IMPORTANCIA DE LA QUIMICA ANALÍTICA

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1 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 1 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS INSTRUMENTAL Introducción Componentes de un instrumento de medida para el análisis Clasificación de las técnicas analíticas Elección de un método analítico: propiedades analíticas Medida de la propiedad observable: calibrado IMPORTANCIA DE LA QUIMICA ANALÍTICA TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 2 MATERIALES ALIMENTOS AGUAS NATURALES INFORMACIÓN SOBRE LA COMPOSICIÓN DE LAS SUSTANCIAS AGUAS RESIDUALES SUELOS INDUSTRIA AIRE MEDICINA 1

2 METODOLOGÍA DE LA QUIMICA ANALÍTICA TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 3 Definir el problema correctamente Asegurar la representatividad del problema a través de las muestras Definir el tiempo y las exigencias requeridas por el cliente Desarrollar un plan analítico Realizar el trabajo con el más alto nivel de calidad, experiencia y buen conocimiento químico Comunicar la respuesta, no los datos, incluyendo la precisión y exactitud, especificando los peligros o limitaciones en la utilización de los datos Interpretar la información y los resultados en un informe claro, consistente y significativo METODOLOGÍA DE LA QUIMICA ANALÍTICA TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 4 PROCESO ANALITICO TOTAL (PAT) Conjunto de Operaciones que separan el Problema planteado por el cliente de la información suministrada por el laboratorio de análisis Problema Proceso Analítico Total (PAT) Información 2

3 METODOLOGÍA DE LA QUIMICA ANALÍTICA TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 5 PROCESO DE MEDIDA QUIMICO (PMQ) Conjunto de etapas sistematizadas que van a permitir resolver el problema analítico Muestra Operaciones previas Medición y transducción de la señal analítica PROCESO DE MEDIDA QUÍMICO Adquisición y tratamiento de datos (señales) Resultados METODOLOGÍA DE LA QUIMICA ANALÍTICA TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 6 Otras definiciones de algunos términos que utilizaremos: Técnica: Principio científico genérico que se utiliza para extraer información Por ejemplo: espectrofotometría UV-visible, o potenciometría. Método: Aplicación concreta de la técnica analítica para la determinación de un analito o mezcla en una muestra definida. Por ejemplo: determinación de nitratos (NO 3- ) en aguas mediante espectrofotometría de absorción UV-visible. Procedimiento: Descripción detallada del método analítico. Protocolo: conjunto de normas definitivas que deben seguirse sin ningún tipo de excepción cuando se pretende que los resultados analíticos puedan utilizarse con un propósito específico. Son preescritos por un organismo oficial para su uso en una situación dada. Por ejemplo: un proceso de regulación alimenticia (acidez de un aceite) o en dictamines legales (determinación de alcohol en sangre). Técnica Método Procedimiento Protocolo 3

4 ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 7 1. Planteamiento general del problema técnico-científico o socio-económico 2. Planteamiento específico del problema analítico y definición del objetivo 3. Selección del método 4. Toma de muestra o muestreo 5. Tratamiento y preparación de la muestra 6. Etapa de medida 7. Tratamiento y evaluación de los datos 8. Interpretación de los resultados: Conclusiones 9. Realización del Informe ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 8 1. Planteamiento general del problema técnico-científico o socio-económico Etapa caracterizada por la información (bio)química de una muestra solicitada por el cliente. A partir de la información solicitada, el cliente pretende conocer alguna característica bio(química) latente de la muestra en estudio; con la finalidad de tomar decisiones fundamentales, eficaces y dentro de un tiempo razonable. 2. Planteamiento específico del problema analítico y definición del objetivo En colaboración estrecha con el cliente hay que situar el problema en su contexto y recabar la máxima información posible acerca de naturaleza de la muestra, especies que deben ser analizadas, uso final que se pretende de los resultados analíticos, evaluación de costes, etc. 4

