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Antología Química analítica Docente: Dra Haydeé Bautista de León Química análitica Antología En 1992 la Federación de Sociedades Químicas Europeas patrocinó un concurso donde K. Cammann (Fresenius’ J. 1992) definió la química analítica, como UNA DISCIPLINA que proporciona los métodos y las her...

Antología Química analítica Docente: Dra Haydeé Bautista de León Química análitica Antología En 1992 la Federación de Sociedades Químicas Europeas patrocinó un concurso donde K. Cammann (Fresenius’ J. 1992) definió la química analítica, como UNA DISCIPLINA que proporciona los métodos y las herramientas necesarios para comprender nuestro mundo material... para responder a cuatro preguntas básicas acerca de una muestra de material: ¿Qué?, ¿Dónde?, ¿Cuánto?, ¿Qué disposición, estructura o forma? Encontraremos otras definiciones en el sitio de red (www.acs- analytical.duq.edu/whatisanalyticalchem.html). “Enseñar es aprender dos veces” —Joseph Joubert” Presentación Esta antología está organizada en tres unidades de aprendizaje que relacionan el contenido temático de la asignatura. Cada unidad, esta desglosada en subtemas que abordan la parte significativa del curso. A continuación, se desglosa cada unidad con sus respectivos subtemas, seguido de una descripción breve de los conceptos básicos, el tema principal, el principio o fundamento de la técnica (según sea el caso) y al final se muestran las referencias consultadas. Se recomienda consultar cada tema desde un inicio para poder identificar el objetivo de cada unidad, o bien según su nivel de dominio el que cubra sus requerimientos. Se sugiere la consulta de las referencias citadas, además de los links presentados para ampliar los conocimientos a profundidad. Esperamos que sea de gran utilidad el conocimiento compartido. I. Muestreo y pretratamiento de muestras Técnicas de muestreo Métodos de preparación de muestras Validación analítica II. Métodos analíticos clásicos Equilibrio ácido base Productos de solubilidad Gravimetría Volumetría III. Métodos de análisis instrumental Potenciometría, refractometría y polarimetría Espectrofotometría Cromatografía Para ingresar al mundo emocionante de la Química Analítica hay que entender que es una disciplina que estudia los métodos y las técnicas empleadas para determinar la composición de la materia (en función de qué, o de cuánto está presente una muestra), identificando o cuantificando los analitos. Todo lo que se usa o consume se compone de productos químicos, y el conocimiento de la composición química de muchas sustancias es importante para la vida. cotidiana.  UNIDAD DE APRENDIZAJE III. Métodos de análisis instrumental Contenido Potenciometría, refractometría y polarimetría Espectrofotometría Cromatografía Presentación del material Como ya sabemos existen muchas técnicas analíticas que se concretan en una gran variedad de instrumentos. Al resolver un problema específico pueden ser útiles diferentes técnicas para llegar a la caracterización de la muestra. Por ejemplo, en un vino el contenido de hierro (Fe) puede determinarse por Espectroscopía de Emisión Atómica por Plasma Acoplado Inductivamente (ICP por sus siglas en inglés), Espectroscopía de Absorción Atómica (AA o AAS) o mediante Espectroscopía Visible (UV vis). Las dos primeras son técnicas muy sensibles que requieren el empleo de equipos costosos, personal calificado, procedimientos rigurosos y mantenimiento caro del equipo, mientras que la espectroscopía visible-UV requiere equipos de costo bajo-medio, fácil manipulación y metodología simple. La elección de una u otra técnica dependerá de la exactitud e incertidumbre con que queramos determinar nuestro analito, que a su vez dependerá de la trascendencia del resultado, del tiempo disponible y del presupuesto. Una vez seleccionada la técnica se concreta el método de análisis y para ello, se realiza la investigación bibliográfica. El propósito de la instrumentación química es obtener información de la sustancia que se está analizando. Al pasar de la muestra a la salida del instrumento, la información (una cantidad física o química) se transforma. El número y la calidad de las transformaciones están determinados por la calidad y la cantidad de los datos que se obtienen de la muestra bajo análisis. A continuación, se muestran algunas de las técnicas analíticas comúnmente usadas. El uso de la instrumentación es una parte atractiva y fascinante del análisis químico que interacciona con todas las áreas de la química y con muchos otros campos de la ciencia pura y aplicada. Los análisis de suelos marcianos, de los líquidos biológicos de caballos de carreras y de atletas olímpicos, del aceite para los motores de aeronaves comerciales y militares, y aún del Sudario de Turín, son ejemplos de problemas que requieren técnicas instrumentales. A menudo es necesario usar varias técnicas de esa clase a fin de obtener la información requerida para resolver un problema de análisis. Material de lectura Potenciometría El potenciómetro o pHmetro es un instrumento que utiliza un electrodo combinado de vidrio para medir el pH, y que viene acompañado generalmente con otro tipo de electrodos u otra configuración para medir oxígeno O2 disuelto, iones Ca+2 y Mg+2, así como la conductividad de una solución. El equipo normalmente mide pH con una exactitud de ±0.01 (unidades de pH). Además, éste dispone de un sistema de compensación de temperatura y se calibran automáticamente con disoluciones tampón estandarizadas de pH (4.01-ácido – 7.00-neutro – 10.01 básico y ocasionalmente 14 básico a 25ºC). Una vez calibrado el pHmetro puede usarse una solución patrón de bitartrato de potasio (pH 3.56 a 25ºC). La solución patrón de pH 4.01 generalmente suele ser biftalato potásico (10.211g/L), la solución tampón de pH 7.00 está compuesta por K2HPO4 (4.354 g/L) y KH2PO4 (3.402 g/L). La calidad en la medida del pH depende fundamentalmente del estado del electrodo, conservación de las soluciones patrón y calibración así como la verificación periódica del equipo. Datos interesantes Las soluciones patrón de calibración es conveniente que se usen en sobres monodosis para utilizar una vez y desechar. Almacenar las soluciones patrón o buffers en el refrigerador. En caso de utilizar soluciones patrón en botella, no utilizar más allá de dos o tres meses de haber abierto la botella. Procurar que estas soluciones estén a temperatura ambiente antes de calibrar el equipo. Un electrodo de combinación es una celda completa cuando se sumerge en una solución de prueba. El electrodo de vidrio se usa casi universalmente para mediciones de pH debido a su facilidad de uso, la respuesta rápida y buen funcionamiento en sistemas fisiológicos. Su potencial no se afecta esencialmente por la presencia de agentes oxidantes o reductores, y trabaja en un amplio intervalo de pH: 0 a 14. Ningún otro electrodo de medición de pH tiene todas estas propiedades. PRINCIPIO DEL ELECTRODO DE VIDRIO La Figura 3.1 muestra la construcción normal de un electrodo de