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CURSO de ANÁLISIS INSTRUMENTAL I Catedrática: Dra. Silvia Echeverría, Ph. D. Escuela de Química, Facultad Ciencias Químicas y Farmacia, USAC QUÍMICA ANALÍTICA Comprende la metodología para determinar la composición química de la materia Clasificación de los métodos analíticos • Clásicos, Separació orfi Precipitación De aci to View nut*ge Para realizar ANÁLISI separados: erés (analitos) por: ponentes ya -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 Para ANÁLISIS CUANTITATIVOS de Analitos ya separados: -Mediciones gravimétricas: (masa analito) -Mediciones volumétricas: volumen o masa de un reactivo estándar necesario para reaccionar completamente con el analito invención de instrumentos adecuados y fiables El desarrollo de los modernos métodos instrumentales de análisis ha sido paralelo al desarrollo de la electrónica y de la industria de la computación Propiedades Químicas y Físicas en las que se basan los métodos instrumentales Emisión de radiación Espectroscopia de emisión (rayos X, UV, VIS,de electrones,Auger); Fluorescencia, fosforescencia y luminiscencia (rayos X, UV y VIS Absorción de radiación Espectrometría y fotometría (rayos X, CIV, VIS,lR);espectroscopía fotoacústica, RMN y Espectroscopia de resonancia de spin electrónico Dispersión de la radiación Turbidimetr[a, nefelometría; espectroscopia Raman.

Refracción de la radiación Refractometr[a, interferometría Difraccion de radiación Métodos de Rayos-X y difracción electrónica Rotación de radiación polarimetría, dispersión rotatoria óptica, dicro(smo circular Potencial eléctrico Potenciometria, cronopotenciometria Carga eléctrica Coulombimetría Resistencia eléctrica Conductometria Masa Gravimetría (microbalanza de cristal de cuarzo) Razón masa/carga Espectrometría de masas Velocidad de reacción Métodos cinéticos Características térmicas Gravimetría térmica V titul rimetría de barrido en la tabla, hay un grupo de procedimientos instrumentales que resuelven y separan compuestos estrechamente relacionados: Cromatografía, electroforesis y extracción con disolventes.

INSTRUMENTOS PARA ANÁLISIS QUÍMICO • Convierten la información de las carac- teristicas físicas o uímicas de un anali- to en datos que se pueden interpretar T Respuesta Estímulo Fuente de Sistema en Información energía estud10 analítica Para obtener información del analito es necesario proveerlo de un estimulo, que generalmente estará en forma de energía eléctrica, electromagnética, mecánica o nuclear. El estímulo sobre el sistema bajo estudio generará una respuesta que aportará la información anal[tica esperada. Un instrumento analítico se puede considerar como un dispositivo de comunicación entre el sistema motivo de estudio y el investigador. El objetivo principal de una medición analítica es obtener un resultado numérico final que sea proporcional a la característica física o química que se buscaba. La información se puede representar (codificar), particularmente Por medio de señales eléctricas, como la corriente, el voltaje y la carga.

Los modos de codificar la información se llaman dominios de los datos: DOMINIOS NO ELÉCTRICOS y DOMINIOS ELECTRICOS. Un instrumento de lectura es un transductor que transforma la información de un dominio eléctrico en una forma que puede entender un ser humano. entos modernos están 31_1f6 onectados a uno o más d ectrónicos complejos microprocesadores y computadoras). COMPONENTES BASICOS DE LOS INSTRUMENTOS ANALITICOS Generador de señales Transductor de entrada o detector Procesador de señales Transductor de salida o generador de señales COMPONENTES DE UN INSTRUMENTO ESTANDARIZACIÓN DE MÉTODOS INSTRUMENTALES • La estandarización determina la relación entre la respuesta analítica y la concentración del analito.

Se lleva a cabo por medio de normas químicas: 1. Comparación con estándares a) Comparación directa b) Titulaciones 2. Estandarización con patrón externo . Métodos de adición de estándar 4. Método del patrón interno ELECCIÓN DE UN MÉTODO ANALÍTICO Definir 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? CRITERIOS DE DESEMPENO CUANTITATIVOS (PARÁMETROS DE CALIDAD) 1. Precisión 2. Sesgo 3. Sensibllidad 4. imite de detección 5. Intervalo de cuantificación (LOQ-LOL) 6.

Selectividad CRITERIOS CUALITATIVOS a – Velocidad b – Conveniencia y facilida del operador d- Costo Y desviación estándar relativa (RSD), El error estándar de la media (Sm), el coe- ficiente de variación (CV) y la varianza (9) DEFINICIÓN DE PARÁMETROS DE CALIDAD DE LA PRECISIÓN SESGO Es una medida del error sistemático o de- terminado del método analítico. Se define mediante la ecuación – T, donde es La media de la población para la concentra- tración de un analito en una muestra y T es El valor verdadero. Para determinar el sesgo se deben analizar uno o más MATERIALES DE REFERENCIA ESTÁNDAR, cuya concentra- ción de analito sea conocida.

Los esultados de dichos análisis contendrán errores tanto sistemáticos como aleatorios, pero si se repiten las medlciones una cantidad suficiente de veces, se puede determinar el valor medio con cierto grado de confianza. El promedio de 20 0 30 análisis repetidos se puede tomar como un buen cálculo de la media de la población (de análisis efectuados) C] de la ecuación anterior. Cualquier diferencia entre este promedio y la concentración conocida del analito del material estándar de referencia, se puede atribuir al sesgo. Generalmente al aplicar un método analítico se pretende dentificar el origen del sesgo y eliminarlo o corregrlo mediante el uso de blancos y de la calibración de los instrumentos.

SENSIBILIDAD En general, se ha acordado que la sensibilidad de un instrumento o de un método es una medida de su aptitud para discriminar entre pequeñas diferencias de concentración del analito. Está limitada por dos factores: – La pendiente de la recta de calibración y – La reproducibilidad o precisión del dispositivo de medición. Entre dos métodos que poseen igual precisión, el que tenga la recta de calibración con mayor pendiente, será el más sensible! Si dos métodos presentan rectas de calibración con pendientes Igua pendiente, será el más sensible! iguales, el que muestre mejor precisión, será el más sensible. La definición cuantitativa aceptada por la IIJPAQ para la Sensibilidad de la Calibración, indica que es la pendiente de la recta de calibracion en la concentración de interés.

La mayor[a de las rectas de calibración que se usan en química analítica son lineales y se pueden representar por medio de la ecuación: S = mc + Sbl S – la señal medida c = la concentración del analito Sbl = la señal del instrumento para un blanco m = la pendiente de la recta Entonces, la Sensibilidad de calibración: Pendiente de la recta de calibración, a la concentración de interés S = señal de la medida m = pendiente de la línea recta c = concentración del analito bl = señal instrumental para el blanco Pero, la sensibilidad de calibración tiene el inconveniente de no tomar en cuenta la precisión. Por ello, Mandel y Estiehler proponen la sensibilidad analítica y Y = m/Ss En la que m es de nuevo la pendiente de la recta de calibración y Ss es la desviación estándar de las señales LÍMI EDE DETECCIÓN Es la concentración o el pe detectarse para un nivel de analito que puede ado.