Curso: 2004/05 Centro: FAC. CC. EXPERIMENTALES Estudios: Licenciatura de Química Asignatura: QUÍMICA ANALÍTICA AVANZADA Código: 5005108 Ciclo: 2º Curso: 2º Cuatrimestre: 1º Carácter: Troncal Créditos teóri.: 6,0 Créditos práct.: 1,5 Área: QUIMICA ANALITICA Departamento: HIDROGEOLOGIA Y QUIMICA ANALITICA Descriptores: Análisis de trazas. Métodos cinéticos. Quimiometría. Cualimetría PROGRAMA TEÓRICO QUIMIOMETRÍA TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LA QUIMIOMETRÍA Quimiometría: concepto, origen y tendencias La quimiometría en las diferentes etapas del proceso analítico Clasificación de las técnicas quimiométricas Campos de aplicación TEMA 2. ENSAYOS DE SIGNIFICACIÓN Introducción Distribución normal. Otras distribuciones Pruebas de significación paramétricas (la prueba t, prueba t por parejas, pruebas de una y dos colas, la prueba F) Análisis de la Varianza (ANOVA) La prueba chi-cuadrado Pruebas de Normalidad de una distribución normal Pruebas de significación no paramétricas (test de U Mann-Whitney) TEMA 3. CALIBRACIÓN UNIVARIANTE Introducción al calibrado: calibración y proceso de medida. Dependencia funcional entre dos variables Tipos de patrones utilizados en calibración. Etapas básicas del proceso de calibración
Rango lineal. Límites de detección y cuantificación Corrección de errores en la calibración: blanco de Youden, adición de estándar, estándar interno) Mínimos cuadrados ponderados Regresión curvilínea TEMA 4. CALIBRACIÓN MULTIVARIANTE Introducción a la calibración multivariante Regresión lineal múltiple (MLR) Mínimos cuadrados clásicos (CLS) Mínimos cuadrados inversos (ILS) Regresión por componentes principales (PLS) Mínimos cuadrados parciales (PLS) TEMA 5. INTRODUCCIÓN AL DISEÑO EXPERIMENTAL, OPTIMIZACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE PAUTAS Diseño experimental: principios básicos Tipos de diseños: diseño factorial y diseños clásicos Superficies de respuesta Optimización. Métodos de optimización: simultáneos y secuenciales Método Simplex Los datos multidimensionales en Química Analítica Pre-procesamiento y visualización Análisis en componentes principales Reconocimiento de pautas CUALIMETRIA TEMA 6. LA CALIDAD EN LOS LABORATORIOS DE ANÁLISIS - Introducción a la calidad - Elementos básicos de la calidad: Garantía de la Calidad, Control de la Calidad y Evaluación de la Calidad - Referencias normativas de los sistemas de la Calidad (normalización, certificación, acreditación, BPLs) - Documentos de los sistemas de la Calidad - Trazabilidad - Incertidumbre
TEMA 7. CONTROL DE LA CALIDAD Control de calidad interno: Actividades de control Gráficos de control: Construcción del diagrama Gráficos de Schewhart: para valores centrales y para estimaciones de la dispersión Gráficos de sumas acumuladas (CUSUM) Otros gráficos de control Control de calidad externo Ejercicios de intercomparación: definición y tipos Ensayos de aptitud (intercalibración) Ejercicios colaborativos y de certificación TEMA 8. VALIDACIÓN DE MÉTODOS Concepto de validación Parámetros de validación en métodos cuantitativos Parámetros de validación en métodos cualitativos Etapas de la validación ANÁLISIS DE TRAZAS TEMA 9. ASPECTOS GENERALES DEL ANÁLISIS DE TRAZAS. Introducción: escalas de trabajo, definición y clasificación. Importancia del análisis de trazas y campos de aplicación. Muestreo y representatividad de las muestras Almacenamiento y estabilidad de las muestras Precauciones en el análisis de trazas orgánicas e inorgánicas. Fuentes de error: por pérdidas y por contaminación. Material de laboratorio y precauciones de uso. Purificación de reactivos. TEMA 10. DETERMINACION DE TRAZAS INORGANICAS Tratamientos previos de muestras Destrucción de matrices orgánicas Descomposición y disolución de matrices inorgánicas Métodos de separación y preconcentración en análisis de trazas inorgánicas Estudio comparado de las principales técnicas usadas. Aplicabilidad de acuerdo con la naturaleza del analito y las características de la matriz.