vidrio para pH. Para la medición sólo es necesario sumergir el bulbo. Hay un electrodo interno de referencia y un electrólito (Ag/AgCl/Cl-1) para hacer contacto eléctrico con la membrana de vidrio; su potencial es necesariamente constante y se fija por la concentración de HCl. Por tanto, una celda completa se puede representar como: Figura 3.1. Celda completa de un potenciómetro La línea doble representa el puente salino del electrodo de referencia (ver Fig 3.1 y la Fig 3.2). El electrodo de vidrio está conectado a la terminal del electrodo indicador del medidor de pH, en tanto que el electrodo externo de referencia (por ejemplo, un electrodo saturado de calomel) se conecta a la terminal de referencia. Figura 3.2 Electrodo de vidrio del potenciómetro El potencial de la membrana de vidrio está dado por una ecuación y es menester de todos nosotros indagar todo lo que sucede detrás de estas mediciones. COMBINACIÓN DE ELECTRODOS DE pH: UNA CELDA COMPLETA Para que se pueda llevar a cabo una medición potenciométricas se requiere de una celda completa constituida de un electrodo indicador así como uno de referencia (con un puente salino). Es conveniente la combinación de los dos electrodos en una sola sonda, es por ello que sólo se requieren pequeños volúmenes para las mediciones. En la Figura 3.2 muestra la construcción normal de un electrodo de referencia de combinación. Consiste en un tubo dentro de otro; el tubo interno aloja el electrodo indicador de pH, y el externo contiene el electrodo de referencia (por ejemplo, un electrodo de Ag/AgCl) y su puente salino. Hay un cable conductor desde el electrodo de combinación, pero al final se divide en dos conectores: uno de éstos (el mayor) va a la terminal de pH, y el otro, a la del electrodo de referencia. Es importante que el puente salino esté sumergido en la solución de prueba con objeto de completar la celda. El puente salino puede ser un pequeño tapón en el anillo exterior en vez de un anillo completo, como se ilustra aquí. Los electrodos de combinación se usan más debido a su conveniencia. ¿QUÉ DETERMINA EL POTENCIAL DE LA MEMBRANA DE VIDRIO? El electrodo de vidrio para pH funciona como resultado del intercambio de iones en la superficie de una capa hidratada. La membrana de electrodo de vidrio para pH consiste en Na2O y SiO2 químicamente unidos (Fig 3.3). Figura 3.3. Electrodo de vidrio La superficie de un electrodo de vidrio nuevo contiene grupos fijos de silicato asociados a iones de sodio, -SiO-Na+. Para que el electrodo se vuelva operativo se debe empapar en agua. Durante este proceso, la superficie externa de la membrana se hidrata; la superficie interna ya está hidratada. La membrana de vidrio por lo regular tiene 0.03 a 0.1 mm de espesor, y las capas hidratadas son de 10-5 a 10-4 mm de espesor. Cuando la capa exterior se hidrata, los iones de sodio se intercambian por protones en la solución, tal como se muestra en la ecuación siguiente: Otros iones de la solución se pueden intercambiar por los iones de Na + (o H+), pero la constante de equilibrio para dicho equilibrio es muy grande, debido a la gran afinidad del vidrio por los protones. Así, la superficie del vidrio está hecha casi por completo de ácido silícico, salvo en una solución muy alcalina, donde la concentración de protones es pequeña. Los sitios -SiO son fijos, pero los protones son libres para moverse e intercambiar con otros iones. (Variando la composición del vidrio, el intercambio para otros iones se vuelve favorable, y esto constituye la base de los electrodos selectivos para otros iones (Comentario: si te interesa el tema, revisar funcionamiento del electrodo). K. L. Cheng (1990) propuso una teoría sobre los electrodos de vidrio basada en la teoría de capacitores en que el electrodo detecta al ion hidróxido (OH-) en solución alcalina (donde aH- es muy pequeña), más que el detectar a los protones. Nonfaradaic (no faradaica) se refiere a una reacción no redox. Cheng ha realizado experimentos con isótopos que sugieren que la reacción generalmente aceptada de intercambio de iones entre H+ y Na+ no ocurre; sostiene que el electrodo realmente responde a los iones OH - en solución alcalina. (¡Recuérdese que [H +] a pH 14 es sólo 10-14 M!) Huang et al., 1995, en su teoría de capacitores generalmente no se reconoce, pero él y sus colaboradores presentan algunos argumentos convincentes y resultados experimentales que hacen interesante considerar esta teoría. Tiene algo en común con la teoría de la doble capa de Pungor. NOTA IMPORTANTE La medición del pH de muestras sanguíneas se debe hacer a 37°C (temperatura corporal) para que tenga sentido. Recuérdese que el pH de una solución acuosa neutra a 37°C es 6.80, y así la escala de acidez cambia en 0.20 unidades de pH. Generalmente se toma sangre venosa para la medición del pH, aunque se puede necesitar sangre arterial para aplicaciones especiales. El límite del intervalo de confianza de 95% para pH de sangre arterial es de 7.31 a 7.45 (promedio, 7.40) para todas las edades y para ambos sexos. Se ha sugerido un intervalo de 7.37 a 7.42 para sujetos en reposo. La sangre venosa puede diferir de la arterial hasta en 0.03 unidades de pH, y puede variar según la vena de donde se tome la muestra. El pH intracelular de los eritrocitos es de alrededor de 0.15 a 0.23 unidades más bajo que el del plasma. Refractometría A principios del siglo XX el refractómetro fue inventado por el científico austriaco-alemán Dr. Ernst Abbe. El refractómetro que se emplea comúnmente es el Abbe; y consiste en una fuente luminosa, un par de prismas móviles y termostatizados, entre los cuales se sitúa la muestra, dos prismas móviles de Amici, los cuales compensan las diferencias en el grado de refracción de la luz a las distintas longitudes de onda, un visor para observar el campo en el que se produce la refracción y una escala para medir el índice de refracción (Fig. 3.4). Figura 3.4. Refractómetro Abbe y su inventor Existen dos tipos de refractómetros en función de la detección del índice de refracción; sistemas transparentes y sistemas de reflexión. Los refractómetros portátiles y los refractómetros Abbe usan los sistemas transparentes, mientras que los refractómetros digitales usan los sistemas de reflexión. En la Figura 3.5 se muestra el funcionamiento del sistema Transparente. La detección de la lectura en una muestra se realiza utilizando el fenómeno refractivo producido en el límite del prisma. Si la muestra es de baja concentración, el ángulo de refracción es grande (vea "A") debido a la gran diferencia en el índice de refracción entre el prisma y la muestra. Si la muestra es concentrada, el ángulo de refracción es pequeño (vea "B") debido a la pequeña diferencia en el índice de refracción entre el prisma y la muestra. Figura 3.5 Sistema Transparente El índice de refracción, tal como se determina normalmente, es la relación entre la velocidad de la luz en el aire y la velocidad de la luz en la sustancia que se está analizando. Es igual a la relación del seno del ángulo de incidencia al