analisis instrumental 1

8/16/2019 analisis instrumental 1

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Comprende la metodología paradeterminar la composiciónquímica de la materia

QUÍMICA ANALÍTICA


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Clasificación de los métodos

analíticos• Clásicos, Separación de componentes

de interés (analitos) por:

Precipitación Destilación Extracción

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=extracci%C3%B3n+qu%C3%ADmica&source=images&cd=&cad=rja&docid=6ANX2jeUJ82ugM&tbnid=ETVo-SuZIn5xKM:&ved=0CAUQjRw&url=http://organica1.org/1345/1345_10.htm&ei=8ZbjUeiaAsfI4APqxoDACQ&psig=AFQjCNGInL9VzkOXW013jrwJtPighuLi6w&ust=1373951410980795http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=destilaci%C3%B3n+simple&source=images&cd=&docid=UNvjGnBMi29J4M&tbnid=tYme0sHkSkqh9M:&ved=0CAUQjRw&url=http://procesosbio.wikispaces.com/destilaci%C3%B3n&ei=UIPjUdG8KI-84APohICACw&bvm=bv.48705608,d.dmg&psig=AFQjCNEkQZL7dXnNTctsW04IoDX91bJcKQ&ust=1373950259147227


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Para realizar ANÁLISIS CUALITATIVOSde componentes ya separados:

-reactivos que producen cambios de color-puntos de ebullición o de fusión-solubilidades en una serie de disolventes-sus actividades ópticas

-sus índices de refracción-sus olores


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Para ANÁLISIS CUANTITATIVOS de

Analitos ya separados:-Mediciones gravimétricas: (masa analito)-Mediciones volumétricas: volumen o

masa de un reactivo estándar necesariopara reaccionar completamente con elanalito

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=balanzas+anal%C3%ADticas&source=images&cd=&cad=rja&docid=aI_aC_QYPwN4nM&tbnid=zdEQiNJHTO9C8M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.ohausargentina.com.ar/producto.php?idproducto=32&ei=_L7tUaaRA4ne8wSkvIGIBg&bvm=bv.49478099,d.eWU&psig=AFQjCNHrz7Zn_wCac9NgKWsxT9FcgJS0uQ&ust=1374621745535490http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=buretas&source=images&cd=&cad=rja&docid=wKeKE75q3LkpZM&tbnid=pMOO-OxEsZF27M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.raovet.com.ar/detalle-producto-bureta-de-vidrio-graduada-10-ml-robinete-vidrio-1077&ei=qb_tUYrGKo3S9QTq0YEg&bvm=bv.49478099,d.eWU&psig=AFQjCNHu-ZGuNsrEWWEBCcUr4oLA_Yxh8Q&ust=1374621955790486http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=balanzas+anal%C3%ADticas&source=images&cd=&cad=rja&docid=aI_aC_QYPwN4nM&tbnid=zdEQiNJHTO9C8M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.ohausargentina.com.ar/producto.php?idproducto=32&ei=_L7tUaaRA4ne8wSkvIGIBg&bvm=bv.49478099,d.eWU&psig=AFQjCNHrz7Zn_wCac9NgKWsxT9FcgJS0uQ&ust=1374621745535490


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MÉTODOS INSTRUMENTALES

Alrededor de 1930 atención a fenómenosdistintos, mediciones de las propiedadesfísicas de los analitos, entre ellas:

- Conductividad- Potencial de electrodo-

Absorción o emisión de la luz- Razón masa/carga- Fluorescencia


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Algunas técnicas de separación cromato-gráficas empezaron a desplazar a la

extracción, destilación y precipitaciónPara la separación de mezclas complejas,previo a su determinación cualitativa o

cuantitativa. A estos métodos recientespara separar y determinar especiesquímicas, se les conoce en conjunto como

MÉTODOS INSTRUMENTALES DEANÁLISIS


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Los fenómenos en que se basan los

métodos mencionados, se conocían conanterioridad, sin embargo su aplicaciónfue postergada por falta de la invención

de instrumentos adecuados y fiablesEl desarrollo de los modernos métodos

instrumentales de análisis ha sidoparalelo al desarrollo de la electrónicay de la industria de la computación


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Propiedades Químicas y Físicas en las que sebasan los métodos instrumentales

Emisión de radiación Espectroscopía de emisión (rayos X, UV, VIS,de electrones,Auger);Fluorescencia, fosforescencia y luminiscencia (rayos X, UV yVIS

Absorción de radiación Espectrometría y fotometría (rayos X, UV, VIS,IR);espectroscopíafotoacústica, RMN y Espectroscopía de resonancia de spinelectrónico

Dispersión de la radiación

Turbidimetría, nefelometría; espectroscopía Raman.