5 ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 9 3. Selección del método Una selección correcta consiste en buscar una solución de compromiso entre los siguientes cuatro grupo de propiedades características: Exactitud, precisión, sensibilidad, selectividad requeridas Rapidez requerida (operaciones previas + tiempo de análisis) Coste (número de muestras + reactivos + instrumentación + formación de personal) Facilidad (seguridad + comodidad del personal) Busqueda bibliográfica: solución a nuestro problema con algún método previamente establecido. Si la bibliografía no ofrece solución a nuestro problema, será necesaria la adaptación de un método ya existente o el desarrollo de un método nuevo ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL Toma de muestra En general podemos decir, que un buen muestreo es aquel en que la muestra seleccionada para el laboratorio sea representativa de la población que se va a investigar. Un resultado exacto pero no representativo del problema planteado es de mala calidad, de ahí la trascendencia del muestreo. Para ello hay que seguir un plan de muestreo 5

6 ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL Tratamiento de la muestra Adecuación de la muestra a la medición propiamente dicha. Son el nexo de unión entre la muestra y el empleo del instrumento principal de medida. Son procesos multietapa lentos con un alto grado de participación humana Muestra bruta OPERACIONES PREVIAS INSTRUMENTO ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 12 Muestra bruta Muestreo Medida de Masa/Volumen Homogeneización Secado Destrucción materia orgánica Disolución Disgregación Conservación Triturado Tamizado Técnicas de separación Reacciones no analíticas Reacciones analíticas Medida de volumen (masa) Transporte Introducción al instrumento INSTRUMENTO 6

7 ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL 6. Etapa de medida TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 13 Se basa en la observación y/o determinación de una propiedad de la especie que se quiere analizar mediante la utilización de un instrumento de medida. Se obtiene una señal analítica que se traduce en información química ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL Cuantitativos Cualitativos Mixtos Estructurales Finalidad analítica En relación con la calibración Primarios Relativos 3 4 Naturaleza de las señales 2 TIPOS DE INSTRUMENTOS Ópticos Electroquímicos Másicos Térmicos Magnéticos Otros 1 5 En relación con otras etapas del PMQ Independientes (fuera de línea) Integrados (en línea) TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 14 Naturaleza Instrumentos propiamente dichos Sentidos humanos 7

8 ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL 7. Adquisición, tratamiento y evaluación de datos TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 15 Es el nexo de unión entre el instrumento y los resultados, expresados según los requerimientos solicitados. Para lo cual se realizan cálculos empleando procedimientos quimiométricos Fuera de línea I N S T R U M E N T O Salida Adquisición de datos En línea En línea Funcionamiento Interfase pasiva ORDENADOR Interfase activa Tratamiento de datos Impresora Resultados TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 16 ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL 8. Interpretación de resultados: conclusiones El PMQ comienza con el planteamiento de un problema y ha de terminar por lo tanto con su resolución. Para lo cual los datos obtenidos han de relacionarse con la finalidad perseguida en el análisis. La interpretación de los datos puede ser una operación simple en algunos casos y muy compleja en otros. Así, en ocasiones puede resolverse mediante la ayuda de los métodos estadísticos clásicos, o puede necesitar de la aplicación de técnicas quimiométricas muy sofisticadas. 8

9 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 17 ETAPAS DEL PROCESO ANALÍTICO TOTAL 9. Informe La misión básica de un laboratorio analítico consiste en la generación de informes analíticos de calidad en el tiempo requerido y dentro del precio establecido. En el informe final el laboratorio analítico proporciona al cliente la información inicialmente solicitada de una forma precisa, y exenta de ambigüedad. TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 18 CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS 1. Métodos clásicos: Se basan en interacciones materiamateria, esto es, en reacciones químicas. 2. Métodos Instrumentales: ópticos, electroquímicos y otros. Se basan en interacciones materia-energía, utilizan un instrumento más o menos complejo para evaluar una propiedad física o físico-química del sistema objeto de estudio. No es esencial el concurso de una reacción química. 9

10 MÉTODOS CLÁSICOS DE ANÁLISIS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LA MEZCLA: (Precipìtación, extracción y destilación) Análisis cualitativo: Los componentes separados se tratan con reactivos originándose productos que se pueden identificar por su: -Olor -Color -Punto ebullición o fusión Análisis cuantitativo: La cantidad de analito se determina mediante medidas: -gravimétricas. - volumétricas. MÉTODOS INSTRUMENTALES DE ANÁLISIS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 20 ESQUEMA GENERAL DE UNA MEDIDA INSTRUMENTAL 10

