Tema 2: Tratamiento de muestras y técnicas de separación de analitos. Tratamiento de muestras (algunas directrices) ecosistema ( contaminado?

Transcripción

1 Tema 2: Tratamiento de s y técnicas de separación de analitos. Tratamiento de s (algunas directrices) ecosistema ( contaminado?) toma y preparación, técnica analítica 1) Toma de una representativa: réplica en miniatura del sistema real 2) Transformación en la forma química y física (, líquido, ) y la concentración adecuadas al método analítico que se va a emplear 3) Si es posible, extracción del analito de interés o de especies interferentes en las medidas analíticas 4) Homogeneizado de la para el análisis: pulverizado de s, homogeneizado de mezclas y disoluciones 5) Métodos de campo : medidas in-situ, teledetección. Ejemplo de un análisis químico: Cuantificación de cafeína y teobromina en chocolate Paso 2: extracción de los analitos Paso 1: extracción de la materia grasa Paso 3: separación de los analitos Detección por absorción Ultravioleta a 254 nm Paso 4: Calibrado del método y análisis de datos Recta de calibrado para cada analito 1

2 Muestreo: algunas consideraciones Qué cantidad de es necesaria? mezcla de dos especies y con fracciones molares p y q, respectivamente Si se cogen N partículas de la como analito para realizar una medida se tiene: Partículas : N = N p Partículas : N = N q desviación estándar en N y N : s = N p q desviación relativa (%) R = s/n x 100 R = s/n x 100 (porcentaje mayor para las componentes minoritarias) Constante de muestreo Z : masa de analito tal que R= 1% Qué cantidad de es necesaria? Métodos de transformación y extracción de es x valor medio Medidas de 24 Na en el hígado s (desviación estándar) R = s/x % K desviación relativa - -condensación - atrapamiento químico Masa de Masa necesaria si se requiere un valor de R: M = Z/R 2 - congelación - adsorción sobre superficies Métodos de transformación y extracción de líquidos Métodos de transformación y extracción de s -evaporación - ebullición - volatilización de llama o electroquímica - precipitación - congelación - adsorción en poros y superficies extracción líquido-líquido -fusión - -digestión - extracción por recirculación y supercrítica - evaporación/desorción -combustión - ablación (láser, eléctrica) - bombardeo (iones) 2

3 Digestión de s: con ácidos, bases, agentes oxidantes (HCl, HNO 3, H 2 SO 4, H 3 PO 4, HF, NaOH,...) ácida de metales: M + nh + M n+ + (n/2)h 2 problema: se forman muchas sustancias volátiles. Se deben usar reactores cerrados y paredes gruesas protonación de aniones de la : H 2 CO 3 ( CO 2 ), H 2 S, PH 3, H 3 O 3,... formación de haluros metálicos volátiles: HgCl 2,SnCl 4, Extracción de analitos con disolventes Familias de analitos y su polaridad (tabla 24.2 libro de Harris) No Polares Hidrocarburos saturados y aromáticos Mercaptanos y sulfuros Polaridad Intermedia débil Éteres Cetonas Ésteres minas terciarias Nitritos Polaridad Intermedia fuerte lcoholes Ácidos carboxílicos Fenoles minas primarias y secundarias Nitrilos Polaridad Fuerte Polihidroxialcoholes minoalcoholes Hidroxácidos Ácidos polipróticos Polifenoles lgunos disolventes típicos en nálisis Químico Extracción en fase sólida Isooctano (99ºC) Disolvente (pto. Ebullición normal) Hexano (69ºC) Tolueno (101ºC) enceno (80ºC) Disolución de la disolvente 2 disolvente 3 Polaridad decreciente Diclorometano (39ºC) cetato de Etilo (77ºC) Cloroformo (61ºC) Etanol (78ºC) cetona (56ºC) Dimetilsulfóxido (189ºC) Metanol (64ºC) Muestra: disolvente 1 con analitos matriz sólida inmiscibles miscibles gua (100ºC) disolvente 1 disolvente 2 disolvente 3 Métodos de separación y extracción de analitos Extracción: Pasar un soluto de una matriz a otra Extracción Líquido-líquido V V V Extracción líquido-líquido Coeficiente de reparto y Eficiencia de extracción Disolventes inmiscibles Fase orgánica [C] 1 = q n /V 1 Fase 1 Coeficiente de reparto [C] 2 de un analito entre dos K = [C] 1 matrices (o fases) Fase 1 Fase 2 (V = V ) K=0.5 K=5 [C] 2 = (1-q) n /V 2 Fase acuosa Disolventes orgánicos CCl 4,CHCl 3 tolueno, hexano, benceno 3

4 Extracción líquido-líquido en modo continuo (analito no volátil) disolvente extractor más denso disolvente extractor menos denso calor Emerge sólo disolvente emerge emerge Columnas cromatográficas modernas Cromatografía de es Muestra con analitos,, C,D Disolvente con Solutos y (fase móvil) Relleno de la columna (fase estacionaria) condensador (refrigerado) Separación cromatográfica clásica en columna Los analitos y fluyen con velocidades distintas a través del material de la columna (fase estacionaria) Por su distinta interacción con el mismo detector Horno con columna de separación cromatográfica señal horno D C Columna abierta (cromatografía de es) Columna empaquetada (cromatografía de líquidos) tiempo Fase estacionaria (sólida o líquida) grosor µm diámetro interno columna mm Los analitos,, C, D, etc fluyen con velocidades distintas a través de la columna por su distinta interacción con la misma Mayor interacción = mayor tiempo de retención Un ejemplo: Separación de hidrocarburos saturados (alcanos) lineales por Cromatografía de es con Temperatura programada Fase estacionaria ( poroso) diámetro interno columna 1-5 mm Composición del Chapapote del Prestige Fuel pesado (residuo de la destilación del petróleo crudo) Temperatura Programada 50º-250º en 8 min. Utilización - combustión industrial (centrales térmicas, hornos, cementeras) y - combustible de barcos con motores diesel lentos, de gran potencia Composición (fuente: Laboratorio Le-Cedre (Francia) Técnica Utilizada: Cromatografía de es con detección por Espectrometría de masas Resultados Hidrocarburos saturados 25 % Hidrocarburos aromaticos 50 % Resinas 10 % sfaltenos 25 % 4

5 Vertido del Prestige Hidrocarburos Saturados Hidrocarburos romáticos 5