TEMA 11. ANÁLISIS DE TRAZAS ORGÁNICAS Dificultades y metodología en el análisis de trazas orgánicas Tratamientos previos de muestras Estudio comparado de las técnicas de extracción de trazas orgánicas en muestras sólidas Técnicas de extracción de trazas orgánicas en muestras líquidas Técnicas de preconcentración de extractos. Estudio comparado de las técnicas cromatográficas aplicadas al análisis de trazas orgánicas: cromatografía de gases, de líquidos de alta resolución y de capa fina de alta resolución Espectrometría de masas de dilución isotópica Aplicaciones, consejos prácticos y posibles fuentes de error TEMA 12. MÉTODOS INMUNOQUÍMICOS Generalidades sobre el proceso de respuesta inmune. Fundamentos del inmunoensayo: reacción antígeno-anticuerpo, marcadores. Clasificación de las técnicas de inmunoensayo: en ausencia de reactivo marcador y en presencia de reactivo marcador (isotópico y no isotópico). Inmunoensayo homogéneo y heterogéneo. Radioinmunoensayo (RIA). Fluoroinmunoensayo (FIA Quimioinmunoensayo (CIA). Enzimoinmunoensayo (EIA): heterogéneo (ELISA) y homogéneo (EMIT). Aplicaciones analíticas. TEMA 13. SENSORES Y BIOSENSORES Introducción a los sensores químicos. Consideraciones termodinámicas en la interacción especie química sensor Tipos de sensores. Sensores ópticos: características, instrumentación, clasificación y campos de aplicación. Sensores electroquímicos: características, tipos, electrodos sólidos y campos de aplicación. Biosensores: características, clasificación, técnicas de inmovilización y campos de aplicación. Otros tipos de sensores (térmicos, de masa, etc.). TEMA 14. ESPECIACIÓN QUÍMICA Introducción: especiación y especies, definiciones, ejemplos en química inorgánica y orgánica, especies más frecuentes
Factores que influyen en la especiación Etapas básicas en estudios de especiación Metodologías analíticas utilizadas en análisis de especies: tradicionales, basadas en sistemas analíticos dinámicos y de medición "in situ" Ventajas, limitaciones y aplicaciones analíticas de las técnicas en análisis de especies MÉTODOS CINÉTICOS TEMA 15. INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS CINÉTICOS. Comparación entre métodos cinéticos y métodos termodinámicos Velocidad de reacción química: ecuación de velocidad y orden de reacción Factores que afectan a la velocidad de reacción Reacciones lentas y rápidas Medida de la velocidad de reacción. Instrumentación Clasificación de los métodos cinéticos. Campos de aplicación. TEMA 16. MÉTODOS CINÉTICOS NO CATALÍTICOS Determinación de especies individuales: métodos diferenciales basados en la velocidad inicial y métodos integrales (gráfico, a tiempo fijo y a tiempo variable). Determinación de componentes en mezclas: método de extrapolación logarítmica, método de las ecuaciones proporcionales o del punto doble, método de la pseudoconstante de velocidad. Aplicaciones analíticas. TEMA 17. MÉTODOS CATALÍTICOS ENZIMÁTICOS Y NO ENZIMÁTICOS Concepto de catalizador. Consideraciones generales. Mecanismos de reacción y ecuaciones cinéticas. Efectos catalíticos modificados: activadores e inhibidores. Aplicaciones analíticas. Métodos catalíticos enzimáticos: los enzimas como catalizadores. Cinética de las reacciones enzimáticas. Especificidad enzimática. Inhibidores y activadores enzimáticos. Aplicaciones analíticas. PROGRAMA PRÁCTICO Y DE SEMINARIOS Práctica 1. Estudio del efecto matriz en la determinación de plaguicidas organoclorados en hortalizas por cromatografía gaseosa
Práctica 2. Calificación de equipos analíticos Práctica 3. Aplicación de métodos de calibración multivariante (PLS y PCR) a la resolución de una mezcla ternaria de plaguicidas en HPLC-DAD (o espectrofotometría UV-Vis) Seminario 1. Tratamiento y discusión de los resultados obtenidos en la práctica 1 Seminario 2. Realización de problemas numéricos correspondientes a los temas de test de hipótesis y calibración BIBLIOGRAFÍA Fundamentos de Química Analítica. Vol I y II.D.A. Skoog,D.M. West, F.J. Holler. Ed. 1992. Principios de Análisis Instrumental. D.A. Skoog, F.J. Holler, T.A. Nieman. Ed. Mc Graw Hill, 2000. Métodos Instrumentales de Análisis. H.H. Willard, L.L. Merrit, J.A. Dean, F.A. Settle. Grupo Ed Iberoamérica, 1991. Análisis Químico Cuantitativo. D.C. Harris. Grupo Ed. Iberoamérica, 1992. Analytical Chemistry. G.D. Christian, Ed. John Wiley and Sons, 1994. Estadística para Química Analítica. J.C. Miller, J.N. Miller. Ed Addison-Wesley Iberoamericana, 1993 Trace Analysis: A structured approach to obtaining reliable results. E. Prichard, G.M. Mackay, J. Points (Eds.). The Royal Society of Chemistry, 1996