS RESIDUALES

MEDICINA

INFORMACIÓN SOBRELA COMPOSICIÓN DE

LAS SUSTANCIAS

IMPORTANCIA DE LA QUIMICA ANALÍTICA

AIRESUELOS

ALIMENTOS

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 2

MATERIALES

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Definir el problema correctamenteAsegurar la representatividad del problema a través de las muestrasDefinir el tiempo y las exigencias requeridas por el clienteDesarrollar un plan analíticoRealizar el trabajo con el más alto nivel de calidad, experiencia y buen conocimiento químicoComunicar la respuesta, no los datos, incluyendo la precisión y exactitud, especificando los peligros o limitaciones en la utilización de los datosInterpretar la información y los resultados en un informe claro, consistente y significativo

METODOLOGÍA DE LA QUIMICA ANALÍTICATEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 3

METODOLOGÍA DE LA QUIMICA ANALÍTICATEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 4

ProblemaProceso

Analítico Total (PAT)

Información

PROCESO ANALITICO TOTAL (PAT)

“Conjunto de Operaciones que separan el Problema planteado por el cliente de la información suministrada por el laboratorio de análisis”

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METODOLOGÍA DE LA QUIMICA ANALÍTICATEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 5

PROCESO DE MEDIDA QUIMICO (PMQ)“Conjunto de etapas sistematizadas que van a permitir resolver el problema analítico”

Muestra

Operaciones previas

Medición y transducción de la señal analítica

Adquisición y tratamiento de datos (señales) Resultados

PROCESO DE MEDIDA

QUÍMICO

METODOLOGÍA DE LA QUIMICA ANALÍTICATEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 6

Otras definiciones de algunos términos que utilizaremos:

Técnica: Principio científico genérico que se utiliza para extraer informaciónPor ejemplo: espectrofotometría UV-visible, o potenciometría.

Método: Aplicación concreta de la técnica analítica para la determinación de un analito o mezcla en una muestra definida.Por ejemplo: determinación de nitratos (NO3

-) en aguas mediante espectrofotometría de absorción UV-visible.

Procedimiento: Descripción detallada del método analítico.

Protocolo: conjunto de normas definitivas que deben seguirse sin ningún tipo de excepción cuando se pretende que los resultados analíticos puedan utilizarse con un propósito específico. Son preescritos por un organismo oficial para su uso en una situación dada. Por ejemplo: un proceso de regulación alimenticia (acidez de un aceite) o en dictamines legales (determinación de alcohol en sangre).

Técnica→ Método →Procedimiento →Protocolo

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ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 7

1. Planteamiento general del problema técnico-científico o socio-económico

2. Planteamiento específico del problema analítico y definición del objetivo

3. Selección del método

4. Toma de muestra o muestreo

5. Tratamiento y preparación de la muestra

6. Etapa de medida

7. Tratamiento y evaluación de los datos

8. Interpretación de los resultados: Conclusiones

9. Realización del Informe

ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 8

1. Planteamiento general del problema técnico-científico o socio-económico

Etapa caracterizada por la información (bio)química de una muestra solicitada por

el cliente. A partir de la información solicitada, el cliente pretende conocer

alguna característica bio(química) latente de la muestra en estudio; con la

finalidad de tomar decisiones fundamentales, eficaces y dentro de un tiempo

razonable.

2. Planteamiento específico del problema analítico y definición del objetivo

En colaboración estrecha con el cliente hay que situar el problema en su contexto y

recabar la máxima información posible acerca de naturaleza de la muestra,

especies que deben ser analizadas, uso final que se pretende de los resultados

analíticos, evaluación de costes, etc.

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ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 9

3. Selección del método

Una selección correcta consiste en buscar una solución de compromiso entre los siguientes cuatro grupo de propiedades características:

Exactitud, precisión, sensibilidad, selectividad requeridasRapidez requerida (operaciones previas + tiempo de análisis)Coste (número de muestras + reactivos + instrumentación + formación de

personal)Facilidad (seguridad + comodidad del personal)

Busqueda bibliográfica: solución a nuestro problema con algún método previamenteestablecido.

Si la bibliografía no ofrece solución a nuestro problema, será necesaria la adaptación de un método ya existente o el desarrollo de un método nuevo

ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 10

4. Toma de muestra

En general podemos decir, que un buen muestreo es aquel en que la

muestra seleccionada para el laboratorio sea representativa de la

población que se va a investigar. Un resultado exacto pero no

representativo del problema planteado es de mala calidad, de ahí la

trascendencia del muestreo.

