determinación de hierro por absorción atómica

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Informes de laboratorio de Analítica II Informes de laboratorio de Analítica II

Departamento de Química - Universidad de córdoba Departamento de Química - Universidad de córdoba

Practi

Practica ca N° N° 6 6 30/11/201630/11/2016

DETER

DETERMINACION DE L

MINACION DE LA CONCENTRANCION DE HIERRO EN UNA MUESTRA

A CONCENTRANCION DE HIERRO EN UNA MUESTRA

LIQUIDA MEDIANTE LA

LIQUIDA MEDIANTE LA TECNICA DE ESP

TECNICA DE ESPECTRO

ECTROSCOPIA DE AB

SCOPIA DE ABSORCION

SORCION

ATOMIC

ATOMICA

A

Gerson José Vélez peinado

Mauricio Javier Bolaño Ba

Mauricio Javier Bolaño Bautista

utista

Hernderson Oviedo V

Hernderson Oviedo Vargas

argas

Facultad de Ciencias Básicas. Facultad de Ciencias Básicas.

Programa: Química. Programa: Química. Docente: Edineldo Lans Ceballos Docente: Edineldo Lans Ceballos

Abstract Abstract

In the following report we will show how to determine the concentration of

In the following report we will show how to determine the concentration of iron in a sample through

iron in a sample through

the technique of atomic absorption spectroscopy. The present procedure can be applied for the

calibration, of other metals also in the determined experimental conditions, of Atomic Absorption

Spectrophotometers (with their corresponding instrumental instruments: hydride generators,

automatic injectors), so much that they verify the atomization by the action of a flame through a

chamber of graphite. This calibration, by a team that

chamber of graphite. This calibration, by a team that is composed of a complex instrumenta

is composed of a complex instrumental system

l system

and because it is a spectrophotometric technique, is carried out by

and because it is a spectrophotometric technique, is carried out by interpolation on the corresponding

interpolation on the corresponding

regression line. On the other hand, it must be taken into account that, in order to apply the

corresponding calibration for the development of the analytical determination of an element, it must

carry out an analogous treatment of the patterns and samples and, in addition, Chemical natures of

their matrices.

INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN

Espectroscopia de

Espectroscopia de Absorc

Absorc ión Atómica:

ión Atómica:

Esta Esta técnica está basada en el fenómeno de técnica está basada en el fenómeno de absorción de la luz de determinadas longitudes absorción de la luz de determinadas longitudes de onda por parte de átomos vaporizados en de onda por parte de átomos vaporizados en estado de reposo. Las bandas de absorción son estado de reposo. Las bandas de absorción son muy estrechas, por lo cual el espectro total de muy estrechas, por lo cual el espectro total de absorción de un átomo se defi

absorción de un átomo se define como espectrone como espectro de líneas. El elemento en estudio es situado en de líneas. El elemento en estudio es situado en

una llama, donde es disociado de sus enlaces una llama, donde es disociado de sus enlaces químicos y, por ganancia de electrones, se sitúa químicos y, por ganancia de electrones, se sitúa en un estado atómico base neutra no excitada en un estado atómico base neutra no excitada ni ionizada. La sensibilidad de los métodos ni ionizada. La sensibilidad de los métodos atómicos está dentro de los límites de partes por atómicos está dentro de los límites de partes por millón a partes por mil millones, partes por billón millón a partes por mil millones, partes por billón (ppb). Las ventajas adicionales de estos (ppb). Las ventajas adicionales de estos métodos son rapidez, conveniencia, métodos son rapidez, conveniencia, selectividad inusualmente elevada y costos selectividad inusualmente elevada y costos

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moderados de los instrumentos. La moderados de los instrumentos. La determinación espectroscópica de especies determinación espectroscópica de especies atómicas sólo se puede llevar a cabo dentro de atómicas sólo se puede llevar a cabo dentro de un medio gaseoso, en el cual los átomos un medio gaseoso, en el cual los átomos individuales están separados unos de los otros. individuales están separados unos de los otros. Consecuentemente, el primer paso en todos los Consecuentemente, el primer paso en todos los procedimientos espectroscópicos es la procedimientos espectroscópicos es la atomización, un proceso en el cual la muestra atomización, un proceso en el cual la muestra es volatilizado y descompuesto

es volatilizado y descompuesto para producir unpara producir un gas atómico. La eficiencia y reproducibilidad del gas atómico. La eficiencia y reproducibilidad del paso de atomización determina en gran parte la paso de atomización determina en gran parte la sensibilidad, precisión y exactitud del método, sensibilidad, precisión y exactitud del método, es decir, la atomización es, con mucho, el paso es decir, la atomización es, con mucho, el paso más importante en la espectroscopia atómica. más importante en la espectroscopia atómica.

