Separación Electroquímicos (Gp:) Análisis
volumétrico (Gp:) Titulación Cromatográfico
Potenciométrico Conductimétrico (Gp:)
Métodos químicos por vía húmeda (Gp:)
Métodos Analíticos (Gp:) Gravimetría (Gp:)
Precipitación (Gp:) Pesada Opticos Emisión
Absorción (Gp:) Métodos instrumentales Se obtiene
una señal: S ? Canalito
Separación de los componentes de interés de una
muestra (analitos) mediante: Precipitación
Extracción Destilación Análisis Cualitativos
Los componentes separados se trataban con reactivos dando origen
a productos que se podían identificar por su color, punto
de ebullición o de fusión, su solubilidad, su olor,
su actividad óptica o su índice de
refracción. Análisis Cuantitativos La cantidad de
analito se determinaba mediante medidas gravimétricas o
volumétricas. Métodos Clásicos
Metodos Instrumentales Métodos modernos que separan,
identifican y cuantifican diferentes especies químicas
(orgánicas, inorgánicas, bioquímicas, etc.)
Se basan en fenómenos físicos-químicos
conocidos. Su aplicación ha ido en paralelo al desarrollo
de la electrónica. Para el análisis cuali o cuanti
se miden las propiedades de los analitos. SEÑALES
ANALITICAS Ej. Absorción o emisión de luz
Conductividad o potencial de electrodo Dispersión,
rotación, refracción,difracción
Instrumentos para el Análisis Un instrumento para
análisis químico debe: – convertir las
señales químicas o físicas almacenadas del
analíto, en información que puede ser manipulada e
interpretada por el ser humano. El instrumento es un dispositivo
de comunicación entre el sistema de estudio y el
investigador. Para obtener información el analíto
se estímula con energía electromagnética,
eléctrica, mecánica o nuclear.
Componentes de un Instrumento – Generador de señales
– Transductor de entrada o detector – Procesador de
señales – Transductor de salida o dispositivo de
lectura
DIAGRAMA OPTICO DEL FLUOROMETRO
La selección de un método analítico
Definición del Problema – De cuánta muestra se
dispone – Qué componentes de la muestra
interferirán – Cuáles son las propiedades
físicas y químicas de la matriz de la muestra
Cuántas muestras deben analizarse Parámetros de
Calidad Exactitud y Precisión Sensibilidad Y Selectividad
Límite de detección e intervalo de
concentración
Selección de un Método Analítico Otras
características a tener en cuenta en la elección
del método 1. Velocidad 2. Facilidad y comodidad 3.
Habilidad del operador 4. Coste y disponibilidad de equipo 5.
Coste por muestra
Precisión Grado de concordancia entre los datos que se
obtienen de una misma forma. Mide el error aleatorio o
indeterminado de un análisis. Ej. % Hum. Vibraciones
Cambio T o Sus parámetros de calidad son Desv. est. media,
absoluta, relativa, CV y varianza
Precisión Repetitividad Precisión determinada
cuando las mediciones se realizan en condiciones repetibles, es
decir: el mismo método, mismo material, mismo operador,
mismo laboratorio; período de tiempo limitado.
Reproducibilidad Precisión determinada cuando las
mediciones se realizan en condiciones reproducibles, es decir: el
mismo método; diferentes operadores; diferentes
laboratorios, diferentes equipos y un largo período de
tiempo.
Exactitud Mide el error sistemático, o determinado de un
método analítico. Se define por la ecuación:
? = u – xt ? es la media de la población para la
concentración del analito en una muestra cuya
concentración verdadera es xt La exactitud se determina
analizando estándares de referencia. Ej. Mala
calibración, equipo dañado (causas defindias)
Sensibilidad Capacidad de un método o instrumento de
diferenciar pequeñas diferencias en la
concentración de los analitos La IUPAC, define la
sensibilidad como: La pendiente de la curva de calibración
a la [ ] de interés Depende de: La pendiente de la curva
de calibración y Reproducibilidad o precisión del
sistema de medición Para dos métodos con igual
precisión, el que presente la mayor pendiente en la curva
de calibración será el más sensible
Sensibilidad de Calibración: Pendiente de la curva de
calibración a la concentración de interés.
La sensibilidad de calibración tiene el inconveniente de
no tomar en cuenta la precisión. Por ello, Mandel y
Stiehler proponen la Sensibilidad analítica ?: Es
insensible a los factores de amplificación e independiente
a las unidades en que miden S.
Límite de detección Concentración o peso
mínimo de analito que puede detectarse para un nivel de
confianza dado. Cuando nos aproximamos al límite de
detección, la señal analítica se aproxima a
la señal del blanco Sbl. La mínima señal
analítica distinguible Sm se toma como la suma de la
señal medida del blanco Sbl más un múltiplo
k de la desviación estándar del mismo.