seno del ángulo de refracción. El índice de refracción puede determinarse con gran precisión, en ocasiones hasta con cinco cifras significativas y es una de las constantes más importantes empleadas para definir un compuesto y su pureza (Fig 3.6). Figura 3.6. Índice de refracción El índice de refracción de una sustancia dada varía con la longitud de onda del rayo de luz empleado y con la temperatura. Salvo indicación contraria el índice de refracción viene referido a la longitud de onda correspondiente a la línea D (589,3 nm) del espectro del sodio. Se indica con la notación nDt donde t indica la temperatura a la que se opera, normalmente 20 ºC, por ejemplo para el agua pura n D 20ºC es 1,33299. A modo de ejemplo a temperatura de 10 ºC es de 1,33369 y a 40ºC es de 1,33061. Los índices de refracción se determinan usando refractómetros, de los cuales existen diversos tipos disponibles en el mercado y que ya fueron mencionados anteriormente. El sistema de reflexión del equipo se aprecia en la Fig 3.7 donde el haz de luz A, incide desde la parte baja izquierda del prisma, no es reflejada por el límite, pero pasa a través de la muestra. El haz de luz B se refleja por la cara derecha, directamente a lo largo del límite del prisma. El haz de luz C, incide en un ángulo demasiado grande para pasar a través de la muestra, si no que es totalmente reflejado hacia el lado bajo y derecho del prisma. Como resultado, la línea límite es producida dividiendo la luz y la sombra en el otro lado de la línea punteada B en la Figura 3.6. El ángulo de reflexión de esta línea es proporcional al índice de refracción, la posición de la línea límite entre la luz y los campos oscuros es captada por un sensor y convertidas en índices refractivos.  Figura 3.7. Sistema de reflexión en un refractómetro Cómo usar el Refractómetro https://youtu.be/kHsd6EYVUww?t=7 Presentación https://es.slideshare.net/diana_25m/refractometra-13351722 UNIDAD DE MEDIDA (°Brix) La Escala de Medición en grados Brix (%) muestra el porcentaje de concentración de los sólidos solubles contenidos en una muestra (solución de agua). El contenido de los sólidos solubles es el total de todos los sólidos disueltos en el agua, incluso el azúcar, las sales, las proteínas, los ácidos, etc., y la medida leída es el total de la suma de éstos. Básicamente, el porcentaje Brix (%) se calibra a la cantidad de gramos de azúcar contenidos en 100 g de solución de azúcar. Así, al medir una solución de azúcar, Brix (%) debe ser perfectamente equivalente a la concentración real. Con soluciones que contienen otros componentes, sobre todo cuando uno quiere saber la concentración exacta, es necesaria una tabla de conversión. Polarímetro La polarimetría es una técnica que se basa en la medición de la rotación óptica producida sobre un haz de luz polarizada al pasar por una sustancia ópticamente activa. La actividad óptica rotatoria de una sustancia, tiene su origen en la asimetría estructural de las moléculas. Es una técnica no destructiva consistente en medir la actividad (rotación) óptica de compuestos tanto orgánicos como inorgánicos. Un compuesto es considerado ópticamente activo si la luz linealmente polarizada sufre una rotación cuando pasa a través de una muestra de dicho compuesto. La rotación óptica viene determinada por la estructura molecular y la concentración de moléculas quirales. Cada sustancia ópticamente activa tiene su propia rotación específica, determinada por la siguiente ecuación: [α](t,λ) =α(t,λ) / cI  Dónde: [α] =Rotación específica a una determinada longitud de onda, α =rotación óptica, c = concentración, I = paso óptico a través de la muestra, t = temperatura,λ = longitud de onda Los componentes básicos del polarímetro son:  Una fuente de radiación monocromática  Un prisma que actúa de polarizador de la radiación utilizada  Un tubo para la muestra  Un prisma analizador  Un detector (que puede ser el ojo o un detector fotoeléctrico) Si se hace pasar un haz de luz polarizada en un plano a través de un medio ópticamente activo se produce un desplazamiento angular del plano de polarización de la luz. El poder rotatorio define la propiedad que tienen muchas sustancias orgánicas, entre ellas los azúcares, cuando son atravesadas en estado líquido o en disolución por un rayo de luz polarizada, de hacer girar el plano de polarización un cierto ángulo respecto a una determinada posición del mismo plano. La rotación originada puede ser en el sentido de izquierda a derecha o de derecha a izquierda y de aquí la distinción de las sustancias ópticamente activas en dextrógiras y levógiras, según desvíen el plano de luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda. Es una técnica de amplio uso sobretodo en la industria azucarera para valorar la riqueza en sacarosa de la remolacha azucarera y de la caña de azúcar principales materias primas de este sector. El poder rotatorio para una misma sustancia, es proporcional al espesor de la capa líquida atravesada por la luz polarizada. Además, el ángulo de rotación para una misma sustancia depende: 1.- De la concentración de la disolución del compuesto ópticamente activo. En algunos casos la rotación es proporcional a la concentración, en cambio en otros casos se aparta más o menos de la proporcionalidad. Es necesario contrastar los intervalos de concentración donde hay linealidad. 2.- De la temperatura. En función de la naturaleza de la sustancia puede tener una influencia muy pequeña y en otros casos una influencia notable; del mismo modo al aumentar la temperatura en unos casos aumenta y en otros disminuye el poder rotatorio. En todo caso para eliminar esta variación y por convenio se suelen referir las rotaciones a una misma temperatura, normalmente 20 ºC. 3.- De la longitud de onda de la radiación empleada. La radiación de longitud de onda menor sufre una rotación mayor y viceversa. Cuando se trabaja con polarímetros normales y no con espectropolarímetros es necesario fijar un valor de la longitud de onda de ordinario se utiliza la luz amarilla de una lámpara de vapor de sodio o emisor correspondiente para la raya D de Fraunhofer de valor 589.3 nm. 4.- De la naturaleza del disolvente. Para algunas sustancias ópticamente activas el ángulo de rotación varía con el disolvente empleado. 5.