Té

Técnica de espectroscopia de absorci

cnica de espectroscopia de absorci ón

ón

atómic

atómic a (EAA).

a (EAA).

La técnica de absorción atómica en flama en La técnica de absorción atómica en flama en una forma concisa consta de lo siguiente: la una forma concisa consta de lo siguiente: la muestra en forma líquida es aspirada a través muestra en forma líquida es aspirada a través de un tubo capilar y conducida a un nebulizador de un tubo capilar y conducida a un nebulizador donde ésta se desintegra y forma un rocío o donde ésta se desintegra y forma un rocío o pequeñas gotas de líquido. Las gotas formadas pequeñas gotas de líquido. Las gotas formadas son conducidas a una flama, donde se produce son conducidas a una flama, donde se produce una serie de eventos que originan la formación una serie de eventos que originan la formación de átomos. Estos átomos absorben de átomos. Estos átomos absorben cualitativamente la radiación emitida por la cualitativamente la radiación emitida por la lámpara y la cantidad de radiación absorbida lámpara y la cantidad de radiación absorbida está en función de su concentración.

está en función de su concentración.

La señal de la lámpara una vez que pasa por la La señal de la lámpara una vez que pasa por la

transductor y pasa a un amplificador y por último transductor y pasa a un amplificador y por último a un sistema de lectura.

a un sistema de lectura.

Instrumentación

::



 Una Una fuente fuente de de radiación radiación que que emita emita unauna

línea específica correspondiente a la línea específica correspondiente a la necesaria para efectuar una transición en necesaria para efectuar una transición en los átomos del elemento analizado.

los átomos del elemento analizado.



 Un Un nebulizador, nebulizador, que, que, por por aspiración aspiración de de lala

muestra líquida, forme pequeñas gotas muestra líquida, forme pequeñas gotas para una atomización más eficiente. para una atomización más eficiente.



 Un Un Quemador, Quemador, en en el el cual cual por epor efecto fecto de de lala

temperatura alcanzada en la combustión y temperatura alcanzada en la combustión y por la reacción de combustión misma, se por la reacción de combustión misma, se favorezca la formación de átomos a partir favorezca la formación de átomos a partir de los componentes en solución.

de los componentes en solución.



 Un Un sistema sistema óptico óptico que que separe separe la la radiaciónradiación

de longitud de onda de interés, de todas las de longitud de onda de interés, de todas las demás radiaciones que entran ha dicho demás radiaciones que entran ha dicho sistema.

sistema.



 Un Un detector detector o o transductor, transductor, que que sea sea capazcapaz

de transformar, en relación proporcional, de transformar, en relación proporcional, las señales de intensidad de radiación las señales de intensidad de radiación electromagnética, en señales eléctricas o electromagnética, en señales eléctricas o de intensidad de corriente.

de intensidad de corriente.



 Un Un amplificador amplificador o o sistema sistema electrónico, electrónico, queque

como su nombre lo indica amplifica la señal como su nombre lo indica amplifica la señal eléctrica producida, para que en el

eléctrica producida, para que en el

siguiente paso pueda ser procesada con siguiente paso pueda ser procesada con circuitos y sistemas electrónicos comunes. circuitos y sistemas electrónicos comunes.



 Por Por último, último, se se requiere requiere de de un un sistema sistema dede

lectura en el cual la señal de intensidad de lectura en el cual la señal de intensidad de corriente, sea convertida a una señal que el corriente, sea convertida a una señal que el operario pueda interpretar (ejemplo:

operario pueda interpretar (ejemplo:

transmitancia o absorbancia). Este sistema transmitancia o absorbancia). Este sistema de lectura, puede ser una escala de aguja, de lectura, puede ser una escala de aguja, una escala de dígitos, un graficador, una una escala de dígitos, un graficador, una serie de datos que pueden ser procesados serie de datos que pueden ser procesados a su vez por una computadora, etc.