Refracción de la radiación Refractometría, interferometría

Difracción de radiación Métodos de Rayos-X y difracción electrónica

Rotación de radiación Polarimetría, dispersión rotatoria óptica, dicroísmo circular

Potencial eléctrico Potenciometría, cronopotenciometría

Carga eléctrica Coulombimetría

Resistencia eléctrica Conductometría

Masa Gravimetría (microbalanza de cristal de cuarzo)

Razón masa/carga Espectrometría de masas

Velocidad de reacción

Métodos cinéticos

Características térmicas Gravimetría térmica y titulometría; calorimetría de barridodiferencial; análisis térmicos diferenciales; métodosconductimétricos térmicos

Radiactividad Métodos de activación y dilución de isótopos

Tabla tomada de “Principios de Análisis Instrumental” de Skoog, Holler y Cruch. 6ª Ed., 2008


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COMENTARIOS TABLA

• Las 1eras. 6 propiedades: interacciones delanalito con la radiación electromagnética.

• Las siguientes 4 son propiedades eléctricas

y las 5 restantes son diversas.. Además de la gran cantidad de métodosmencionados en la tabla, hay un grupo deprocedimientos instrumentales que resuelven

y separan compuestos estrechamenterelacionados: Cromatografía, electroforesisy extracción con disolventes.


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INSTRUMENTOS PARAANÁLISIS QUÍMICO

• Convierten la información de las carac-terísticas físicas o químicas de un anali-to en datos que se pueden interpretar

Fuente deenergía Sistema enestudio

Informaciónanalítica

Estímulo RespuestaƬ


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Para obtener información del analito esnecesario proveerlo de un estímulo, quegeneralmente estará en forma de energía

eléctrica, electromagnética, mecánica onuclear. El estímulo sobre el sistema bajoestudio generará una respuesta que

aportará la información analítica esperada.


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Un instrumento analítico se puede considerar como un dispositivo decomunicación entre el sistema motivo de estudio y el investigador.

El objetivo principal de una medición analítica es obtener un resultadonumérico final que sea proporcional a la característica física o químicaque se buscaba.

La información se puede representar (codificar), particularmente

Por medio de señales eléctricas, como la corriente, el voltaje y lacarga. Los modos de codificar la información se llaman dominios delos datos: DOMINIOS NO ELÉCTRICOS y DOMINIOS ELÉCTRICOS.

Un instrumento de lectura es un transductor que transforma la

información de un dominio eléctrico en una forma que puede entenderun ser humano. Los instrumentos modernos están conectados a unoo más dispositivos electrónicos complejos y a convertidores deldominio de los datos (amplificadores operacionales, circuitos integra-dos, convertidores de datos analógicos en digitales y viceversa,

Contadores, microprocesadores y computadoras).


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COMPONENTES BÁSICOS DE LOSINSTRUMENTOS ANALÍTICOS

• Generador de señales• Transductor de entrada o detector• Procesador de señales• Transductor de salida o generador deseñales


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COMPONENTES DE UN

INSTRUMENTO


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ESTANDARIZACIÓN DEMÉTODOS INSTRUMENTALES

• La estandarización determina la relaciónentre la respuesta analítica y laconcentración del analito. Se lleva a cabo

por medio de normas químicas:1. Comparación con estándaresa) Comparación directa b) Titulaciones

2. Estandarización con patrón externo3. Métodos de adición de estándar4. Método del patrón interno


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ELECCIÓN DE UN MÉTODO

ANALÍTICODefinir el problema analítico:

1. Exactitud que se requiere?2. Cuánta muestra se tiene?3. Intervalo de [ ] del analito?4. Componentes de la matriz que interfieren?5. Propiedades físicas y químicas de matriz?6. Cuántas muestras se analizarán?