Para ello hay que seguir un plan de muestreo

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ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 11

5. Tratamiento de la muestra

Adecuación de la muestra a la medición propiamente dicha. Son el

nexo de unión entre la muestra y el empleo del instrumento principal

de medida. Son procesos multietapa lentos con un alto grado de

participación humana

Muestrabruta INSTRUMENTO

OPERACIONES

PREVIAS

ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 12

Muestrabruta

INSTRUMENTO

Medida devolumen(masa)

Muestreo Homogenei-zación

Medida deMasa/Volumen

TrituradoTamizado

Secado

DisoluciónDisgregación Conservación

Técnicas deseparación

Destrucciónmateria

orgánica

Reaccionesanalíticas

Reaccionesno analíticas

TransporteIntroducción

al instrumento

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ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 13

6. Etapa de medida

Se basa en la observación y/o determinación de una propiedad de la

especie que se quiere analizar mediante la utilización de un

instrumento de medida. Se obtiene una señal analítica que se traduce

en información química

ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 14

4

PrimariosRelativos

En relación conla calibración

5

Independientes(fuera de línea)

Integrados (en línea)

En relación con otras etapas

del PMQ

1

Instrumentospropiamente

dichosSentidoshumanos

Naturaleza2

ÓpticosElectroquímicos

MásicosTérmicosMagnéticos

OtrosNaturaleza delas señales

3

CuantitativosCualitativos

MixtosEstructurales

Finalidadanalítica

TIPOS DE

INSTRUMENTOS

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ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 15

7. Adquisición, tratamiento y evaluación de datos

Es el nexo de unión entre el instrumento y los resultados, expresados según los requerimientos solicitados. Para lo cual se realizan cálculos empleando procedimientos quimiométricos

Adquisición dedatos

Interfasepasiva

Interfaseactiva

Tratamiento de datos

Impresora

Resultados

INSTRUMENTO En línea

Funcionamiento

En línea

Salida

Fuera de línea

ORDENADOR

ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 16

8. Interpretación de resultados: conclusiones

El PMQ comienza con el planteamiento de un problema y ha de terminar

por lo tanto con su resolución. Para lo cual los datos obtenidos han de

relacionarse con la finalidad perseguida en el análisis. La interpretación

de los datos puede ser una operación simple en algunos casos y muy

compleja en otros. Así, en ocasiones puede resolverse mediante la

ayuda de los métodos estadísticos clásicos, o puede necesitar de la

aplicación de técnicas quimiométricas muy sofisticadas.

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ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTALTEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 17

9. Informe

La misión básica de un laboratorio analítico consiste en la generación de

informes analíticos de calidad en el tiempo requerido y dentro del precio

establecido. En el informe final el laboratorio analítico proporciona al

cliente la información inicialmente solicitada de una forma precisa, y

exenta de ambigüedad.

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 18

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS

1. Métodos clásicos: Se basan en interacciones materia-materia, esto es, en reacciones químicas.

2. Métodos Instrumentales: ópticos, electroquímicos y otros. Se basan en interacciones materia-energía, utilizan un instrumento más o menos complejo para evaluar una propiedad física o físico-química del sistema objeto de estudio. No es esencial el concurso de una reacción química.

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 19

MÉTODOS CLÁSICOS DE ANÁLISIS

1. SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LA MEZCLA:(Precipìtación, extracción y destilación)

Análisis cualitativo:

Los componentes separados se tratan con reactivos originándose productos que se pueden identificar por su:

-Olor-Color-Punto ebullición o fusión

Análisis cuantitativo:

La cantidad de analito se determina mediante medidas:

- gravimétricas.- volumétricas.