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Fuente de radiación:

La fuente es muyLa fuente es muy diferente a las utilizadas en espectroscopia diferente a las utilizadas en espectroscopia molecular, las bandas son lo suficientemente molecular, las bandas son lo suficientemente anchas para permitir el uso de una fuente anchas para permitir el uso de una fuente continua y un monocromador. La línea de continua y un monocromador. La línea de absorción atómica en una ll

absorción atómica en una llama u horno es másama u horno es más angosta que la banda. En los instrumentos de angosta que la banda. En los instrumentos de absorción atómica se utilizan dos tipos de absorción atómica se utilizan dos tipos de lámpara: lámparas de cátodo hueco y lámparas lámpara: lámparas de cátodo hueco y lámparas de descarga sin electrodos.

de descarga sin electrodos.



 Lámparas de Lámparas de descarga descarga sin sin electrodo: Enelectrodo: En los comercios es posible conseguir los comercios es posible conseguir lámparas de descarga sin electrodo para lámparas de descarga sin electrodo para diversos elementos. Sin embargo, su diversos elementos. Sin embargo, su desempeño aparentemente no es tan desempeño aparentemente no es tan confiable como el de la lámpara de confiable como el de la lámpara de cátodo hueco.

cátodo hueco.



 Lámparas de Lámparas de cátodo hueco: cátodo hueco: la fuente la fuente dede radiación más útil para la espectroscopia radiación más útil para la espectroscopia de absorción atómica es la lámpara de de absorción atómica es la lámpara de cátodo hueco, que se muestra en la cátodo hueco, que se muestra en la figura 3. Consiste en un ánodo de figura 3. Consiste en un ánodo de tungsteno y un cátodo cilíndrico sellado tungsteno y un cátodo cilíndrico sellado en un tubo de vidrio que contiene un gas en un tubo de vidrio que contiene un gas inerte, por ejemplo, a

inerte, por ejemplo, argón, a presión de 1rgón, a presión de 1 a 5 torr. El cátodo es fabricado con el a 5 torr. El cátodo es fabricado con el metal del analito o puede servir como metal del analito o puede servir como soporte para un recubrimiento de ese soporte para un recubrimiento de ese metal.

metal.

At

Atom

omiz

izad

ador

or es

es de

de lllam

lamaa

::

Para conseguirPara conseguir que los átomos absorban radiación hay que que los átomos absorban radiación hay que obtener una población de estos al estado basal obtener una población de estos al estado basal a partir de la solución de una muestra, cuya a partir de la solución de una muestra, cuya absorbancia esté relacionada en forma sencilla absorbancia esté relacionada en forma sencilla con la concentración del analito en la solución con la concentración del analito en la solución esto se puede lograr con una llama.

esto se puede lograr con una llama.

Propied

Propiedades de la

ades de la llama

llama

..

Cuando una muestra Cuando una muestra nebulizada se lleva al interior de una llama, el nebulizada se lleva al interior de una llama, el disolvente se evapora en la zona de combustión disolvente se evapora en la zona de combustión primaria de la llama, la cual está localizada primaria de la llama, la cual está localizada justam

justamente ente arriba arriba de de la la punta punta del del quemquemador.ador. Las partículas sólidas finamente divididas Las partículas sólidas finamente divididas resultantes son llevadas a una región en el resultantes son llevadas a una región en el centro de la llama, denominada región centro de la llama, denominada región interzonal. Aquí, en la parte más caliente de la interzonal. Aquí, en la parte más caliente de la llama, se forman los átomos gaseosos y los llama, se forman los átomos gaseosos y los iones elementales a partir de las partículas iones elementales a partir de las partículas sólidas. En esta región también se lleva a cabo sólidas. En esta región también se lleva a cabo la excitación del espectro atómico de emisión. la excitación del espectro atómico de emisión. Finalmente, los átomos y los iones son llevados Finalmente, los átomos y los iones son llevados al borde exterior, o a la zona de combustión al borde exterior, o a la zona de combustión secundaria, en donde la oxidación se puede secundaria, en donde la oxidación se puede presentar antes de que los productos de la presentar antes de que los productos de la atomización se dispersen en la atmósfera. atomización se dispersen en la atmósfera.

