Proceso
analítico de
las muestras
MUESTRA
=
Analito/s
+
matriz
OBJETIVO
Determinar el analito de
interés
METODO
• Químico
• Físico
• Absoluto
• Relativo
Costo
Exactitud
Tiempo
MUESTREO
OBJETIVO Obtener una muestra representativa
Depende de:
Estado físico de la materia
Del analito a determinar y la técnica por la cual se
medirá
Heterogeneidad de la materia
Muestreo por selección
Muestreo por término medio
Homogeneidad
Concentración del analito
Macroconstituyentes 1-100%
Microconstituyentes 1-0,01%
Trazas < 0,01%
Muestreo estadístico
Permite definir el desvío
estándar del resultado del análisis, causado por el
muestreo y por el tamaño de muestra tomado.
Hay normas que reglamentan el método de muestreo
y el tamaño de muestra, ej:
IRAM (Instituto Argentino de Racionalización de
Materiales)
ASTM (American Chemical for Testing Materials)
ISO (International Standard Organization)
Muestreo de muestras
líquidas
Muestreo de muestras
Sólidas
Muestreo de muestras
Gaseosas
Preservación de la muestra
Elección de envase:
Conservación:
Temperatura y agregado de
conservantes
Cadena de custodia:
Para asegurar la
identificación inequívoca y la inviolabilidad de
la muestras
Preparación de la
muestra
Se considera preparación de la muestra a
cualquier operación a la que se debe someter
a
la
muestra
antes
de
realizar
la
determinación del analito de interés.
OBJETIVO:
Modificar la matriz, remover
interferentes, concentrar el analito y/o
estabilizar al analito
Secado
Para eliminar el contenido de agua que puede actuar
como interferente en el procesamiento de la muestra o
en la determinación del analito.
Agua
Escencial
De cristalización
De constitución
No escencial
Adsorbida
Sorbida
Ocluida
Técnicas:
Calentamiento a > 110 °C
hasta peso constante
Por reacciones secundarias
Agregado de solvente orgánico
(ej: etanol, acetona) y secado
Desecador con o sin vacío
Agentes desecantes (SO
4Na
2)
Liofilización
(técnica
de
Disolución
Disgregación
Mortero Sonicador Potter-Elvehjem Polytron Triturador Prensa de FrenchDisolución
de materia
inorgánica con ácidos
Agua
Ác acético
Ác clorhídrico Disuelve sales débiles y óxidos metálicos
Ác fosfórico El ácido caliente disuelve óxidos refractarios, que son insolubles en otros ácidos. Ác bromhídrico Semejante al HCl
Ác fluorhídrico Disuelve los silicatos
Ác sulfúrico Ataca metales y actúa como deshidratante y oxida
Ác nítrico Disuelve a los metales menos plata y oro
Ác perclórico En frío actúa como ácido fuerte, es explosivo a temperatura
En la disolución con ácidos se pueden perder:
compuestos volátiles como carbonatos, sulfuros,
fosfuros, fluoruro y borato
Haluros metálicos como cloruro estagnoso y cloruro
de mercurio
Óxidos como el tetróxido de osmio y tetróxido de
rutenio
El proceso se debe llevar a cabo con mucho cuidado,
porque hay liberación de gases durante la disolución.
Para ello existen bombas.
Disolución
de materia
inorgánica por fusión
Se disuelve con un fundente caliente inorgánico
fundido. Para ello a la muestra se le agrega fundente y
se lleva a una temperatura entre 300 y 1200 °C en un
crisol de plata u oro, cuando se logra la muestra
homogénea, se vierte el producto en vasos que
contienen ácido nítrico acuoso al 10% para disolver el
producto.
Na2CO3 Para disolver silicatos, óxidos refractarios, fosfatos y sulfatos insolubles.
Li2B4O7 o LiBO2 o Na2B4O7
Los boratos simples o mixtos se usan para disolver aluminosilicatos, carbonatos y muestras que contengan alta concentración de óxidos básicos.
NaOH o KOH
Disuelve silicatos y compuestos cerámicos, se forma espuma al fundir el fundente, por eso se recomiendo fundirlo primero y luego agregar la muestra.
Na2O2 Base fuerte y oxidante potente, adecuado para silicatos que no se disuelven en carbonato de sodio.
K2S2O7
Se prepara calentando KHSO4 hasta que se pierde todo el agua y deja de emitir vapores, o descomponiendo el persulfato potásico. Es para óxidos refractarios, no para silicatos
B2O3
Útil para óxidos y silicatos. La principal ventaja es que el fundente se puede eliminar completamente, en forma de borato de metilo volátil, por repetidos tratamientos con HCl en metanol.
Li2B4O7 + Li2SO4
(2:1)
Mezcla potente para disolver silicatos y óxidos refractarios en 10-20 min a 1000 °C.
Digestión
Degradación de materia orgánica Vía seca Calcinación Oxidación Parr Vía húmeda Sulfúrica (Kijeldahl)HNO3 fumante (Método de Carius)
Sulfonítrica (1:1) Nitroperclórica (2:1)
Sulfonitroperclórica (1:3:1)
DIALISIS
Se basa en la difusión de solutos
de una solución concentrada o
una diluida, a través de una
membrana semipermeable (con
diferente tamaño de poro).