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 20

MÉTODOS INSTRUMENTALES DE ANÁLISIS

ESQUEMA GENERAL DE UNA MEDIDA INSTRUMENTAL

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 21

COMPONENTES DE UN INSTRUMENTO ANALÍTICO

Generador de señales

Detector

Procesador deseñales

Dispositivo delectura

Señal analítica

Señal de entrada

Señal de salida

EJEMPLOS

Medida del pH Medida del color

MuestraLámparaMonocromadorMuestra

Actividad iones H+ Radiación electromagnética

Electrodos(vidrio y referencia)

AmplificadorDigitalizador

Medidor de escalaUnidad digital

Fotomultiplicador

Medidor de escalaUnidad digital

Potencial eléctrico Corriente eléctrica

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 22

CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS ANALÍTICAS

TÉCNICAS ÓPTICAS

TÉCNICAS ELECTROANALÍTICAS

OTRAS TÉCNICAS INSTRUMENTALES

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 23

CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS ANALÍTICASTÉCNICAS ESPECTROSCÓPICAS

MOLECULARESAbsorción

Espectrofotometría ultravioleta visibleEspectrofotometría de infrarrojoEspectroscopía de microondas

EmisiónEspectrofotometría de fluorescenciaEspectrofotometría de fosforescencia

ATÓMICASAbsorción

Espectrofotometría de absorción atómicaEspestroscopía de absorción de rayos X

EmisiónEspectroscopía de emisión atómica (llama, arco, chispa, plasma)Espectroscopía de fluorescencia atómicaEspectroscopía de fluorescencia de rayos XEspectroscopía de rayos gamma

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 24

CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS ANALÍTICAS

TÉCNICAS NO ESPECTROSCÓPICAS

BASADAS EN LA DISPERSIÓN DE LA RADIACIÓNTurbidimetríaNefelometríaEspectroscopía Raman

BASADAS EN LA MEDIDA DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓNRefractometríaInterferometría

BASADAS EN LA DIFRACCIÓNDifracción de rayos XDifracción de neutronesDifracción de electrones

BASADAS EN LA MEDIDA DE LA ACTIVIDAD ÓPTICAPolarimetría EspectropolarimetríaEspectrometría de dicroismo circular

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 25

CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS ANALÍTICAS

Técnicas electroanalíticas

a. Potenciometría

b. Técnicas Voltamperométricas

i. Voltamperometría de barrido linealii. Voltamperometría de redisolucióniii. Voltamperometría cíclica

a. Culombimetría

i. Culombimetría a potencial constanteii. Culombimetría a intensidad constanteiii. Electrogravimetría

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 26

Los métodos Instrumentales son usados para:

ANÁLISIS CUALITATIVO: Identificación de especies químicasANÁLISIS CUANTITATIVO: Determinación de la cantidad de una especie o grupo de especies.

CLASIFICACIÓN: TAMAÑO DE MUESTRA

Método Peso de muestra (mg)

Volumen de muestra (mL)

Macroanálisis › 100 › 10Semimicroanálisis 10 -100 1 - 10

Microanálisis 1 - 10 0.1 - 1Ultramicroanálisis ‹ 1 ‹ 0.1

PREFIJO FACTOR SÍMBOLO

yocto 10-24 y

zepto 10-21 z

atto 10-18 a

femto 10-15 f

pico 10-12 p

nano 10-9 n

micro 10-6 µ

mili 10-3 m

centi 10-2 c

deci 10-1 d

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 27

MUESTRA: porción del material, o población de la que se requiere información analítica, de la cual partimos para iniciar el análisis.

MUESTRA ANALÍTICA: indica la porción de la muestra que se presenta al instrumento de análisis.

ANALITO: especie o especies a determinarse en la muestra analítica.

MATRIZ: conjunto de todos los constituyentes en la muestra. Esta incluye al analito y a todos lo demás

constituyentes, que son llamados concomitantes.

MATRIZ ANALÍTICA: se refiere específicamente a la matriz de la muestra analítica.

En función de la concentración de un analito en una muestra estos pueden clasificarse en:

Constituyentes mayoritarios (presentes en la muestra entre 1-100 % p/p)Componentes minoritarios (presentes en la muestra entre 0.01-1% p/p)Constituyentes traza (presentes en la muestra entre < 0.01 % p/p).

CONCENTRACIÓN DEL ANALÍTO EN LA MUESTRA

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 28

MEDIDA ANALÍTICACada medida analítica consta de dos componentes:

-Señal: lleva la información relativa al analito de interés.

-Ruido: compuesto por información no deseada que degrada la exactitud y la precisión del

análisis y aumenta el límite inferior de la cantidad de analito detectable.

Representación teórica de la misma corriente en ausencia de ruido

Señal de corriente continua

Su origen puede ser químico (variables incontroladas relacionadas con la química del sistema) o instrumental (relacionado con los componentes del instrumento utilizado: generador de señales, detector).