11 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 21 COMPONENTES DE UN INSTRUMENTO ANALÍTICO Generador de señales Señal analítica Medida del ph Muestra Actividad iones H + EJEMPLOS Medida del color Lámpara Monocromador Muestra Radiación electromagnética Detector Electrodos (vidrio y referencia) Fotomultiplicador Procesador de señales Dispositivo de lectura Señal de entrada Señal de salida Potencial eléctrico Amplificador Digitalizador Medidor de escala Unidad digital Corriente eléctrica Medidor de escala Unidad digital TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 22 CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS ANALÍTICAS TÉCNICAS ÓPTICAS TÉCNICAS ELECTROANALÍTICAS OTRAS TÉCNICAS INSTRUMENTALES 11

12 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 23 CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS ANALÍTICAS TÉCNICAS ESPECTROSCÓPICAS MOLECULARES Absorción Espectrofotometría ultravioleta visible Espectrofotometría de infrarrojo Espectroscopía de microondas Emisión Espectrofotometría de fluorescencia Espectrofotometría de fosforescencia ATÓMICAS Absorción Espectrofotometría de absorción atómica Espestroscopía de absorción de rayos X Emisión Espectroscopía de emisión atómica (llama, arco, chispa, plasma) Espectroscopía de fluorescencia atómica Espectroscopía de fluorescencia de rayos X Espectroscopía de rayos gamma TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 24 CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS ANALÍTICAS TÉCNICAS NO ESPECTROSCÓPICAS BASADAS EN LA DISPERSIÓN DE LA RADIACIÓN Turbidimetría Nefelometría Espectroscopía Raman BASADAS EN LA MEDIDA DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN Refractometría Interferometría BASADAS EN LA DIFRACCIÓN Difracción de rayos X Difracción de neutrones Difracción de electrones BASADAS EN LA MEDIDA DE LA ACTIVIDAD ÓPTICA Polarimetría Espectropolarimetría Espectrometría de dicroismo circular 12

13 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 25 CLASIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS ANALÍTICAS Técnicas electroanalíticas a. Potenciometría b. Técnicas Voltamperométricas i. Voltamperometría de barrido lineal ii. Voltamperometría de redisolución iii. Voltamperometría cíclica a. Culombimetría i. Culombimetría a potencial constante ii. Culombimetría a intensidad constante iii. Electrogravimetría TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 26 Los métodos Instrumentales son usados para: ANÁLISIS CUALITATIVO: Identificación de especies químicas ANÁLISIS CUANTITATIVO: Determinación de la cantidad de una especie o grupo de especies. CLASIFICACIÓN: TAMAÑO DE MUESTRA Método Peso de muestra (mg) Volumen de muestra (ml) Macroanálisis Semimicroanálisis Microanálisis Ultramicroanálisis PREFIJO FACTOR SÍMBOLO yocto y zepto z atto a femto f pico p nano 10-9 n micro 10-6 µ mili 10-3 m centi 10-2 c deci 10-1 d 13

14 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 27 MUESTRA: porción del material, o población de la que se requiere información analítica, de la cual partimos para iniciar el análisis. MUESTRA ANALÍTICA: indica la porción de la muestra que se presenta al instrumento de análisis. ANALITO: especie o especies a determinarse en la muestra analítica. MATRIZ: conjunto de todos los constituyentes en la muestra. Esta incluye al analito y a todos lo demás constituyentes, que son llamados concomitantes. MATRIZ ANALÍTICA: se refiere específicamente a la matriz de la muestra analítica. CONCENTRACIÓN DEL ANALÍTO EN LA MUESTRA En función de la concentración de un analito en una muestra estos pueden clasificarse en: Constituyentes mayoritarios (presentes en la muestra entre % p/p) Componentes minoritarios (presentes en la muestra entre % p/p) Constituyentes traza (presentes en la muestra entre < 0.01 % p/p). MEDIDA ANALÍTICA Cada medida analítica consta de dos componentes: TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 28 -Señal: lleva la información relativa al analito de interés. -Ruido: compuesto por información no deseada que degrada la exactitud y la precisión del análisis y aumenta el límite inferior de la cantidad de analito detectable. Representación teórica de la misma corriente en ausencia de ruido Señal de corriente continua Su origen puede ser químico (variables incontroladas relacionadas con la química del sistema) o instrumental (relacionado con los componentes del instrumento utilizado: generador de señales, detector). 14