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Quemador de flujo laminar o de pre mezcla:

la muestra es nebulizada por el flujo de la muestra es nebulizada por el flujo de oxidante, una vez pasado el extremo del capilar. oxidante, una vez pasado el extremo del capilar. El aerosol resultante se mezcla con el El aerosol resultante se mezcla con el combustible y pasa a través de una serie de combustible y pasa a través de una serie de deflectores, que eliminan las gotas que no sean deflectores, que eliminan las gotas que no sean muy finas. Debido a estos deflectores la mayor muy finas. Debido a estos deflectores la mayor parte de la muestra se reúne en el fondo de la parte de la muestra se reúne en el fondo de la cámara de mezcla, de donde se envía a un cámara de mezcla, de donde se envía a un recolector de deshechos. El aerosol, el oxidante recolector de deshechos. El aerosol, el oxidante y el combustible, se queman en la ranura de un y el combustible, se queman en la ranura de un quemador, que produce una llama que quemador, que produce una llama que generalmente tiene 5 ó 10 cm de longitud. Los generalmente tiene 5 ó 10 cm de longitud. Los quemadores de flujo laminar producen una quemadores de flujo laminar producen una llama relativamente estable y un recorrido llama relativamente estable y un recorrido mayor, lo cual aumentan la sensibilidad. mayor, lo cual aumentan la sensibilidad. Además, la

Además, la obstruccobstrucción rara ión rara vez vez constconstituye ituye unun problema.

problema.

Monocromador:

Los de uso más frecuente Los de uso más frecuente en absorción atómica son los prismas y en absorción atómica son los prismas y rendijas.

rendijas.

Instrumento de lectura:

Puede ser unPuede ser un galvanómetro sencillo, un voltímetro digital, un galvanómetro sencillo, un voltímetro digital, un potenciómetro registrador, una computadora potenciómetro registrador, una computadora con salida digital del amplificador. Un con salida digital del amplificador. Un instrumento de absorción atómica contiene los instrumento de absorción atómica contiene los mismos componentes básicos que un mismos componentes básicos que un instrumento diseñado para las mediciones de instrumento diseñado para las mediciones de absorción molecular: una fuente, un contenedor absorción molecular: una fuente, un contenedor de la muestra, un selector de longitud de onda de la muestra, un selector de longitud de onda y un detector/sistema para la lectura. Algunos y un detector/sistema para la lectura. Algunos fabricantes ofrecen instrumentos tanto de fabricantes ofrecen instrumentos tanto de simple haz como de doble haz.

simple haz como de doble haz.

IInstrumento

nstrumento de EAA utilizado en la

de EAA utilizado en la

experimentación:

Thermo S S

Thermo S Series AA Spectrom

eries AA Spectrom eter

eter

Método del estándar externo o calibración

sencilla:

La calibración se consigue al obtener la señal La calibración se consigue al obtener la señal de respuesta (absorbancia, altura del pico, área de respuesta (absorbancia, altura del pico, área del pico) en función de la concentración del pico) en función de la concentración conocida del analito. Una curva de calibración conocida del analito. Una curva de calibración se prepara con una gráfica de los datos o se prepara con una gráfica de los datos o ajustándoles una ecuación matemática ajustándoles una ecuación matemática

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usa en el método de los mínimos cuadrados usa en el método de los mínimos cuadrados lineales.

lineales.

El paso siguiente es la etapa de predicción, en El paso siguiente es la etapa de predicción, en la que se obtiene la señal de respuesta para la la que se obtiene la señal de respuesta para la muestra y se usa para predecirla concentración muestra y se usa para predecirla concentración desconocida del analito, Cx, a partir de la curva desconocida del analito, Cx, a partir de la curva de calibración o de la ecuación de mejor ajuste. de calibración o de la ecuación de mejor ajuste. La concentración del analito en la muestra La concentración del analito en la muestra original se calcula luego mediante Cx aplicando original se calcula luego mediante Cx aplicando los factores de dilución convenientes tomados los factores de dilución convenientes tomados de los pasos que se siguieron para preparar la de los pasos que se siguieron para preparar la muestra.

muestra.

El análisis de regresión proporciona los medios El análisis de regresión proporciona los medios para obtener en forma objetiva dicha recta, y para obtener en forma objetiva dicha recta, y también para especificar la incertidumbre también para especificar la incertidumbre asociada con el uso posterior. Esta asociada con el uso posterior. Esta incertidumbre se relaciona con los residuos que incertidumbre se relaciona con los residuos que se muestran en la figura anterior, los cuales son se muestran en la figura anterior, los cuales son una medida de qué tan lejos de l

una medida de qué tan lejos de la recta de mejora recta de mejor ajuste quedan los datos.

ajuste quedan los datos.