- De la mutarrotación. La mutarrotación es un fenómeno de isomerización que ocurre en monosacáridos referido a la rotación que sufre el carbono anomérico al pasar de un confórmero al otro. Puede pasar de un enlace de carbono alfa a uno beta, o viceversa. En la serie "D", por convención si la disposición del OH es hacia arriba lo llamamos beta, si es hacia abajo lo denominamos alfa, ocurriendo lo contrario en la serie "L", donde el OH hacia arriba indica el confórmero α (alfa), y hacia abajo, el β (beta). Para pasar de un estado al otro debe pasar primero por el estado de cadena abierta. Por tratarse de una rotación del carbono simple carbono anomérico al pasar de un confórmero al otro, se concluye que el compuesto cambia su actividad óptica, variando su valor, pero raramente se invierte. El compuesto original y el resultante son isómeros ópticos entre sí, pero no imágenes especulares. Por ejemplo, ocurre con la glucosa, se estabiliza mediante la adición de unas gotas de hidróxido amónico concentrado. Cuando se medía la rotación óptica de diferentes disoluciones de D-glucosa se comprobó con sorpresa que en unos casos ésta tenía un valor inicial de +112.2º mientras que en otros este valor era de +18.7 º. Resultaba sin embargo todavía más sorprendente que al cabo de unos minutos de haber preparado la disolución la rotación óptica cambiaba para estabilizarse en todos los casos en un valor de +52.7º. El fenómeno de la mutarrotación sugiere que deben existir dos formas estereoisómeras de la D-glucosa con propiedades físicas diferentes. APLICACIONES La Polarimetría se usa en control de calidad, control de procesos e investigación en las industrias: farmacéutica, química, aceites esenciales, de alimentos y aromas. Con la polarimetría se puede hallar la concentración, contenido y pureza de la sustancia. Dentro de la investigación es frecuente el uso para, aislamiento de cristalizados, evaluar y caracterizar compuestos ópticamente activos, reacciones cinéticas, monitorización y cambios de concentración, así como actividades (Fig 3.7A). Figura. 3.7A. Polarímetro de tubo Videos https://www.agsanalitica.com/para-que-sirve-un-polarimetro https://www.youtube.com/watch?v=Cob57FIX5t4&list=PLV25L7BBU3Hfc05Vkq2JiVDpLzaSsnBEa https://www.youtube.com/watch?v=3xHK4jvkoyk&list=PLV25L7BBU3Hfc05Vkq2JiVDpLzaSsnBEa &index=2 https://www.youtube.com/watch?v=gjppQd67pqw&list=PLV25L7BBU3Hfc05Vkq2JiVDpLzaSsnBEa &index=3 Los componentes principales de un polarímetro habitual para medir poder rotatorio son una fuente luminosa, un prisma de Nicol para polarizar la luz, un compartimento para ubicar el tubo que contiene la muestra, un prisma de Nicol para analizar, unas lentes de observación y una escala en la cual se indique la rotación óptica de la muestra. El refractómetro y polarímetro, son dos instrumentos muy habituales de laboratorio, muy genéricos, pero de amplio uso en laboratorios de vinos, licores, control productos alimenticios, aceites, etc. El refractómetro se utiliza para la determinación de azúcares totales de una muestra (p/e: el mosto de una fruta), aunque también puede usarse para la determinación del grado alcohólico. El refractómetro puede ser óptico o electrónico, de campo o de sobremesa. La medición con éste equipo está influenciada SIEMPRE por la temperatura tomandose 20 ºC como valor normalizado (o de referencia), la lectura en éste equipo es muy sencillo de realizar en laboratorio. El uso de éste instrumento en campo se utiliza a 20 ± 3 ºC. Los azúcares totales de un mosto permiten estimar el posible valor del grado alcohólico del vino que se obtendrá con esta muestra. Se dispondrá de patrones para comprobar periódicamente la calibración del refractómetro y polarímetro. El grado alcohólico probable se obtiene por cálculo a partir del rendimiento de fermentación que puede oscilar entre 16 a 18 gramos de azúcar/litro para obtener un 1% en volumen de etanol en el vino. Es, por tanto, un valor estimativo y aproximado, aunque de gran interés enológico. El polarímetro se emplea para medir riqueza en azúcares de un producto o sustancia líquida, por ejemplo, riqueza en sacarosa de la remolacha, medida de vitaminas, aminoácidos, etc. se fundamenta en el poder rotatorio de las sustancias ópticamente activas al ser atravesadas por la luz polarizada. Modo de operar el refractómetro Previamente a la realización de las mediciones de la muestra se efectúa el calibrado del refractómetro con cuatro sustancias patrón de índices de refracción estables y perfectamente conocidos, ejemplo agua destilada, acetona PA, tolueno PA y monobromonaftalina de calidad contrastada. Representándose el valor obtenido frente a valor “teórico” obtenido en tablas. La forma de operar el refractómetro es sencilla; con ayuda de una pipeta Pasteur de plástico (al usarlo y limpiarlo cuidar de no rayar las superficies de los prismas de medición, usar paño suave y etanol, NO FROTANDO. Dejar limpio y seco antes de guardar) se colocan de dos a cuatro gotas de la sustancia a medir sobre la superficie del prisma de medición. Enseguida se cerrará el prisma de iluminación con precaución, de forma que quede una película de sustancia que cubra toda la superficie del prisma, enfocándose hacia una fuente de luz blanca. Gire el mando inferior derecho del refractómetro (mando para ajuste de la línea divisoria de campo) hasta llevar el campo oscuro al centro de la intersección de las líneas diagonales que se muestran en el visor de contraste de campo. El borde coloreado que aparece en la división entre campo claro y oscuro se hace nítido usando el mando superior correspondiente al compensador. Se debe hacer coincidir lo más exactamente posible ese límite de campos con el punto de intersección de las dos diagonales, con ayuda de nuevo con el mando de ajuste de línea divisoria. El índice de refracción se lee en la escala de tres decimales y el cuarto decimal se obtiene por estimación. Se anota la temperatura del prisma; la variación del índice de refracción con la temperatura depende de los tipos de grupos funcionales presentes en la sustancia, pero puede tomarse como valor aproximado una corrección de 0.00045 por cada grado centígrado de variación; el índice de refracción disminuye cuando aumenta la temperatura. En la parte inferior de la escala también se puede obtener el ºBrix o el tanto por ciento en sustancia azucarada. TÉCNICA DEL MANEJO DE MUESTRAS PROBLEMA i. Ponga en cero grados el analizador y encienda la fuente. ii. Mire la energía luminosa de la fuente a través del analizador y rote el polarizador hasta que la intensidad de la luz que observe sea mínima. iii. (Si tiene dificultades para encontrar el mínimo de intensidad, rote levemente el polarizador en ambas direcciones (a favor o en contra de las manecillas del reloj) y de ese modo trate de hallar ese mínimo. Cuando se presenta ese mínimo de intensidad, se dice que los polarizadores están cruzados.) iv. Llene el tubo porta-soluciones con agua destilada y colóquelo entre los dos elementos polarizantes. Observe la luz de la fuente a través del analizador y determine si el agua le produjo un cambio notable a la intensidad luminosa, si no es así. v. Vacíe el tubo porta-soluciones y llénelo de la muestra que contiene el líquido (solución) a examinar de más baja concentración. Observe la luz de la fuente a través del analizador y determine si se presentó algún cambio en la intensidad luminosa como producto de la solución que se colocó. vi. Mirando la fuente a través del analizador, rótelo en el sentido de las manecillas del reloj hasta que vuelva a establecer el mínimo de intensidad. Establecido dicho estado, mida y anote el ángulo que roto el analizador. Esa cantidad son los grados que esa concentración de la solución giró el plano de polarización del campo eléctrico.  