Los valores obtenidos se utilizan para calcular el límite
de detección cm Según Kaiser,
estadísticamente se considera que para k=3, el nivel de
confianza es 95%. El limite inferior se estima como 10 x Ss
cuando la concentración del analito es cero
Límite de cuantificación Concentración o
peso mínimo de analito que puede cuantificarse para un
nivel de confianza dado. La mínima señal
analítica cuantificable Sc se toma como la suma de la
señal medida del blanco Sbl más un múltiplo
k=10 de la desviación estándar
Rango Lineal o Dinámico • Intervalo de [ ] en que es
aplicable un método analítico LINEALIDAD: Capacidad
del método de producir resultados directamente
proporcionales a la [ ] del analito en la muestra. ROBUSTEZ:
Capacidad del método para no ser afectado por
pequeños cambios deliberados en sus parámetros y
provee una indicación de su confiabilidad durante su uso
normal.
LINEALIDAD Capacidad del método de producir resultados que
son directamente proporcionales a la [ ] del analito en la
muestra. ROBUSTEZ Capacidad del método para no ser
afectado por pequeños cambios deliberados en sus
parámetros y provee una indicación de su
confiabilidad durante su uso normal.
Selectividad Grado de ausencia de interferencias debidas a otras
especies contenidas en la matriz de la muestra. El coeficiente de
selectividad de B con respecto a A se define como: kB,A = mA/mB
Da la respuesta relativa del método para la especie B
cuando se compara con A Los coeficientes de selectividad pueden
variar desde 0 (no hay interferencia) hasta valores superiores a
uno.
Calibración de los métodos Instrumentales ISO
(International Estándar Office) Define la
calibración como: El conjunto de operaciones que permiten
establecer en determinadas condiciones experimentales, la
relación existente entre los valores indicados por el
instrumento con los valores obtenidos con la medida de un valor
conocido. ?? Curvas de calibración ?? Método de las
adiciones estándar ?? Método del estándar
interno.
Curva de calibración Se utilizan estándares de
concentraciones conocidas del analito de interés. Se
requiere un blanco que contenga los componentes de la muestra
original excepto el analito Se obtiene una gráfica (recta)
de respuesta del instrumento vs concentración del analito.
Método de mínimos cuadrados.
Método de las Adiciones Estándar Se utiliza en
muestras complejas donde los efectos de matriz son importantes.
Implica añadir uno o mas incrementos de una
solución estándar a una alícuota de muestra
El valor del volumen en la intersección de la línea
recta con el eje-x es el volumen del reactivo estándar
equivalente a la cantidad de analito en la muestra.
Método del Estándar Interno Se adiciona a todas las
muestras el EI en una cantidad constante. La calibración
representa la razón entre la señal del analito y la
del estándar interno como una función de la
concentración del analito El EI compensa distintos tipos
de errores indeterminados y sistemáticos. Si el EI y
analito responden proporcionalmente a los errores instrumentales
y fluctuaciones del método, la razón entre las
señales es independiente de las fluctuaciones
Señales y Ruido Cada medida analítica lleva dos
componentes: La que lleva la información del analito de
interes La que tiene información ajena, no deseada: el
ruido Definición de la relación señal/ruido
(S/N)
La detección de una señal mediante un sistema
visual resulta imposible cuando la relación
señal/ruido es < 2 o 3
Fuentes de ruido Ruido químico – Fluctuaciones en la
humedad de la muestra – Estratificaciones en un sólido o
polvo – Cambios en la intensidad de la luz que afectan sustancias
fotosensibles – Cambios de presión o temperatura que
afectan el equilibrio (ej. humos)
Ruido instrumental Se asocia a cada componente del instrumento:
fuente, transductor de entrada o transductor de salida Puede ser
de distinto tipo y provenir de distintas fuentes tipos de ruido
instrumental: Ruido térmico (o Johnson) Ruido de disparo
Ruido de parpadeo (o 1/f) Ruido ambiental
Ruido térmico, o ruido Johnson Se debe a la
agitación térmica de los electrones u otros
portadores de carga Dicha agitación o movimiento origina
periódicamente heterogeneidades de carga que a su vez
crean variaciones de voltaje Ruido de disparo: Se origina siempre
que exista una corriente que produzca un movimiento de electrones
o de otras partículas cargadas a través de una
unión 8p y n o el vacío para un tubo de
vacío. Puede minimizarse reduciendo el ancho de banda de
las frecuencias.
Ruido de parpadeo – Sus causas no se comprenden bien. – Su valor
es inversamente proporcional a la frecuencia de la señal
que se observa. Ruido 1/f – Significativo para frecuencias <
100 Hz Ruido ambiental Proviene del entorno; cada conductor de un
instrumento es una antena potencial que capta radiación
electromagnética y la convierte en señal
eléctrica.
Aumento de la relación S/N Puede mejorarse por hardware o
software Hardware: incorpora al diseño del instrumento
filtros, cortadores, escudos, moduladores, detectores
sincrónicos Software: se basan en distintos algoritmos
digitales de ordenador que permiten extraer las señales de
entornos ruidosos
Métodos de hardware – Conexión a tierra o blindaje
– Amplificadores diferenciales – Filtrado analógico –
Modulación – Corte de la señal (amplificadores de
corte) – Amplificadores de cierre Métodos de software –
Promediado conjunto – Promediado por grupos (box car) – Filtrado
digital – Métodos de correlación – Transformadas de
Fourier