ANALISIS INSTRUMENTAL

UNIDAD 1: INTRODUCCION A LAS TECNICAS INSTRUMENTALES

2015-2015

Introducción

A pesar que el análisis clásico es una excelente introducción a la manipulación y otras prácticas en el trabajo analítico, actualmente alrededor del 90 % de los técnicas analíticas se realizan mediantes equipos instrumentales, existen tres razones principales: 1. Los métodos instrumentales pueden realizar análisis

difíciles o imposibles por los métodos clásicos

2. El análisis instrumental suele ser más rápido y a menudo más barato que los métodos manuales

3. Los instrumentos analíticos pueden manejarse fácilmente mediante computadores

Muestreo y análisis de las

materias primas

Análisis de productos

intermedios

Monitorización de la calidad de los

productos

Monitorización de la calidad de los

efluentes

Técnicas analíticas en las industrias

El primer análisis instrumental se llamó espectrometría de emisión desarrollado por Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff quien descubrió el rubidio y el cesio en 1860.

La mayoría de los principales avances en química analítica tienen lugar después de 1900. Durante este período de análisis instrumental se convierte progresivamente dominante en el campo. En particular, muchas de las técnicas espectroscópicas y espectrométricas básicos fueron descubiertas en el siglo 20

Las ciencias de la separación sigue una línea de tiempo de desarrollo similar y también se vuelven cada vez transformados en instrumentos de alto rendimiento. En la década de 1970 muchas de estas técnicas se comenzó a utilizar juntos para lograr una caracterización completa de las muestras.

Evolución del Análisis Instrumental

A partir de aproximadamente los años 1970 hasta el presente química analítica día se ha convertido cada vez más inclusiva de las cuestiones biológicas, mientras que anteriormente se había centrado principalmente en moléculas orgánicas, inorgánicas o pequeño. Los láseres se han utilizado cada vez más en la química como sondas e incluso para iniciar e influir en una amplia variedad de reacciones. El siglo 20 vio también una expansión de la aplicación de la química analítica de las cuestiones químicas un tanto académicas a las cuestiones forenses, medioambientales, industriales y médicos, tales como la histología

Evolución del Análisis Instrumental

La mayoría de las técnicas instrumentales se enmarcan en una de las tres áreas principales: electroquímica, espectroscopia y técnicas de separación

Clasificación de las técnicas instrumentales

Electroquimica

• Potenciometria

• Coulombiometría

• Voltametria

• Amperometria

• Electrogravimetría

Espectroscopia • UV-Vis • IR • Fluorescencia • RMN • Raman • XRD • TEM /SEM

Separación

• HPLC

• GC

• MS

Esquema general de una técnica instrumental

Gráficas de Calibración

Una curva de calibración sirve para calcular la concentración de varias muestras en un amplio intervalo, evaluando los errores aleatorios de una manera concreta. Procedimiento: 1. Se prepara varias muestras ( normalmente 5) que tengan

una concentración diferente y conocida 2. Se miden las muestras en el instrumento analítico 3. Se grafica la señal obtenida en función de la concentración

conocida 4. Una vez conocida la gráfica, se puede obtener la

concentración de una muestra desconocida mediante una interpolación y no por extrapolación

Gráficas de Calibración

Señal

Concentración

Hay que incluir en la curva de calibración un blanco, que es una muestra que no contiene el analito, pero si los mismos disolventes, reactivos, etc. que las otras muestras problema y se la trata con la misma secuencia del procedimiento analítico

El coeficiente de correlación

El coeficiente de correlacion (r) sirve para estimar si los puntos experimentales se ajustan bien o no a una línea recta El valor de r puede tomar valores entre -1 y 1

Ejemplo

Se ha analizado una serie de soluciones estándar de fluoresceína en un fluorímetro y condujo a las siguientes intensidades de fluorescencia (en unidades arbitrarias).

Intensidad de fluorescencia 2,1 5,0 9,0 12,6 17,3 21,0 24,7

Concentración, (g/mL) 0 2 4 6 8 10 12

Determinar el coeficiente de correlación, además de la ecuación de la recta

Errores en la recta de regresión

Se puede calcular una desviación estándar de la recta para evaluar el limite de deteccion y de cuantificacion del método analítico

Límites de detección y de cuantificación

Los métodos instrumentales son capaces de detectar y determinar cantidades de analitos muy pequeñas. En términos generales, el limite de detección LDD es aquella concentración que proporciona una señal en el instrumento significativamente diferentes de la señal de un blanco o señal de fondo (ruido)

No se debe confundir el limite de detección con la sensibilidad, tener un LDD bajo no significa que es sensible. La sensibilidad es la pendiente de la curva de calibración y siempre que la representación sea lineal se puede medir en cualquier punto de la recta.

Límites de detección y de cuantificación

El límite de cuantificación se considera como el límite mas bajo para mediciones cuantitativamente precisas, en oposición a la detección cualitativa.

SENSIBILIDAD

En general, se ha acordado que la sensibilidad de un instrumento o de un método es una medida de su aptitud para discriminar entre pequeñas diferencias de concentración del analito. Está l imitada por dos factores:

- La pendiente de la recta de calibración y

- La reproducibilidad o precisión del dispositivo

de medición.

Entre dos métodos que poseen igual precisión, el que tenga la recta de calibración con mayor pendiente, será el más sensible!

Si dos métodos presentan rectas de calibración con pendientes iguales, el que muestre mejor precisión, será el más sensible.

La definición cuantitativa aceptada por la IUPAQ para la Sensibilidad de la Calibración, indica que es la pendiente de la recta de calibración en la concentración de interés.