vii. Vacíe el tubo porta-soluciones y coloque en él un poco de la muestra siguiente. Agite el líquido y luego tírelo. A continuación, llénelo de la misma solución y coloque el tubo en el lugar indicado. Observe la luz de la fuente a través del analizador y determine si se presentó algún cambio en la intensidad luminosa. viii. Cada vez que trabaje con una nueva solución o sustancia, repita el paso 6 para eliminar los residuos de la anterior y no se provoque un error experimental. ¿Cómo opera un polarímetro?. Recuperado de: http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/30/informacion%20web/762.htm Fundamentos de polarimetría. Polarimetría-ITESCAM: Recuperado de: www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r74305.DOC Polarimetría (III): El polarímetro. Recuperado de: http://triplenlace.com/2012/11/25/polarimetria-iii-el-polarimetro/ Espectrofotometría La espectrometría, tal vez sea uno de los métodos de análisis más usados en especial en la región visible del espectro electromagnético. Se utiliza mucho en química clínica y en las determinaciones ambientales porque muchas sustancias pueden convertirse en derivados coloridos en forma selectiva. Los instrumentos se consiguen con facilidad y en general su manejo es muy sencillo. Para revisar más a detalle una muestra debe consultarse: 1) La descripción de la absorción de la radiación por parte de las moléculas y su relación con la estructura molecular; 2) Se debe conocer los cálculos cuantitativos que relacionan la cantidad de radiación absorbida con la concentración del analito absorbente, y 3) Se debe conocer la instrumentación necesaria para hacer las mediciones. Éstas pueden efectuarse en las regiones infrarroja, visible y ultravioleta del espectro. La región de longitud de onda que se seleccione dependerá de factores como disponibilidad de instrumentos, si el analito tiene color o se puede convertir en un derivado colorido, si contiene grupos funcionales que absorban en las regiones ultravioleta (UV) o infrarroja (IR) y si en la solución existen otras sustancias absorbentes. En general, la espectrometría del infrarrojo es menos adecuada para mediciones cuantitativas, pero se encuentra mejor ubicada para recabar información cualitativa, o de dactiloscopia, que la espectrometría del UV o del visible. En general, los espectrómetros del visible son menos costosos y más asequibles que los espectrómetros UV. Se trata de un instrumento muy versátil de análisis. Los habitualmente utilizados son el espectrofotómetro visible-ultravioleta y en menor medida el espectrofotómetro de infrarrojo. Son técnicas que se basan en la absorción de radiación por las moléculas. Cada molécula en función de su configuración electrónica puede absorber unas radiaciones específicas, que se caracterizan por su longitud de onda o su frecuencia. Se pueden emplear tanto para análisis cuantitativo como cualitativo. En el caso de la absorción en el rango de la luz visible (400 a 700 nm), esta absorción es la razón por la cual las disoluciones se vean coloreadas. Así el vino tinto es rojizo, absorbe en el visible con un máximo en 520 nm. Periódicamente estos equipos se deben verificar y calibrar bien mediante autocalibraciones ó auto-chequeos disponibles en los mismos o mediante patrones externos o materiales de referencia. http://www.yolanda-rios.net/materiales/UVTeoria.pdf. Teoría espectroscopía UV - visible. Transiciones electrónicas en moléculas orgánicas. Resumen completo y didáctico. http://www.agilent.com/cs/library/primers/public/5980-1397ES.pdf. Fundamentos de Espectroscopía UV – visible moderna. Conceptos básicos (2000). Agilent Technologies. ¿Quién fue el primer espectroscopista? Johannes Marcus Marci (1595-1667), de Bohemia Oriental, se puede considerar como el primer científico espectroscopista. Se interesó en el fenómeno del arco iris el cual lo describió y en 1648, publicó El libro de milagros que describen este fenómeno celestial, la naturaleza de sus colores, su origen y sus causas. Describió las condiciones responsables de la producción (del arco iris) y escribió acerca de la producción de un espectro al hacer pasar un haz de luz por un prisma. El arco iris fue descrito, como un fenómeno debido a la difracción de la luz en forma correcta. Más de 20 años después, Newton hizo experimentos parecidos a los de Marci y presentó una explicación más rigurosa de los colores del arco iris, y obtuvo mayor celebridad. ¡Pero Marci fue el primero! La interacción de la radiación electromagnetica con la materia En los métodos espectrométricos, la muestra en solución absorbe radiación electromagnética procedente de una fuente adecuada, y la cantidad absorbida se relaciona con la concentración del analito en la solución. Una solución que contenga iones cobre(II) es azul porque absorbe el color complementario, el amarillo, de la luz blanca, y transmite la luz azul restante (Tabla 3.1). Cuanto más concentrada sea esa solución de cobre, más luz amarilla absorbe, y el color azul que resulta en la solución se hace más intenso. En un método espectrométrico, se mide la cantidad de esta luz amarilla que se absorbe y que se relaciona con la concentración. Se podrá comprender mejor la espectrometría de absorción en la medida que se comprenda el espectro electromagnético y la forma en que las moléculas absorban la radiación. Tabla 3.1. Colores de las diferentes regiones de longitud de onda EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO Para los fines de este libro, se puede considerar que la radiación electromagnética es una forma de energía radiante que se propaga en forma de ondas transversales. Su vibración es perpendicular a la dirección de su propagación, lo cual imparte un movimiento ondulatorio a la radiación, como se muestra en la Figura 3.8. La onda se describe ya sea en términos de su longitud de onda, que es la distancia que ocupa un ciclo completo, o en función de su frecuencia, que es la cantidad de ciclos que pasan por un punto fijo por unidad de tiempo. Al recíproco de la longitud de onda se le llama número de onda, y es la cantidad de ondas que hay en una longitud unitaria, o sea la distancia por ciclo. Figura 3.8. Movimiento ondulatorio de la radiación electromagnética Consúltese un excelente tutorial sobre las bases de la luz y los colores http://science.csustan.edu/tutorial/color/index.htm. También se describen los colores primarios aditivos y sustractivos. ¿QUÉ LE SUCEDE A LA RADIACIÓN ABSORBIDA? Los estados excitados de las moléculas duran muy poco, disipan su energía y regresan a su estado fundamental. Sin embargo, más que emitir esta energía en forma de un fotón de la misma longitud de onda que la absorbida, la mayor parte de las moléculas se desactivan debido a procesos de colisión, en los que la energía se pierde en forma de calor; en la mayor parte de los casos el calor es demasiado pequeño para detectarlo, y por ello la solución de ciertas sustancias tiene color. Si la luz se reemitiera, la solución sería incolora. En algunos casos, se emitirá luz, en general a mayores longitudes de