15 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 29 SEÑALES SEÑAL: puede definirse como la salida de un detector que está respondiendo al sistema químico de interés. SEÑAL TOTAL (S t ): señal de salida no modificada obtenida de la medida de una muestra analítica o de un patrón. S t = S a + S b SEÑAL BLANCO (S b ): señal de salida obtenida de la medida de un blanco. Esta incluye la SEÑAL DE FONDO, debida a las señales que provienen del medio/célula de medida y de los concomitantes en el blanco. SEÑAL ANALÍTICA: está relacionada directamente con la concentración del analito, y se obtiene restando la señal blanco de la señal total. S a = S t -S b Blanco: disolución (sólido o vapor) de composición parecida a la muestra, que no contiene al analito y sirve para medir/estimar la seña fondo (sirve para ajustar el cero del instrumento. TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 30 MÉTODOS QUÍMICOS CUANTITATIVOS: Magnitud de propiedad medida S a =KC Carácter absoluto Constante única, tiene un valor perfectamente definido deducible de las leyes estequiométicas. Concentración o cantidad MÉTODOS INSTRUMENTALES CUANTITATIVOS: Magnitud de propiedad medida S a =KC Carácter relativo Constante NO única, depende de condiciones experimentales Concentración o cantidad 15

16 TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 31 CALIBRACIÓN La calibración consiste en comparar el valor de la magnitud medida (o representada) por el sistema de medición, con los valores que, bajo condiciones estrictamente definidas, producen patrones conocidos o materiales de referencia. MÉTODOS DE CALIBRACIÓN Calibración externa Adición estándar Patrón interno TIPOS DE CALIBRADOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL CALIBRACIÓN EXTERNA Las disoluciones patrón deben: - Cubrir el intervalo de concentraciones de interés: desde cero (corresponde al blanco) hasta una concentración por encima de la concentración esperada para la muestra. - Tener una matriz tan parecida a la muestra analítica como sea necesario. 16

17 TIPOS DE CALIBRADOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL CALIBRACIÓN EXTERNA Y = mx + a La pendiente m es la sensibilidad Las medidas de señales de las muestras se deben obtener siempre junto con las de los patrones y en las mismas condiciones instrumentales. TIPOS DE CALIBRADOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 34 MÉTODO DE PATRÓN EXTERNO (Ejercicio 2-hoja 2) Se pretende determinar el contenido en cadmio en un zumo de fruta comercial, eligiéndose como técnica de medida la Espectroscopía de Absorción Atómica con un atomizador de llama a una longitud de onda de nm. El procedimiento seguido fue el siguiente: se homogenizó el zumo mediante agitación y se tomaron 5.00 ml que se filtraron para retiran la pulpa. De la disolución filtrada se tomaron 2.50 ml que se enrasaron a 25.0 ml en un matraz aforado con HCl 1:1 (muestra analítica). Para la calibración, se prepararon 5 disoluciones patrón de cadmio partiendo de una disolución estándar de 990 mg ml -1 en cadmio tomando 20, 30, 40, 50 y 60 ml de dicho estándar y enrasando a 25.0 ml con HCl 1:1. Las señales de absorbancia obtenidas se muestran en la siguiente tabla: V patron Cd (μl) Absorbancia (U.A) Muestra analítica Qué concentración de cadmio expresada en ng/ml hay en el zumo de fruta? 17

18 MÉTODO DE PATRÓN EXTERNO (Ejercicio 2-hoja 2) TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 35 C Cd (μg ml -1 ) Absorbancia corregida (U.A) Muestra analítica A (U.A.) C (microgramos/ml) TIPOS DE CALIBRADOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL ADICIÓN ESTÁNDAR En ocasiones la interacción del analito con otros componentes de la muestra puede producir un aumento o una disminución de la sensibilidad del analito. El método de adición estándar permite eliminar los errores de matriz sin necesidad de efectuar la equiparación de matriz en la preparación de patrones. Adición única: Se registran dos señales: la señal de la muestra y la de la muestra más la adición de un volumen conocido de una disolución patrón concentrada: La señal correspondiente a la disolución de la muestra: S = 1 kc m Y la señal correspondiente a la muestra con adición: CmV CpV m p S2 = k + Vm + Vp Vm + Vp 18

