Métodos analíticos Métodos analíticos

Unidad I. Análisis Instrumental 1Docente: Belkys PereiraUPTAEB.-PNFSCA

Métodos analíticos Métodos analíticos

La química analítica se ocupa de los métodos de determinación de la composición química de la materia.

Estos métodos pueden agruparse según sean: Estos métodos pueden agruparse según sean:

Cuantitativos: informan de la identidad de las especies tratadas.

Cualitativos: informan sobre la cantidad relativa de cada uno de los componentes.

Métodos analíticos Métodos analíticos

Además de esta clasificación, los métodos analíticos se pueden clasificar en dos grandes grupos, atendiendo a la complejidad de los instrumentos utilizados. Se distinguen:

Métodos clásicos: son los más básicos, y han sido Métodos clásicos: son los más básicos, y han sido utilizados desde el principio de la química. Permiten separar de la muestra el elemento que nos interesa. Los más importantes son:

- Precipitación, extracción, destilación

Métodos analíticos Métodos analíticos Métodos instrumentales: se utilizan aparatos

más complejos

Absorción de Radiación Espectrofotometría, fotometría (Rayos x, Uv, Visible, Infrarrojo

Refracción de la Radiación Refractometría, InterferometríaRefracción de la Radiación Refractometría, Interferometría

Difracción de la Radiación Método de difracción de rayos x y electrones

Rotación de la Radiación Polarimetría

Potencial eléctrico Potenciometría

Carga eléctrica Columbimetría

Resistencia eléctrica Conductimetría

Masa gravimetría

Selección de la TécnicaSelección de la Técnica

� Hay que definir con claridad el problema analítico, es decir, que aspectos queremos conocer acerca de la

� muestra. En base a esto, para la elección de la muestra debemos basarnos en los siguientes parámetros:

� Tipo de análisis: Cualitativo, cuantitativo, de estructura, de superficie. ¿Qué es lo que nos interesa de la

� muestra? Si la sustancia es orgánica o inorgánica. Si el análisis es � muestra? Si la sustancia es orgánica o inorgánica. Si el análisis es destructivo o no destructivo.

� � Exactitud y precisión. Según la finalidad se puede o no requerir mucha exactitud.

� � Cantidad de muestra disponible,

� � Rango de concentración que se espera del analito.

� � Posibles interferencias.

� � Propiedades físicas (estado de la muestra) y químicas de la muestra.

� � Numero de muestras que van a analizarse.

Parámetros de CalidadParámetros de Calidad

Los parámetros de calidad más importantes y a tener en cuenta son:

� � Precisión

� � Exactitud

� � Sensibilidad

� � Limite de detección

� � Intervalo de concentración aplicable� � Intervalo de concentración aplicable

� � Selectividad

Otros parámetros menos importantes son:

� � Velocidad

� � Facilidad y seguridad

� � Habilidad o experiencia del operador

� � Coste y disponibilidad del equipo necesario

� � Coste de la muestra

� � Contaminación en el análisis

Precisión: Precisión: Concordancia de datos realizados de la misma Concordancia de datos realizados de la misma

formaforma

Exactitud: Mide los errores sistemáticos. Se define como la diferencia de la mitad de los análisis realizados y el valor verdadero.

-Mide el error sistemático, o determinadode un método analítico.-Exactitud = μ – xt

-µ es la medida de la población para la-µ es la medida de la población para laconcentración de analito de unamuestra cuya concentración verdaderaes xt.-Requiere analizar estándares dereferencia

Sensibilidad: Es la capacidad de un método o instrumentode discriminar entre pequeñas diferencias en laconcentración del analito.

Depende de:– La pendiente de la curva de calibración– Reproducibilidad o precisión del sistema de medida.

Definición cuantitativa:Definición cuantitativa:– Sensitividad de calibración (IUPAC):• Pendiente de la curva de calibración del analitode interés• S = mC + Sbl• S señal analítica• m= pendiente de la recta de calibrado• C= Concentración• Sbl= senal promedio del blanco

Límite de Detección: Concentración o peso mínimo de analito que puede detectarse para un nivel de confianza dado.

Depende de:– Relación entre la magnitud de la señal analítica con el valor de la fluctuaciones estadísticas de la señal del blanco.

La mínima señal analítica distinguible Sm se toma como la suma de la señal La mínima señal analítica distinguible Sm se toma como la suma de la señal media del blanco Sbl mas un múltiplo k de la desviación estándar (sbl) del mismo:Sm = Sbl + ksbl

Según Kaiser, estadísticamente se considera que para k=3, el nivel deconfidencia de detección es del 95%.

Intervalo de Concentración Aplicable

Intervalo útil de un método analítico: intervalo entre laconcentración mas pequeña con la que pueden realizarse medidas cuantitativas (LOQ-limit of cuantitation) hasta la concentración a la que la

curva de calibrado se desvía de la linealidad.(LOL-limit of linearity)

Selectividad

Es el grado de ausencia de interferencias debidas a otras especies contenidas en la matriz de la muestra.

Cuando se habla de muy selectivo nos referimos a la ausencia de interferencias, esto va a depender del método y de la naturaleza de la matriz. Los métodos de espectroscopia atómica son un ejemplo de métodos muy espectroscopia atómica son un ejemplo de métodos muy selectivos, los de espectroscopia nuclear lo son menos, los electroanaliticos son los que menos selectividadtienen, esto es debido a que están basados en potenciales redox.

Calibración de los métodosCalibración de los métodosinstrumentalesinstrumentales

� Curvas de calibración

� Método de las adiciones estándar� Método de las adiciones estándar

� Método del estándar interno

Curva de calibraciónCurva de calibración

� Se requieren varios estándares de concentraciones conocidas del analitode interés.

� Se requiere un blanco que contenga los � Se requiere un blanco que contenga los componentes de la muestra original excepto el analito

� Se representa una gráfica de respuesta del instrumento vs concentración del analito.( método de mínimos cuadrados)

Método de las adiciones estándarMétodo 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 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 internoMétodo del estándar interno

� Un estándar interno es una sustancia que se añade a todas las muestras en una cantidad constante.

� La calibración supone representar la � La calibración supone representar la razón entre la señal del analito y la del estándar interno como una función de la concentración del analito

Método del estándar internoMétodo del estándar interno

� El estándar interno (IS) puede compensar distintos tipos de errores indeterminados y sistemáticos.

� Si el IS y el analito responden proporcionalmente a los errores instrumentales y fluctuaciones del método, la razón entre las y fluctuaciones del método, la razón entre las señales es independiente de las fluctuaciones

� La mayor dificultad es encontrar un IS adecuado, con señal reproducible y que genere una señal similar a la del analito(