La relación matemática que representa esta La relación matemática que representa esta suposición se llama modelo de regresión, y se suposición se llama modelo de regresión, y se podría representar con

podría representar con

y = mx + b

Donde b es la ordenada al origen o intersección Donde b es la ordenada al origen o intersección con el eje y, es decir, el valor de y cuando x es con el eje y, es decir, el valor de y cuando x es cero, y m es la pendiente de la recta

cero, y m es la pendiente de la recta

Para determinar una concentración Para determinar una concentración desconocida c

desconocida cxx a partir de la recta de mínimos a partir de la recta de mínimos

cuadrados, se obtiene el valor de la respuesta cuadrados, se obtiene el valor de la respuesta del instrumento y

del instrumento ycc para la incógnita, y la para la incógnita, y la

pendiente y la ordenada al origen se usan para pendiente y la ordenada al origen se usan para calcular la concentración desconocida c

calcular la concentración desconocida cxx como como

se muestra en la siguiente ecuación: se muestra en la siguiente ecuación:

CC

xx

== yy

xx

_mm

bb

En los casos en que los datos no se ajustan a En los casos en que los datos no se ajustan a un modelo lineal, entonces se puede recurrir a un modelo lineal, entonces se puede recurrir a los métodos de regresión no lineal. Algunos de los métodos de regresión no lineal. Algunos de éstos utilizan modelos polinomiales o éstos utilizan modelos polinomiales o procedimientos de regresión múltiple.

procedimientos de regresión múltiple. Para la construcción del modelo de regre

Para la construcción del modelo de regresión sesión se utilizó el software

utilizó el software

Microsoft Office: Excel

2013.

Materiales

4 matraces aforados de 25 ml. 4 matraces aforados de 25 ml. 1 matraz aforado de 250 ml. 1 matraz aforado de 250 ml. 1 matraz aforado de 50 mL 1 matraz aforado de 50 mL 2 pipetas transfer de 1000 2 pipetas transfer de 1000 µl y 100 µlµl y 100 µl

Solución patrón de 100 mg Fe/L Solución patrón de 100 mg Fe/L

PROCEDIMIENTO

Se preparó una solución de hierro a 100 ppm, Se preparó una solución de hierro a 100 ppm, de esta solución patrón se tomaron ciertas de esta solución patrón se tomaron ciertas cantidadaes para preparar 4 estándares de cantidadaes para preparar 4 estándares de hierro de 25 mL y obtener los estándares a 0.1, hierro de 25 mL y obtener los estándares a 0.1, 1, 2 y 3 ppm respectivamente.

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Se preparó agua acidulada, es decir, una Se preparó agua acidulada, es decir, una solución de HNO

solución de HNO33 al 0,15% al 0,15%

Para

Para preparar preparar la la digestión digestión se se tomó tomó unun Erlenmeyer en el cual se agregaron 5 mL de Erlenmeyer en el cual se agregaron 5 mL de HNO

HNO33 concentrado y un mililitro de Hconcentrado y un mililitro de H22OO22 y sey se

agitó, luego se realizó un calentamiento por un agitó, luego se realizó un calentamiento por un tiempo aproximado de dos horas a una tiempo aproximado de dos horas a una temperatura aproximadamente de 95°C hasta temperatura aproximadamente de 95°C hasta que quedó una pequeña cantidad que se esti que quedó una pequeña cantidad que se estimama fue de 5 mL la cual se dejó enfriar. El producto fue de 5 mL la cual se dejó enfriar. El producto de la digestión se transfirió a un matraz de 50 de la digestión se transfirió a un matraz de 50 mL al cual se le completó su volumen con agua mL al cual se le completó su volumen con agua acidulada.

acidulada.

ANÁ

ANÁLISIS Y RESUL

LISIS Y RESUL TADOS

TADOS

Pa

Parámetros

rámetros del Anális

del Anális is

is de Hie

de Hierro

rro (F

(Fe)

e)

Para la determinación de hierro por el método Para la determinación de hierro por el método de llama por absorción atómica se adoptaron de llama por absorción atómica se adoptaron parámetros instrumentales, los cuales ayudan a parámetros instrumentales, los cuales ayudan a eliminar posibles interferenci

eliminar posibles interferencias para una normas para una normalal medición del analito de interés. Estos medición del analito de interés. Estos parámetros son los siguientes:

parámetros son los siguientes:

Longi

Longi tud de Onda (

tud de Onda (

λ):λ): 248.2248.2 nm

nm

An

Anch

cho

o de B

de B and

and a:

a:

0,20,2

Tipo de Llama:

Aire/Acet Aire/Acetilenoileno

Curva de calibración de estándar de

absorción atómica

Una vez realizados los estándares requeridos Una vez realizados los estándares requeridos de la manera que se indica en el procedimie de la manera que se indica en el procedimiento,nto, el equipo de absorción atómica S Series AA el equipo de absorción atómica S Series AA

Después de realizar las correciones de Después de realizar las correciones de absorbancia las cuales fueron realizadas a absorbancia las cuales fueron realizadas a partir de la resta del blanco a todas las partir de la resta del blanco a todas las absorbancias de los estándares nos queda. absorbancias de los estándares nos queda.