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 29

SEÑALESSEÑAL: puede definirse como la salida de un detector que está respondiendo al sistema químico de interés.

SEÑAL TOTAL (St): señal de salida no modificada obtenida de la medida de una muestra analítica o de un patrón. St = Sa + Sb

SEÑAL BLANCO (Sb): señal de salida obtenida de la medida de un blanco. Esta incluye la SEÑAL DE FONDO, debida a las señales que provienen del medio/célula de medida y de los concomitantes en el blanco.

SEÑAL ANALÍTICA: está relacionada directamente con la concentración del analito, y se obtiene restando la señal blanco de la señal total.

Sa = St - Sb

Blanco: disolución (sólido o vapor) de composición parecida a la muestra, que no contiene al analito y sirve para medir/estimar la seña fondo (sirve para ajustar el cero del instrumento.

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 30

MÉTODOS QUÍMICOS CUANTITATIVOS:

Sa=KC

Carácter absoluto

Magnitud de propiedad

medida

Concentración o cantidad

Constante única, tiene un valor perfectamente definido deducible de las leyes estequiométicas.

MÉTODOS INSTRUMENTALES CUANTITATIVOS:

Sa=KC

Carácter relativo

Magnitud de propiedad

medida

Concentración o cantidad

Constante NO única, depende de condiciones experimentales

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 31

CALIBRACIÓN

La calibración consiste en comparar el valor de la magnitud medida (o representada) por el sistema de medición, con los valores que, bajo condiciones estrictamente definidas, producen patrones conocidos o materiales de referencia.

MÉTODOS DE CALIBRACIÓN

Calibración externaAdición estándarPatrón interno

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 32

TIPOS DE CALIBRADOS

1. CALIBRACIÓN EXTERNA

Las disoluciones patrón deben:

- Cubrir el intervalo de concentraciones de interés: desde cero (corresponde al blanco) hasta

una concentración por encima de la concentración esperada para la muestra.

- Tener una matriz tan parecida a la muestra analítica como sea necesario.

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 33

TIPOS DE CALIBRADOS

1. CALIBRACIÓN EXTERNA

Y = mx + a

Las medidas de señales de las muestras se deben obtener siempre junto con las de los patrones y en las mismas condiciones instrumentales.

La pendiente m es la sensibilidad

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 34

TIPOS DE CALIBRADOS

Vpatron Cd (μl) Absorbancia (U.A)

0 0.007

20 0.171

30 0.287

40 0.389

50 0.485

60 0.586

Muestra analítica 0.228

Se pretende determinar el contenido en cadmio en un zumo de fruta comercial, eligiéndose como técnica

de medida la Espectroscopía de Absorción Atómica con un atomizador de llama a una longitud de onda de

228.8 nm. El procedimiento seguido fue el siguiente: se homogenizó el zumo mediante agitación y se

tomaron 5.00 ml que se filtraron para retiran la pulpa. De la disolución filtrada se tomaron 2.50 ml que se

enrasaron a 25.0 ml en un matraz aforado con HCl 1:1 (muestra analítica).

Para la calibración, se prepararon 5 disoluciones patrón de cadmio partiendo de una disolución estándar de

990 mg ml-1 en cadmio tomando 20, 30, 40, 50 y 60 ml de dicho estándar y enrasando a 25.0 ml con HCl

1:1. Las señales de absorbancia obtenidas se muestran en la siguiente tabla:

¿Qué concentración de cadmio expresada en ng/ml hay en el zumo de fruta?

MÉTODO DE PATRÓN EXTERNO(Ejercicio 2-hoja 2)

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 35

CCd (μg mL-1) Absorbancia corregida (U.A)

0 0.000

0.79 0.164

1.2 0.280

1.6 0.382

2.0 0.478

2.4 0.579

Muestra analítica 0.221

MÉTODO DE PATRÓN EXTERNO(Ejercicio 2-hoja 2)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 0.5 1 1.5 2 2.5

C (microgramos/mL)

A (U

.A.)

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 36

TIPOS DE CALIBRADOS2. ADICIÓN ESTÁNDAR

En ocasiones la interacción del analito con otros componentes de la muestra puede producir un aumento o una disminución de la sensibilidad del analito. El método de adición estándar permite eliminar los errores de matriz sin necesidad de efectuar la “equiparación de matriz” en la preparación de patrones.