onda; podemos buscar información donde se estudia la fluorescencia para conocer la descripción con mayor detalle, en los procesos. ¿QUÉ OCURRE SI UNA MOLÉCULA NO ABSORBE LA RADIACIÓN? Si un compuesto (orgánico o inorgánico) no absorbe en la región ultravioleta o visible, a veces se puede preparar un derivado del mismo que sí absorba. Por ejemplo, las proteínas forman un complejo colorido con el cobre(II) (reactivo de biuret). Los metales forman quelatos muy coloridos con muchos de los reactivos orgánicos de precipitación que se aprecian en algunos estudios (no mostrados). Estos precipitados se pueden disolver o con un disolvente orgánico, como el cloruro de etileno, para medir de manera espectrométrica el color de la solución. Más adelante se describirá el mecanismo de absorción de la radiación debida a compuestos inorgánicos. Las mediciones espectrométricas en las regiones visibles o ultravioleta (en especial las primeras) se emplean mucho en química clínica, con frecuencia formando un derivado o un producto de reacción que tenga color y se pueda relacionar con la sustancia que se analiza. Por ejemplo, se hace reaccionar la creatinina hemática con ion picrato en solución alcalina para formar un producto colorido que absorbe a 490 nm. El hierro se hace reaccionar con batofenantrolina, y se mide a 535 nm; el fosfato inorgánico se hace reaccionar con molibdeno (VI), y el complejo que se forma se reduce para obtener “azul de molibdeno” (una especie 5) que absorbe a 660 nm ; el ácido úrico se oxida con fosfotungstato alcalino, y el producto de reacción es azul y se mide a 680 nm. Entre las determinaciones en ultravioleta están la de los barbituratos en solución alcalina, a 252 nm, y el seguimiento de muchas reacciones enzimáticas, registrando el cambio de absorbencia a 340 nm debido a cambios en la forma reducida del dinucleótido de nicotinamida y adenina (NADH), un reactivo o producto común en reacciones enzimáticas. En el capítulo 24 se describirán con más detalle las determinaciones clínicas. ABSORCIÓN INFRARROJO La espectroscopia en infrarrojo es muy útil para obtener información cualitativa sobre las moléculas. Pero las moléculas deben poseer ciertas propiedades para poder absorber. ABSORCIÓN DE RADIACIÓN INFRARROJA No todas las moléculas pueden absorber en la región del infrarrojo. Para que haya absorción debe presentarse un cambio en el momento dipolar (polaridad) de la molécula. Una molécula diatómica debe tener un dipolo permanente (un enlace covalente polar en el que un par de electrones se comparta en forma desigual) para absorber; pero las moléculas mayores no lo hacen. Por ejemplo, el nitrógeno en NΞN no puede tener un dipolo, y no puede absorber en la región infrarroja. Una molécula diatómica asimétrica, como la del monóxido de carbono, sí tiene un dipolo permanente y por tanto absorbe. El dióxido de carbono, O=C=O, no tiene dipolo permanente, pero cuando vibra sí puede tener un momento dipolar. Así, en el modo vibracional O →⃗C← ⃖ O hay simetría y no existe un momento dipolar, pero en el modo O← ⃖ C← ⃖ O sí lo hay y la molécula puede absorber radiación infrarroja vía un dipolo inducido. Los tipos de grupos y moléculas absorbentes para las regiones infrarroja y de otras longitudes de onda se describirán adelante. Estas descripciones se han limitado a moléculas, porque casi todas las especies absorbentes en solución son de naturaleza molecular. En el caso de átomos aislados (como los que hay en una llama o un arco eléctrico) que no vibran ni giran, sólo tienen transiciones electrónicas. Éstas se ven como líneas nítidas que corresponden a transiciones definidas, que se describen en cursos más profundos. ESPECTROS INFRARROJOS Los grupos absorbentes (vibracionales) en la región del infrarrojo absorben dentro de cierta región de longitudes de onda, y la longitud de onda exacta está influida por los grupos vecinos. Sin embargo, sus máximos de absorción son mucho más agudos que los de la región ultravioleta o visible, y son más fáciles de identificar. Además, cada molécula tendrá un espectro completo y exclusivo de absorción, por lo que se obtiene una “dactiloscopia” de la molécula. Véase, por ejemplo, el espectro superior de la Figura 3.9. Existen catálogos de espectros infrarrojos para una gran cantidad de compuestos para fines de comparación. Véanse las referencias al final del capítulo, y la dirección de Internet al final de esta sección. Naturalmente, las mezclas de compuestos absorbentes poseerán espectros combinados de los compuestos. Aun así, con frecuencia es posible identificar los compuestos individuales a partir de máximos de absorción de grupos específicos en las moléculas. Entre los grupos funcionales más comunes que se pueden identificar se encuentran alcohol, hidroxilo, éster carbonilo, olefina e hidrocarburo insaturado aromático. En la Figura 3.9 se resumen las regiones de absorción para ciertos tipos de grupos. La absorción en la región de 6 a 15 µm depende mucho del ambiente molecular, y se llama región dactiloscópica. Una molécula se puede identificar al comparar su absorción única en esta región con espectros conocidos en un catálogo. Aunque el uso más importante de la espectroscopia del infrarrojo es para análisis de identificación y estructura, es útil en el análisis cuantitativo de mezclas complejas de compuestos similares debido a que algunos máximos de absorción de cada compuesto se presentan en longitudes de onda definidas y selectivas, con intensidades proporcionales a la concentración de la especie absorbente. En el siguiente link, véase un resumen de las bandas de absorción comunes en http://science.csustaniedu/tutorial/ir/index.htm, y compárelo con la Figura 3.9. Allí, de manera breve se hace una buena descripción de cómo identificar diferentes tipos de compuestos a partir de combinaciones de bandas, y se hace notar cuáles están ausentes. Figura 3.9. Correlaciones sencillas entre vibraciones de grupos y regiones de absorción infrarroja (según R.T. Conley, Infrated Spectroscopy, 2ª.ed.,Boston: Allyn and Bacon, Inc., 1972. Reproducción autorizada por Allyn and Bacon, Inc) LA ESPECTROMETRÍA DEL INFRARROJO EN LA VIDA COTIDIANA La espectrometría en infrarrojo tiene muchas aplicaciones, por ejemplo la vigilancia de la higiene industrial y la calidad del aire. Cuando se hace la verificación de emisiones de los vehículos (obligatoria en muchas ciudades), se inserta un sensor de infrarrojo en el tubo de escape para medir las concentraciones de CO, CO2 e hidrocarburos (con base en una absortividad molar promedio de los hidrocarburos). Si se detiene a un conductor para comprobar si maneja bajo la influencia del alcohol, es probable que se mida el contenido alcohólico de la sangre por determinación de alcohol en el aliento mediante un instrumento infrarrojo. Se le indica soplar en un tubo para recolectar aire alveolar (de las profundidades de los pulmones) en una cámara de muestra (el aire alveolar está en equilibrio con la sangre en los capilares de los pulmones). Se determina el alcohol a una banda