Hierro

De acuerdo a los datos de absorbancia medidos De acuerdo a los datos de absorbancia medidos a una longitud de onda de λ= 24

a una longitud de onda de λ= 24 8,2nm, se8,2nm, se reportan en la tabla los datos de absorbancia reportan en la tabla los datos de absorbancia corregidos, la curva de calibración se muestra corregidos, la curva de calibración se muestra en la figura 1.

en la figura 1.

Anál

Anál is

isis

is de Fe

de Fe

ID

ID Muestra

Muestra

mg/L

Abs

Blanco Blanco 1 1 0 0 0,0010,001 Blanco Blanco 2 2 0 0 0,0070,007 Estándar Estándar 1 1 0,1 0,1 0,010,01 Estándar Estándar 2 2 1 1 0,0510,051 Estándar Estándar 3 3 2 2 0,0710,071 Estándar Estándar 4 4 3 3 0,0980,098 Muestra Muestra N°2 N°2 X X 0,0200,020

Anál

Anál is

isis

is de Fe

de Fe

ID

ID Muestra

Muestra

mg/L

Abs

Blanco Blanco 1 1 0 0 0,0010,001 Blanco Blanco 2 2 0 0 0,0070,007 Estándar Estándar 1 1 0,1 0,1 0,0080,008 Estándar Estándar 2 2 1 1 0,0510,051 Estándar Estándar 3 3 2 2 0,0640,064 Estándar Estándar 4 4 3 3 0,0910,091 Muestra Muestra N°2 N°2 X X 0,0200,020

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Figura 1.

Figura 1. Curva de calibración p

Curva de calibración p ara a

ara análisis

nálisis

de Hierro

Esta es una curva de calibración representativa Esta es una curva de calibración representativa de múltiples ensayos realizados para de múltiples ensayos realizados para determinar éste, como rango de trabajo único. determinar éste, como rango de trabajo único. Con el fin de obtener siempre la linealidad de la Con el fin de obtener siempre la linealidad de la curva de calibración se optimización curva de calibración se optimización parámetros del espectrofotómetro como son la parámetros del espectrofotómetro como son la altura del quemador y el flujo de gas para altura del quemador y el flujo de gas para obtener una sensibilidad mayor en el método obtener una sensibilidad mayor en el método así:

así:

Al

Alttur

ur a d

a del q

el q uem

uemad

adoor:

r:

9,4 9,4 mmmm

Flujo de gas:

0,9 0,9 L/minL/min Para dar como aceptada una curva de Para dar como aceptada una curva de calibración el ajuste lineal de la misma no debe calibración el ajuste lineal de la misma no debe ser inferir a 0,9950 con lo que se está ser inferir a 0,9950 con lo que se está garantizando una adecuada correlación entre garantizando una adecuada correlación entre patrones que componen la curva y asegurando patrones que componen la curva y asegurando como cuantificación correcta al momento de como cuantificación correcta al momento de leer cualquier muestra.

leer cualquier muestra. De la

De la

Figura 1

se puede observar que existe un se puede observar que existe un valor que no da un carácter lineal, el cual se valor que no da un carácter lineal, el cual se pudo eliminar, ya que era un valor sospechoso pudo eliminar, ya que era un valor sospechoso y se pudo ignorar, de esto nos queda que: y se pudo ignorar, de esto nos queda que:

De

Determinaci

terminaci ón de la

ón de la co

concentraci

ncentraci ón de

ón de

la muestra pro

la muestra pro blema.

blema.