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CRITERIOS DE DESEMPEÑO

CUANTITATIVOS(PARÁMETROS DE CALIDAD) 1. Precisión2. Sesgo3. Sensibilidad

4. Límite de detección5. Intervalo de cuantificación (LOQ-LOL)6. Selectividad


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CRITERIOS CUALITATIVOS

a - Velocidadb - Conveniencia y facilidadc - Habilidad del operadord - Costo y disponibilidad del equipo

e - Costo por muestra


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CRITERIOS DE DESEMPEÑOCUANTITATIVOS

(PARÁMETROS DE CALIDAD) • 1. Precisión

• 2. Sesgo• 3. Sensibilidad• 4. Límite de detección• 5. Intervalo de cuantificación LOQ-LOL• 6. Selectividad


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PRECISIÓNEs el grado de concordancia entre los datosque se obtuvieron de la misma manera. Laprecisión proporciona una medida del error

aleatorio o indeterminado de un análisis.Entre los parámetros de la precisión, seencuentran: la desviación estándar absoluta

(S), la desviación estándar relativa (RSD),

El error estándar de la media (Sm), el coe-ficiente de variación (CV) y la varianza (S²)


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DEFINICIÓN DE PARÁMETROS DE

CALIDAD DE LA PRECISIÓN


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SESGOEs una medida del error sistemático o de-terminado del método analítico. Se definemediante la ecuación Δ = - Ƭ, donde esLa media de la población para la concentra-tración de un analito en una muestra y Ƭ esEl valor verdadero. Para determinar el sesgo

Se deben analizar uno o más MATERIALESDE REFERENCIA ESTÁNDAR, cuya concentra-ción de analito sea conocida. Los resultados


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de dichos análisis contendrán errores tantosistemáticos como aleatorios, pero si se repiten lasmediciones una cantidad suficiente de veces, sepuede determinar el valor medio con cierto grado deconfianza. El promedio de 20 o 30 análisis repetidosse puede tomar como un buen cálculo de la media de

la población (de análisis efectuados) de la ecuaciónanterior. Cualquier diferencia entre este promedio yla concentración conocida del analito del materialestándar de referencia, se puede atribuir al sesgo.

Generalmente al aplicar un método analítico sepretende identificar el origen del sesgo y eliminarloo corregirlo mediante el uso de blancos y de lacalibración de los instrumentos.


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SENSIBILIDAD

En general, se ha acordado que la sensibilidadde un instrumento o de un método es una medidade su aptitud para discriminar entre pequeñas

diferencias de concentración del analito. Estálimitada por dos factores:- La pendiente de la recta de calibración y

- La reproducibilidad o precisión del dispositivode medición.


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Entre dos métodos que poseen igual precisión,el que tenga la recta de calibración con mayorpendiente, será el más sensible!Si dos métodos presentan rectas de calibración con

pendientes iguales, el que muestre mejor precisión,será el más sensible.

La definición cuantitativa aceptada por la

IUPAQ para la Sensibilidad de la Calibración,indica que es la pendiente de la recta decalibración en la concentración de interés.


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La mayoría de las rectas de calibración que se usanen química analítica son lineales y se puedenrepresentar por medio de la ecuación:

S = mc + Sbl

S = la señal medidac = la concentración del analito

Sbl = la señal del instrumento para un blanco

m = la pendiente de la recta


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Entonces, la Sensibilidad de calibración: Pendiente dela recta de calibración, a la concentración de interés

S = mc + Sbl

S = señal de la medida

m = pendiente de la línea recta

c = concentración del analitobl = señal instrumental para el blanco


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Pero, la sensibilidad de calibración tieneel inconveniente de no tomar en cuenta laprecisión. Por ello, Mandel y Estiehlerproponen la sensibilidad analítica ɣ

ɣ = m/SsEn la que m es de nuevo la pendiente

de la recta de calibración y Ss es ladesviación estándar de las señales


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LÍMITE DE DETECCIÓN

Es la concentración o el peso mínimo deanalito que puede detectarse para un nivelde confianza dado.Cuando el limite de detección se aproxima,

su señal analítica se aproxima a la señaldel blanco Sbl.La mínima señal analítica distinguible Sm setoma como la suma de la señal medida del

blanco Sbl, más un múltiplo k de la desviaciónestándar del mismo

Sm = Sbl + ksbl


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