de absorción de 3.44 µm. Sin embargo, esta absorción no es específica del alcohol, y la sustancia en el aliento que puede interferir con más probabilidad es la acetona, que se produce en casos de acidosis (cetosis) cuando una persona es diabética o no ha comido durante algún tiempo. Para corregir la interferencia, también se mide la absorbencia a 3.37 µm, donde la acetona tiene una fuerte banda de absorción y la del alcohol es más débil. La calibración se hace soplando aire a través de una solución alcohólica patrón, a una temperatura determinada, que va a la celda de muestreo. El contenido de alcohol en el aliento se convierte (y se registra) como porcentaje de alcohol en la sangre, con un factor de conversión promedio de 2 100:1. En muchos lugares se considera que un porcentaje de alcohol en la sangre menor que 0.08% es el límite legal; es decir, a esta concentración o mayor, se supone que el individuo está bajo la influencia del alcohol. Este límite es todavía menor en muchos países europeos. Y si se es menor de edad, el límite podrá ser 0%, y se pierde la licencia a menos que se tenga la edad legal. https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/lhh345a/EspectroscopiaMolecular.pdf. Espectroscopía molecular. Absorción ultravioleta. Define y enumera de forma concisa: cromóforos, auxocromos, bandas de transferencia de carga y bandas de campo ligando. http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/TablasIR_15437.pdf. Interpretación de bandas de compuestos en el infrarrojo en forma resumida y tabulada. BASE DE DATOS E IDENTIFICACIÓN DE INCOGNITAS Bourassa et al. 1997 han compilado una excelente bibliografía sobre interpretación de espectros. Hay bases de datos excelentes y versátiles disponibles. También hay algunas bases de datos básicas, sin costo. A continuación, se mencionan algunas. En el texto del sitio Web se ven los detalles de cada una. 1. www.galactic.com. Base de datos sin costo para búsqueda en línea, con más de 6,000 espectros (www.galactic.com/spconline) 2. www.acdlabs.com. Refiere diversas bases de datos que se pueden descargar sin costo. 3. http://webbook.nist.gov. Puerta de entrada a colección de datos de NIST, para espectros UV-Vis e IR. 4. www2.chemie.uni-erlang.en.de/services/telespec/. Simulación de espectros de infrarrojo. 5. www.ftirsearch.com. Bibliotecas de espectros, de pago por uso, para laboratorios pequeños, con 71,000 espectros. 6. www.chemicalconcepts.com. “La mayor colección de espectros del mundo”, con 660,000 espectros. 7. www.mattsonir.com. Incluye una biblioteca inorgánica para espectros de FTIR.* 8. www.sadtler.com. Sistema integrado de datos para UV-Vis e IR, y otros espectros. * N. del R. T. Espectros de infrarrojo por transformada de Fourier. Cromatografía En 1906 Tswett (científico ruso), informó de la separación de los componentes de diferentes colores procedentes de hojas al hacer pasar un extracto de éstas a través de una columna de carbonato de calcio, alúmina y sacarosa (Figura I). Acuñó el término cromatografía con las palabras griegas que significan “color” y “escribir”. Los experimentos originales de Tswett pasaron casi inadvertidos en las publicaciones durante décadas, pero finalmente se desarrollaron otros métodos y hoy existen varios tipos diferentes de cromatografía. En la actualidad se interpreta la cromatografía como la separación de componentes de una muestra al distribuirse entre dos fases: una estacionaria y otra móvil, que por lo regular, pero no necesariamente, se hace en una columna. Figura I. Mikhail Semenovich Tsweet La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) ha propuesto una definición de cromatografía: “cromatografía es un método físico de separación, en el que los componentes a separar se distribuyen entre dos fases, una estacionaria (fase estacionaria) y otra que se mueve (fase móvil) en una dirección definida” (Ettre, 1993). La fase estacionaria suele estar en una columna, pero puede tener otras formas, como una fase plana (una hoja, por ejemplo). Las técnicas cromatográficas han sido más valiosas que cualquier otra en la separación y el análisis de mezclas muy complejas, y han revolucionado las posibilidades de la química analítica. En este capítulo se presentarán los conceptos y principios de la cromatografía, incluyendo sus diversos tipos, y se describirá la teoría del proceso cromatográfico en columnas. Los dos tipos principales de cromatografía son la cromatografía de gases (GC) y la cromatografía de líquidos (LC). En la cromatografía de gases se separan sustancias gaseosas con base en su adsorción o partición en una fase estacionaria a partir de una fase gaseosa. La cromatografía de líquidos comprende técnicas como la de exclusión de tamaño (separación basada en el tamaño molecular), de intercambio iónico (separación basada en cargas eléctricas) y de cromatografía de líquidos de alta eficiencia (HPLC, high-performance liquid chromatography), basada en la adsorción o separación de una fase líquida. , junto con la cromatografía en capa delgada (TLC, thin-layer chromatography), una forma plana de LC, y la electroforesis, donde la separación en un gradiente eléctrico se basa en el signo y la magnitud de la carga del soluto. Thin Layer Chromatography (TLC), animation: https://youtu.be/CmHFVxTxkGs?list=RDCMUCAi08vpGsxeDRb20qu2EnRw&t=12 Chromatography: https://youtu.be/PvHvx7k7UPU?t=234 Nacimiento de la cromatografía moderna de líquidos y de gases En Londres, 1941 Junio, A. J. P. Martin y R. L. M. Synge (químicos ingleses) presentaron, un trabajo en el marco de una reunión de la Sociedad de Bioquímica acerca de la separación de ácidos monamino monocarboxílicos en madera usando una nueva técnica de cromatografía líquido-líquido, llamada cromatografía de partición. Los detalles se publicaron en Biochem.J., 35 (1941) 91. Por este trabajo recibieron el Premio Nobel de Química en 1952 (www.almz.com/nobel). En un segundo trabajo indicaron que “La fase móvil no necesita ser un líquido, sino que puede ser un vapor...” y que “por consiguiente, puede llevarse a cabo separaciones muy refinadas de sustancias volátiles en columnas en las que se tenga un flujo permanente de gas sobre un gel impregnado con un disolvente no volátil”. Pero estos trabajos pasaron inadvertidos durante la Segunda Guerra Mundial, periodo durante el cual muchas bibliotecas no recibieron revistas científicas, y no fue sino hasta 1950 que Martin, junto con A. T. James, un joven colega, demostraron con éxito la “cromatografía de partición líquido- gas” en el encuentro de octubre de la Sociedad de Bioquímica (James A. T. y A. J. P. Martin, (1950) vii). Así nacieron dos de las técnicas analíticas más poderosas que se usan en la actualidad. Véase Ettre, L. S., 2001 “The Birth of Partition Chromatography”, LC-GC, 19(5) 506, con una fascinante reseña histórica de estos desarrollos. PRINCIPIO DE SEPARACIÓN Si bien los mecanismos de retención en los diversos tipos de cromatografía difieren, todos se basan en establecer un equilibrio entre una fase estacionaria y una fase