Ecuación 1. C

Ecuación 1. Conc

oncentració

entració n de H

n de Hierro

ierro

A partir de

A partir de la ecuacla ecuación de la gión de la grafica srafica se tienee tiene que y = 0,0287x + 0,0055

que y = 0,0287x + 0,0055

Donde Y es la absorbancia de la mustra, la Donde Y es la absorbancia de la mustra, la cual es de 0,020. Despejando X tenemos que: cual es de 0,020. Despejando X tenemos que:

  == 0,0200,0055

0,0200,0055

_0,0287

  == 0,02613 /

0,02613 /

y = 0,0269x + 0,0125 y = 0,0269x + 0,0125 R² = 0,9453 R² = 0,9453 0 0 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 0,06 0,07 0,07 0,08 0,08 0,09 0,09 0,1 0,1 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

CURVA DE CALIBRADO DE

ESTANDARES DE HIERRO

y = 0,0287x + 0,0055 y = 0,0287x + 0,0055 R² = 0,9995 R² = 0,9995 0 0 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 0,06 0,07 0,07 0,08 0,08 0,09 0,09 0,1 0,1 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

CURVA DE CALIBRADO DE

ESTANDARES DE HIERRO

(CORREGIDA)

Anál

Anál is

isis

is de Fe

de Fe

ID

ID Muestra

Muestra

mg/L

Abs

Blanco Blanco 1 1 0 0 0,0010,001 Blanco Blanco 2 2 0 0 0,0070,007 Estándar Estándar 1 1 0,1 0,1 0,0080,008 Estándar Estándar 3 3 2 2 0,0640,064 Estándar Estándar 4 4 3 3 0,0910,091 Muestra Muestra N°2 N°2 X X 0,0130,013

(8)

An

Anál

áliisi

si s Es

s Es ta

tadís

dístiticcoo

Error de estimación del método d

Error de estimación del método d e curva de

e curva de

calibrado:

x x y y xx22 yy22 xyxy 0,1 0,1 0,008 0,008 0,01 0,01 0,0001 0,0001 0,0010,001 2 2 0,064 0,064 4 4 0,005041 0,005041 0,1420,142 3 3 0,091 0,091 9 9 0,009604 0,009604 0,2940,294 Suma Suma _5,1_5,1 _0,163_0,163 _13,01_13,01 _0,012441_{0,012441 0,4018}_0,4018

Ecuación

Ecuación 2. D

2. Desviació

esviació n estándar d

n estándar d e Y y X e

e Y y X enn

el modelo de regresión:



_,

: :

SS

,x

== √ √

∑∑YY



−

−∑∑Y−

_n−

Y−∑∑XY

XY

=0,001302

Ecuación 3. Desviación estándar de la

pendi

pendiente (

ente (m) en e

m) en el modelo d

l modelo d e re

e regresi

gresión:

ón:



_

::

SS



== SS

,x

√ √

_nn∑∑XX



_{−−(∑(∑XX))}

nn



=0,0006252

Ecuación 4. Desviación estándar del

intercepto (b) en el modelo de regresión:



_

::

SS



== SS



√ √

_nn∑∑XX

∑∑XX



_{−−(∑(∑XX))}



=0,04231

Sensibilidad:

La La sensibilidad sensibilidad de de lala espectrometría de absorción atómica de llama espectrometría de absorción atómica de llama se define como la concentración de metal que se define como la concentración de metal que produce una absorción de 1% (una absor

produce una absorción de 1% (una absorbanciabancia de aproximadamente 0,0044)

de aproximadamente 0,0044)

Para determinar la sensibilidad se utiliza la Para determinar la sensibilidad se utiliza la siguiente ecuación:

siguiente ecuación:

 == ,

,

_

Ecuación 5. Sensibilidad del método

S:

Sensibilidad.Sensibilidad.

m:

Pendiente Pendiente de de la la curva curva de de calibracióncalibración

0,0044:

es la mínima señal que produce un 1% es la mínima señal que produce un 1% de concentración del analito

de concentración del analito Entonces:

Entonces:

SS ==

,

,

== 0,15

0,1533 mg

33 mg Fe/

Fe/LL

Este valor correspond

Este valor correspondería al factor de respuestaería al factor de respuesta del instrumento en función de la concentración. del instrumento en función de la concentración.

Límite de Detección Instrumental:

LaLa definición cuantitativa más aceptada para el definición cuantitativa más aceptada para el límite de detección es la mínima concentración límite de detección es la mínima concentración o la mínima masa de analito que se puede o la mínima masa de analito que se puede detectar para un nivel de confianza dado. Este detectar para un nivel de confianza dado. Este límite depende de la relación entre la magnitud límite depende de la relación entre la magnitud de la señal analítica y el valor de las de la señal analítica y el valor de las fluctuaciones estadísticas de la señal del fluctuaciones estadísticas de la señal del blanco.

blanco.

