Análisis Instrumental PDF

ANALISIS INSTRUMENTAL  Métodos Analíticos Métodos químicos por Métodos instrumentales vía húmeda Se obtiene una señal:...

ANALISIS INSTRUMENTAL  Métodos Analíticos Métodos químicos por Métodos instrumentales vía húmeda Se obtiene una señal: S  Canalito Gravimetría Análisis Electroquímicos Separación Opticos volumétrico Cromatográfico Precipitación Titulación Potenciométrico Emisión Pesada Conductimétrico Absorción  Métodos Clásicos  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 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  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 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) Precision and Accuracy Precision– Precision+ Precision– Precision+ Accuracy – Accuracy – Accuracy + Accuracy + Fundamentals of modern UV-visible spectroscopy Figure : 71  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  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. Sm = Sbl + ksbl 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.  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. SEÑALES Y RUIDO  Cada medida analítica lleva dos componentes: La que lleva la información del analito de interés La que tiene información ajena, no deseada: el ruido Definición de la relación señal/ruido (S/N) S media..de..la..medida x = = N desviación..estándar..de..la..media s  La detección de una señal mediante un sistema visual resulta imposible cuando la relación señal/ruido es