móvil. En la Figura 3.10 se ilustra la separación de esos componentes en una columna cromatográfica. Figura 3.10. Principio de las separaciones cromatográficas Se coloca un pequeño volumen de la muestra en la parte superior de la columna, llena con partículas cromatográficas (fase estacionaria) y disolvente. Se agrega la fase móvil de disolvente a la columna y se deja que salga lentamente por su parte inferior. Los componentes individuales interactúan con la fase estacionaria con diversas intensidades, El equilibrio de distribución se define con la constante de distribución donde [X]s es la concentración del componente X sobre o en la fase estacionaria, y [X] m es su concentración en la fase móvil. Esta constante de equilibrio está gobernada por la temperatura, la clase de compuesto y las fases estacionaria y móvil. También se llama coeficiente de distribución o coeficiente de partición en la cromatografía de partición. Los solutos con un valor grande de Kc serán retenidos con mayor fuerza por la fase estacionaria que los que tienen un valor pequeño. Como resultado, estos últimos avanzarán por la columna (serán eluidos) con mayor rapidez. Debido a que no se alcanza un equilibrio verdadero entre las dos fases, habrá algo de retraso de las moléculas de analito entre ellas, lo cual dependerá de la rapidez de flujo de la fase móvil y del grado de interacción con la fase estacionaria; el resultado será el ensanchamiento de la banda. La Figura 3.11 muestra la distribución de dos especies, A y B, a lo largo de una columna al bajar por ella. Si se mide la concentración de las moléculas eluidas al salir de la columna y se grafica en función del tiempo o del volumen de fase móvil que pasó por la columna, el resultado será un cromatograma. Obsérvese que a medida que las sustancias bajan por la columna cada banda se ensancha más; las áreas bajo los máximos permanecen constantes. Los efectos del ensanchamiento de bandas se explicarán más adelante. En la cromatografía moderna se coloca un detector al final de la columna que mida automáticamente los compuestos eluidos e imprima un cromatograma de los máximos correspondientes a las sustancias separadas. Figura 3.11. Distribución de dos sustancias, A y B, a lo largo de una columna cromatográfica en una separación cromatográfica típica. Aunque hay diversas formas de cromatografía, este modelo simplificado tipifica el mecanismo de cada una; es decir, nominalmente hay equilibrio entre dos fases, una móvil y una estacionaria (nunca se alcanza realmente el equilibrio). Al agregar continuamente más fase móvil, los analitos se distribuirán entre las dos fases y terminarán por ser eluidos, y si la distribución es lo suficientemente distinta para las diversas sustancias, terminarán por separarse. AUTOMATIZACIÓN EN LAS MEDICIONES Los servicios del químico analítico aumentan constantemente a medida que se desarrollan más y mejores pruebas analíticas y laboratorios clínicos. Con frecuencia, el analista debe manejar una gran cantidad de muestras, procesar inmensas cantidades de datos, o ambas cosas. Hay instrumentos que hacen automáticamente muchas o todas las etapas de un análisis, lo que aumenta de manera considerable la capacidad del laboratorio. Los datos generados a menudo se pueden procesar mejor mediante técnicas computarizadas, y las computadoras incluso se pueden conectar a los instrumentos analíticos. Un tipo importante de automatización es el control del proceso cuando se vigila el progreso de un proceso en una planta industrial en tiempo real (es decir, en línea) y se alimenta con información analítica continua a los sistemas de control que mantienen el proceso en las condiciones predeterminadas. Como ACTIVIDAD deberán buscar los tipos de instrumentos y dispositivos automáticos que se suelen usar y los principios de su funcionamiento (de forma breve se deberá describir). Incluir la aplicación al control de procesos (anexar dos prácticas). Referencias VIDEOS Cómo usar el Refractómetro https://youtu.be/kHsd6EYVUww?t=7 https://www.youtube.com/watch?v=Cob57FIX5t4&list=PLV25L7BBU3Hfc05Vkq2JiVDpLzaSsnBEa https://www.youtube.com/watch?v=3xHK4jvkoyk&list=PLV25L7BBU3Hfc05Vkq2JiVDpLzaSsnBEa&index=2 https://www.youtube.com/watch?v=gjppQd67pqw&list=PLV25L7BBU3Hfc05Vkq2JiVDpLzaSsnBEa&index=3 https://www.agsanalitica.com/para-que-sirve-un-polarimetro Thin Layer Chromatography (TLC), animation: https://youtu.be/CmHFVxTxkGs?list=RDCMUCAi08vpGsxeDRb20qu2EnRw&t=12 Chromatography: https://youtu.be/PvHvx7k7UPU?t=234 PRESENTACIONES https://es.slideshare.net/diana_25m/refractometra-13351722 DOCUMENTOS http://www.yolanda-rios.net/materiales/UVTeoria.pdf. Teoría espectroscopía UV - visible. Transiciones electrónicas en moléculas orgánicas. Resumen completo y didáctico. http://www.agilent.com/cs/library/primers/public/5980-1397ES.pdf. Fundamentos de Espectroscopía UV – visible moderna. Conceptos básicos (2000). Agilent Technologies. Resumen de las bandas de absorción comunes en http://science.csustaniedu/tutorial/ir/index.htm https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/lhh345a/EspectroscopiaMolecular.pdf. Espectroscopía molecular. Absorción ultravioleta. Define y enumera de forma concisa: cromóforos, auxocromos, bandas de transferencia de carga y bandas de campo ligando. http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/TablasIR_15437.pdf. Interpretación de bandas de compuestos en el infrarrojo en forma resumida y tabulada. ARTÍCULOS Cheng, K. L. 1990 “Capacitor Theory for Nonfaradaic Potentiometry”, Microchem. J., 42 (5). Huang et al., C. M. 1995 “Isotope Evidence Disproving Ion Exchange Reaction Between H+ and Na+ in pH Glass Electrode”, J. Electrochem. Soc., 142 (1995) L175. Ettre, L. S. 1993 “Nomenclature for Chromatography,” Pure & Appl. Chem., 65(4) 819-872. Nacimiento de la cromatografía moderna de líquidos y de gases: www.almz.com/nobel James, A.T. y A. J. P. Martin, 1950. Biochem. J. Proc., 48(1) vii. Ettre, L. S. 2001. “The Birth of Partition Chromatography”, LC-GC, 19(5) 506. TUTORIALES Excelente tutorial sobre las bases de la luz y los colores (primarios aditivos y sustractivos ). http://science.csustan.edu/tutorial/color/index.htm BASE DE DATOS 1. www.galactic.com. Base de datos sin costo para búsqueda en línea, con más de 6,000 espectros (www.galactic.com/spconline) 2. www.acdlabs.com. Refiere diversas bases de datos que se pueden descargar sin costo. 3. http://webbook.nist.gov. Puerta de entrada a colección de datos de NIST, para espectros UV-Vis e IR. 4. www2.chemie.uni-erlang.en.de/services/telespec/. Simulación de espectros de infrarrojo. 5. www.ftirsearch.com. Bibliotecas de espectros, de pago por uso, para laboratorios pequeños, con 71,000 espectros. 6. www.chemicalconcepts.com. “La mayor colección de espectros del mundo”, con 660,000 espectros. 7. www.mattsonir.com. Incluye una biblioteca inorgánica para espectros de FTIR.* 8. www.sadtler.com. Sistema integrado de datos para UV-Vis e IR, y otros espectros. * N. del R. T. Espectros de infrarrojo por transformada de Fourier