Adición única:Se registran dos señales: la señal de la muestra y la de la muestra más la adición de un volumen conocido de una disolución patrón concentrada:

La señal correspondiente a la disolución de la muestra:

Y la señal correspondiente a la muestra con adición:

m1 kCS =

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

++

+=

pm

pp

pm

mm2 VV

VCVV

VCkS

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 37

TIPOS DE CALIBRADOS

Para analizar el contenido de estaño en un mineral, se fundió una muestra de 0.3000g del

mineral, se disolvió y se llevó a 250.0 ml. De esta disolución se tomaron 25.0 mL para un análisis

polarográfico y se observó una intensidad de corriente de 24.9 µA. A continuación se agregaron 5.00

ml de una disolución patrón de estaño 6.01 x 10-3M y la intensidad de corriente aumentó hasta 28.3

µA. Calcular el porcentaje de estaño en el mineral.

2. ADICIÓN ESTÁNDAR (adición única) (Ejercicio 3-hoja 2)

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 38

TIPOS DE CALIBRADOS2. ADICIÓN ESTÁNDAR (adición múltiple)

Y= a + b Cx; cuando Y=0

Cx= a / b

y = 0,0411x + 0 ,0101R2 = 0 ,9995

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

-0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

C r o m o (m g /l)

Abs

orba

ncia

(u. A

.)

Concentración de patrón añadida

Seña

l

Muestra original (Cx)Adición 1

Adición 2

Adición 3

Adición 5

Adición 4

Extrapolación a señal cero

-Cx

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 39

TIPOS DE CALIBRADOS2. ADICIÓN ESTÁNDAR (adición múltiple)

INCONVENIENTES:

-Al ser un método de extrapolación es menos preciso que la recta de calibrado

(interpolación).

- Requiere más cantidad de muestra y reactivos.

- Hay que realizar una recta de calibrado para cada determinación.

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 40

TIPOS DE CALIBRADOS

3. PATRÓN INTERNO

Se emplea en aquellas técnicas en las que la señal depende de factores poco reproducibles y que pueden variar en el curso del análisis. La variable analítica es el cociente de señales del analito y del patrón interno.El patrón interno es una sustancia que no está presente en la muestra a analizar, con un comportamiento similar al del analito y que no interfiere en la determinación de éste.

AM k1 . CM

AP.I. k2 . CP.I.

=

F= factor de respuesta del detector para el ANALITOusando un patrón interno

AM CM

AP.I. CP.I.

= F Calculamos CM

Patrón interno simple

DISOLUCIÓN PATRÓN: se conoce CM y CP.I.

MUESTRA: se conoce CP.I.

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 41

TIPOS DE CALIBRADOS

3. PATRÓN INTERNO

Altura de pico, cm

Compuesto Patrón Muestra

Vitamina C 15.15 6.95

Cafeína 12.25 8.30

En la determinación de vitamina C en un refresco mediante HPLC, se usó cafeína como patrón interno.

El procedimiento usado fue el siguiente:

1.se preparó una solución patrón de todos los compuestos que contenía vitamina C 250 µg/ml

cafeína 150 µg/ml.

2.Por otro lado, se pipetearon 20.0 ml de refresco a un matraz aforado de 100.0 ml y se le

añadieron 5.00 mg de cafeína pura. Se disolvió el compuesto y se llevó a enrase. Porciones

iguales de estas dos disoluciones se inyectaron dentro del cromatógrafo, se registró sus

cromatogramas y se midieron las señales obteniendo los siguientes resultados:

Ejercicio 8-Hoja2

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 42

TIPOS DE CALIBRADOS

3. PATRÓN INTERNO MÚLTIPLE

P/p

CM

PM

pP.I.

Concentración analito

1

2

3

4

C1, C2, C3, C4 concentraciones de analitoc concentración constante patrón internoP señales analíticas del analitop señales analíticas de patrón interno

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 43

TIPOS DE CALIBRADOS

3. PATRÓN INTERNO MÚLTIPLE

El patrón interno debe ser una sustancia que:

- No debe aparecer en la muestra

- Similar al analito químicamente

- Con una señal fácilmente medible que no interfiera con el analito.

- Debe responder de una manera similar a él, para cualquiera de las

variables que puedan afectar al detector.

- Su concentración debe ser del mismo orden de magnitud que la del

analito.