19 TIPOS DE CALIBRADOS 2. ADICIÓN ESTÁNDAR (adición única) (Ejercicio 3-hoja 2) TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 37 Para analizar el contenido de estaño en un mineral, se fundió una muestra de g del mineral, se disolvió y se llevó a ml. De esta disolución se tomaron 25.0 ml para un análisis polarográfico y se observó una intensidad de corriente de 24.9 µa. A continuación se agregaron 5.00 ml de una disolución patrón de estaño 6.01 x 10-3 M y la intensidad de corriente aumentó hasta 28.3 µa. Calcular el porcentaje de estaño en el mineral. TIPOS DE CALIBRADOS 2. ADICIÓN ESTÁNDAR (adición múltiple) TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 38 Y= a + b Cx; cuando Y=0 Cx= a / b Absorbancia Señal (u. A.) 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 Adición 5 Adición 4 Adición 3 Adición 2 y = 0,0411x + 0,0101 RAdición 2 = 0, Muestra original (Cx) 0-0,4-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 -Cx Crom Concentración o (m g/l) de patrón añadida Extrapolación a señal cero 19

20 TIPOS DE CALIBRADOS 2. ADICIÓN ESTÁNDAR (adición múltiple) TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 39 INCONVENIENTES: -Al ser un método de extrapolación es menos preciso que la recta de calibrado (interpolación). - Requiere más cantidad de muestra y reactivos. - Hay que realizar una recta de calibrado para cada determinación. TIPOS DE CALIBRADOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL PATRÓN INTERNO Se emplea en aquellas técnicas en las que la señal depende de factores poco reproducibles y que pueden variar en el curso del análisis. La variable analítica es el cociente de señales del analito y del patrón interno. El patrón interno es una sustancia que no está presente en la muestra a analizar, con un comportamiento similar al del analito y que no interfiere en la determinación de éste. Patrón interno simple A M A P.I. = k 1. C M k 2. C P.I. DISOLUCIÓN PATRÓN: se conoce C M y C P.I. F= factor de respuesta del detector para el ANALITO usando un patrón interno A M A P.I. C M = F Calculamos C M C P.I. MUESTRA: se conoce C P.I. 20

21 TIPOS DE CALIBRADOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL PATRÓN INTERNO Ejercicio 8-Hoja2 En la determinación de vitamina C en un refresco mediante HPLC, se usó cafeína como patrón interno. El procedimiento usado fue el siguiente: 1.se preparó una solución patrón de todos los compuestos que contenía vitamina C 250 µg/ml cafeína 150 µg/ml. 2.Por otro lado, se pipetearon 20.0 ml de refresco a un matraz aforado de ml y se le añadieron 5.00 mg de cafeína pura. Se disolvió el compuesto y se llevó a enrase. Porciones iguales de estas dos disoluciones se inyectaron dentro del cromatógrafo, se registró sus cromatogramas y se midieron las señales obteniendo los siguientes resultados: Altura de pico, cm Compuesto Patrón Muestra Vitamina C Cafeína TIPOS DE CALIBRADOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL PATRÓN INTERNO MÚLTIPLE P/p 4 3 P M p P.I. 2 1 C M Concentración analito C 1, C 2, C 3, C 4 concentraciones de analito c concentración constante patrón interno P señales analíticas del analito p señales analíticas de patrón interno 21

22 TIPOS DE CALIBRADOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL PATRÓN INTERNO MÚLTIPLE El patrón interno debe ser una sustancia que: - No debe aparecer en la muestra - Similar al analito químicamente - Con una señal fácilmente medible que no interfiera con el analito. - Debe responder de una manera similar a él, para cualquiera de las variables que puedan afectar al detector. - Su concentración debe ser del mismo orden de magnitud que la del analito. CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 44 PROPIEDADES SUPREMAS CALIDAD INTERNA DEL LABORATORIO ANALITICO PROPIEDADES BÁSICAS 22