Tabla 2.

Tabla 2. Da

Datos

tos para el límite de detecció

para el límite de detecció nn

Blanco

Blanco Abs Abs del del BlancoBlanco 1 0,001 1 0,001 2 0,007 2 0,007 Promedio 0,004 Promedio 0,004 D. D. Estándar 0,00424264 Estándar 0,00424264

Para determinar el límite de detección se Para determinar el límite de detección se emplean las siguientes formulas

emplean las siguientes formulas

SS



== SS

ll

++ kSkS

ll

Ecuación 6. Mínima señal distinguible

(9)

Ecuación 7. Límite de

Ecuación 7. Límite de detecció

detecciónn

Donde: Donde:

SS



: Mínima señal distinguible.: Mínima señal distinguible.

SS

ll

: Señal promedio del blanco: Señal promedio del blanco K:

K: Constante de Constante de nivel nivel de de confianza confianza igual a igual a 33

ss

ll

::

Desviación estándar de las medicionesDesviación estándar de las mediciones del blanco

del blanco m:

m: Pendiente Pendiente de de la la curvacurva Cm: Limite de detección Cm: Limite de detección Entonces: Entonces:

SS



=0,004+3

=0,004+3((0,00424264

0,00424264)) =0,0167279 UA

=0,0167279 UA

CC



== 0,01672790,004

0,01672790,004

_0,0287

= = 0,44

0,4434 m

34 mg Fe

g Fe/L/L

Para el límite de detección instrumental se Para el límite de detección instrumental se obtuvo una concentración de

obtuvo una concentración de

0,4434 mg Fe/L

,, lo que corresponde a la cantidad de analito que lo que corresponde a la cantidad de analito que da una respuesta significativamente diferente al da una respuesta significativamente diferente al blanco o al ruido de una solución que no blanco o al ruido de una solución que no contiene el analito.

contiene el analito.

Se tabulan todos los parámetros estadísticos Se tabulan todos los parámetros estadísticos obtenidos para simplificar el análisis:

obtenidos para simplificar el análisis:

Conclusión

A través

A través de los mde los métodos usaétodos usados podedos podemos demos decircir que se llegó al objetivo de cuantificar el Fe que se llegó al objetivo de cuantificar el Fe presente en la muestra de estudio. La técnica presente en la muestra de estudio. La técnica de EAA proporciono resultados exactos en la de EAA proporciono resultados exactos en la cuantificación de hierro obteniéndose un factor cuantificación de hierro obteniéndose un factor de correlación aceptable de 0,9995 se infiere de correlación aceptable de 0,9995 se infiere que para poder validar el método analítico que para poder validar el método analítico mediante EAA es necesario mejorar la forma en mediante EAA es necesario mejorar la forma en que se emplea el método, de manera que se que se emplea el método, de manera que se debe minimizar al máximo los errores humanos, debe minimizar al máximo los errores humanos, como posible error la preparación de como posible error la preparación de soluciones, efectos de matriz (en caso de ser soluciones, efectos de matriz (en caso de ser matrices complejas), lavado de recipientes, matrices complejas), lavado de recipientes, entre otros factores.

entre otros factores.

. Bibliog

. Bibliografía

rafía



 PrincipioPrincipios s de de análisis análisis instrumental. Skooginstrumental. Skoog

Holler 6°Ed

Holler 6°Ed – –Espectroscopia de AbsorciónEspectroscopia de Absorción Atómica Pag

Atómica Pag 260-268260-268



 Validación Validación de de la la metodología metodología por por el el métodométodo

estándar 3111ª

estándar 3111ª – – Absorción Atómica para Absorción Atómica para el análisis de metales pesados en muestras el análisis de metales pesados en muestras de aguas y aguas residuales

de aguas y aguas residuales – – Escuela Escuela tecnológica de química tecnológica de química http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstrea http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstrea m/11059/3141/1/5430858G633.pdf m/11059/3141/1/5430858G633.pdf PARAMETRO PARAMETRO Desviación estándar de Y y X Desviación estándar de Y y X

00,001302

Desviación estándar de la Desviación estándar de la pendiente pendiente

0,0006252

Desviación estándar del

Desviación estándar del intercepto

intercepto

0,04231

Sensibilidad

0,1533 mg Fe

/L/L

Límite de Detección Instrumental

Límite de Detección Instrumental (L.D.I)