Sirve para separar analitos no
unidos a proteínas y disminuir la
fuerza iónica de la muestra.
Pero es un sistema lento y
genera la dilución de la muestra.
AGENTE PRECIPITANTE
Sirve para eliminar interferentes,
precipitándolos. Como son las proteínas.
Desventajas:
Oclusión del analito de interés
Limitaciones con analitos inestables
Dilución de la muestra
Incompatible con el eluente
Difícil de automatizar
Los agentes precipitantes más comunes son:
Ácidos (ác. Tricloroacético, ác. Perclórico,
ác. Túngstico)
Sales metálicas en solución alcalina (Cu y
Zn)
Sulfato de amonio
Solventes orgánicos (acetonitrilo, acetona,
EXTRACCIÓN
LÍQUIDO-LIQUIDO
Es la partición de un analito entre dos
fases no miscibles, se utiliza para muestras
líquidas. Para ello se debe tener en cuenta:
pH de la fase acuosa (carga del analito)
Solvente de extracción
Relación de volúmenes
Mezclado para favorecer el equilibrio del
analito
Formación de emulsión (dificulta la
separación de las fases)
Fuerza iónica (a mayor fuerza iónica
aumenta la partición al solvente
orgánico del compuesto no cargado
EXTRACCIÓN
SÓLIDO-LIQUIDO
Se utiliza para muestras sólidas. Se puede realizar
a través de Soxhlets o por microondas.
Soxhlet:
Se puede utilizar cualquier solvente
orgánico o mezcla de solventes y se expone varias
veces (una vez por ciclo) a solvente limpio. El
mayor inconveniente es la temperatura del
solvente que puede afectar al analito y los largos
tiempos para lograr la cantidad de ciclos
necesarios para lograr una buena extracción.
Microondas:
Se puede utilizar menor cantidad de
muestra y de solvente, pero el solvente de poseer
polaridad para ser efectivo. A su vez ascelera el
proceso de extracción.
EXTRACCIÓN CON
FLUIDOS SUPERCRÍTICOS
Es una operación unitaria que aprovecha el poder disolvente de fluidos a temperaturas y presiones por encima de sus valores críticos (teniendo propiedades entre líquido y gas).
Estas propiedades incrementan el poder como disolvente y le proporcionan mayor poder de penetración.
Pequeños cambios en la temperatura y la presión en la zona crítica provocan grandes cambios en la densidad del disolvente y de este modo en su poder disolvente.
EXTRACCIÓN EN FASE
SÓLIDA
Se basa en la sorción del analito o de los interferentes sobre una fase estacionaria sólida, de donde se puede eluir el mismo por cambio de solvente o por temperatura.
Esta técnica no sólo purifica el analito, sino que puede ser utilizado para concentrarlo.
Es un método rápido y fácil de automatizar.
Y la elución puede realizarse a presión ambiente, presión negativa (a través de vacío) o presión positiva (a través de centrifugación). Etapas: 1. Activación 2. Acondicionamiento 3. Retención 4. Eliminación de interferentes 5. Elución del analito
TECNICAS
CROMATOGRÁFICAS
Es la separación de una muestra compleja por la partición diferencial (a través de un equilibrio dinámico) de los analitos entre una fase que se mantiene fija (fase fija) y otra que se mueve a través de ella (fase estacionaria).
Por las características de las fases estacionaria se clasifica en:
Cromatografía líquida: fase estacionaria líquida.
Cromatografía gaseosa: fase estacionaria gaseosa Por la disposición de la fase estacionaria:
Cromatografía planar: en papel o placa fina
En función del mecanismo de interacción del soluto con la fase estacionaria se clasifica en:
Cromatografía de adsorción: fase estacionaria sólida y fase móvil líquida o gaseosa, el soluto se adsorbe en la superficie de las partículas sólidas.
Cromatografía de reparto: fase estacionaria líquida en forma de una fina película de alto punto de ebullición sobre la superficie de un soporte sólido y fase móvil gaseosa, el soluto está en equilibrio entre el líquido estacionario y la fase móvil.
Cromatografía de intercambio iónico: existen aniones como sulfato o cationes como amonios, covalentemente unidos a la fase estacionaria sólida (resina) y fase móvil líquida, los iones en disolución de carga opuesta son atraídos a la fase estacionaria por fuerzas electrostáticas.
Cromatografía de exclusión molecular: genera la separación de las moléculas por su tamaño, la fase móvil líquida o gaseosa pasa a través del gel poroso, los poros son bastante pequeños para excluir a los solutos grandes, pero no a los pequeños. Por lo tanto los solutos grandes pasan de largo y los pequeños tardan más tiempo en pasar a través de la columna.
Cromatografía de afinidad: emplea interacciones específicas entre una clase de moléculas de soluto y una segunda molécula que está unida covalentemente en la fase estacionaria.