23 CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 45 ANÁLISIS QUÍMICO Basado en MEDIDAS EXPERIMENTALES Toda medida experimental tiene asociada alguna incertidumbre NO EXISTEN RESULTADOS CUANTITATIVOS VÁLIDOS SI NO VAN ACOMPAÑADOS DE LA ESTIMACIÓN DE LOS ERRORES INHERENTES A ELLOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 46 CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS EXACTITUD Expresa el grado de concordancia entre el resultado de un ensayo y el valor de referencia aceptado como verdadero Cuando se desconoce el valor verdadero se evalúa mediante: 1. Análisis de estándares de referencia: Materiales que contienen uno o más analitos en concentración conocida. 2. Comparación con otros métodos analíticos, preferiblemente válidos y fiables. 3. Análisis de muestras blanco 4. Comparación entre varios laboratorios (INTERLABORATORIO): 1. Todos los laboratorios utilizan la misma muestra- MATERIAL DE REFERENCIA. 2. Es mejor que haya un laboratorio válido. El error absoluto El error relativo E = x i x v x - x E i v r = x 100% x v 23

24 CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 47 PRECISIÓN Expresa el grado de concordancia, entre sí, de un conjunto de resultados obtenidos al efectuar varias veces la determinación de un analito Se evalúa mediante: Desviación estándar s = (x -x) i 2 n-1 Desviación estándar relativa ( RSD,%) = CV,% = 100 x s Varianza: es el cuadrado de la desviación estándar (s 2 ) Precisión en patrones o una muestra analítica: REPETITIVIDAD Se parte de una misma muestra de la que se hacen varias determinaciones. Precisión en muestras: REPRODUCIBILIDAD Se parte de varias muestras y se desarrolla todo el método con cada una de ellas. CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 48 24

25 CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS ERRORES SISTEMÁTICOS (Determinados) TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 49 ERRORES ALEATORIOS (Indeterminados) TIENEN VALOR DEFINIDO TIENE CAUSA ASIGNABLE TIENEN IGUAL SIGNO Y MAGNITUD AFECTAN A LA EXACTITUD NO TIENEN SIGNO CONCRETO NO PUEDEN CORREGIRSE AFECTAN A LA PRECISIÓN Errores de instrumento Errores del método Errores personales Variables no controladas: Parte inevitable de toda medición física o química ERRORES CRASOS (Esporádicos) RESULTADOS DISPARATADOS CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 50 LÍMITE DE DETECCIÓN: LD = 3σ m B N 10 LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN: 10σ LC = m B INTERVALO DE LINEALIDAD: Es el intervalo de concentraciones donde la relación señal-concentración es lineal. Señal, S Concentración, C 25

26 CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 51 SENSIBILIDAD Se define SENSIBILIDAD (s) como la razón del cambio en la señal de salida del instrumento, S, al cambio correspondiente en el estímulo, en este caso la concentración del analito, C. s = ds / dc Las pendientes de las curvas de calibrado se usan para determinar los valores de sensibilidad. Qué nos indica la sensibilidad de un método analítico? La capacidad de discriminar entre pequeñas diferencias en la concentración del analito. A mayor sensibilidad, más fácil discriminar estas pequeñas variaciones en la concentración del analito y se obtienen menores Límites de Detección (LOD). CALIDAD Y PROPIEDADES ANALÍTICAS SELECTIVIDAD TEMA 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLSIS INSTRUMENTAL 52 Hace referencia al grado de interferencia de unas especies sobre la identificación de otras. El coeficiente de selectividad para una sustancia potencialmente interferente B sobre un determinado analito A viene dado por la relación entre las pendientes de calibrado K B,A = m B /m A ROBUSTED Expresa la capacidad del método para permanecer invariable a pequeñas modificaciones ambientales o de procedimiento. Se mide mediante la reproducibilidad RELACIÓN SEÑAL/RUIDO Para describir la calidad de un método analítico o el funcionamiento de un instrumento, se utiliza la relación señal/ruido (S/N). Las condiciones más favorables se obtendrían para altas relaciones: S/N = x /s siendo x la media de la señal analítica medida y s la desviación estándar. 26