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 44

CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS

CALIDAD INTERNA DEL LABORATORIO ANALITICO

PROPIEDADESBÁSICAS

PROPIEDADES SUPREMAS

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 45

CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS

ANÁLISIS QUÍMICO

MEDIDAS EXPERIMENTALES

Basado en

Toda medida experimental tiene asociada alguna incertidumbre

“NO EXISTEN RESULTADOS CUANTITATIVOS VÁLIDOS SI NO VAN ACOMPAÑADOS DE LA ESTIMACIÓN DE LOS ERRORES INHERENTES A ELLOS”

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 46

CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS

EXACTITUDExpresa el grado de concordancia entre el resultado de un ensayo y el

valor de referencia aceptado como“verdadero”

El error absoluto

El error relativo

vxixE −=

100%x vx

vx-ix rE =

1. Análisis de estándares de referencia: Materiales que contienen uno o más analitos en concentración conocida.

2. Comparación con otros métodos analíticos, preferiblemente “válidos “ y “fiables”.3. Análisis de muestras “blanco”4. Comparación entre varios laboratorios (INTERLABORATORIO):

1. Todos los laboratorios utilizan la misma muestra- MATERIAL DE REFERENCIA.2. Es mejor que haya un laboratorio “válido”.

Cuando se desconoce el valor verdadero se evalúa mediante:

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 47

CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS

PRECISIÓNExpresa el grado de concordancia, entre sí, de un conjunto de resultados

obtenidos al efectuar varias veces la determinación de un analito

Se evalúa mediante:Desviación estándar s =

Desviación estándar relativa

Varianza: es el cuadrado de la desviación estándar (s2)

1-n

2)x-i(x∑

100,%,%)( xsCVRSD ==

•Precisión en patrones o una muestra analítica: REPETITIVIDADSe parte de una misma muestra de la que se hacen varias determinaciones.

•Precisión en muestras: REPRODUCIBILIDADSe parte de varias muestras y se desarrolla todo el método con cada una de ellas.

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 48

CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 49

CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS

ERRORES SISTEMÁTICOS

(Determinados)

ERRORES ALEATORIOS(Indeterminados)

Errores de instrumentoErrores del métodoErrores personales

TIENEN VALOR DEFINIDOTIENE CAUSA ASIGNABLE

TIENEN IGUAL SIGNO Y MAGNITUD

AFECTAN A LA EXACTITUD

Variables no controladas:Parte inevitable de toda medición

física o química

NO TIENEN SIGNO CONCRETONO PUEDEN CORREGIRSE

AFECTAN A LA PRECISIÓN

ERRORES CRASOS(Esporádicos)

RESULTADOS DISPARATADOS

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 50

CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS

LÍMITE DE DETECCIÓN: LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN:

mBLD

σ3= m

BLCσ10

=N ≥ 10

INTERVALO DE LINEALIDAD:

Señal, S

Concentración, C

Es el intervalo de concentraciones donde la relación señal-concentración es lineal.

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TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 51

CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS

Se define SENSIBILIDAD (s) como la razón del cambio en la señal de salida del instrumento, S, al cambio correspondiente en el estímulo, en este caso la concentración del analito, C.

s = dS / dC

Las pendientes de las curvas de calibrado se usan para determinar los valores de sensibilidad.

¿Qué nos indica la sensibilidad de un método analítico?

La capacidad de discriminar entre pequeñas diferencias en la concentración del analito. A mayor sensibilidad, más fácil discriminar estas pequeñas variaciones en la concentración del analito y se

obtienen menores Límites de Detección (LOD).

SENSIBILIDAD

TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 52

CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICASSELECTIVIDAD

Hace referencia al grado de interferencia de unas especies sobre la identificación de otras. El coeficiente de selectividad para una sustanciapotencialmente interferente B sobre un determinado analito A viene dado porla relación entre las pendientes de calibrado

KB,A= mB/mA

RELACIÓN SEÑAL/RUIDO

Para describir la calidad de un método analítico o el funcionamiento de un instrumento, se utiliza la relación señal/ruido (S/N). Las condiciones más favorables se obtendrían para altas relaciones:S/N = x /s siendo x la media de la señal analítica medida y s la desviaciónestándar.

Expresa la capacidad del método para permanecer invariable a pequeñas modificaciones ambientales o de procedimiento.Se mide mediante la reproducibilidad

ROBUSTED