Este documento describe diferentes métodos analíticos, incluyendo métodos clásicos y métodos instrumentales. Explica conceptos como precisión, exactitud, sensibilidad, límite de detección e intervalo de concentración aplicable. También cubre técnicas de calibración como curvas de calibración, el método de adiciones estándar y el método del estándar interno.
2. Métodos analíticos
La química analítica se ocupa de los métodos de
determinación de la composición química de la
materia.
Estos métodos pueden agruparse según sean:
Cuantitativos: informan de la identidad de las especies
tratadas.
Cualitativos: informan sobre la cantidad relativa de cada
uno de los componentes.
3. Métodos analíticos
Además de esta clasificación, los métodos analíticos se
pueden clasificar en dos grandes grupos, atendiendo a
la complejidad de los instrumentos utilizados. Se
distinguen:
Métodos clásicos: son los más básicos, y han sido
utilizados desde el principio de la química. Permiten
separar de la muestra el elemento que nos interesa.
Los más importantes son:
- Precipitación, extracción, destilación
4. Métodos analíticos
Métodos instrumentales: se utilizan aparatos
más complejos
Absorción de Radiación Espectrofotometría, fotometría
(Rayos x, Uv,Visible, Infrarrojo
Refracción de la Radiación Refractometría, Interferometría
Difracción de la Radiación Método de difracción de rayos x y
electrones
Rotación de la Radiación Polarimetría
Potencial eléctrico Potenciometría
Carga eléctrica Columbimetría
Resistencia eléctrica Conductimetría
Masa gravimetría
5. Selección de la Técnica
Hay que definir con claridad el problema analítico, es decir, que aspectos
queremos conocer acerca de la
muestra. En base a esto, para la elección de la muestra debemos basarnos
en los siguientes parámetros:
Tipo de análisis: Cualitativo, cuantitativo, de estructura, de superficie. ¿Qué
es lo que nos interesa de la
muestra? Si la sustancia es orgánica o inorgánica. Si el análisis es
destructivo o no destructivo.
— Exactitud y precisión. Según la finalidad se puede o no requerir mucha
exactitud.
— Cantidad de muestra disponible,
— Rango de concentración que se espera del analito.
— Posibles interferencias.
— Propiedades físicas (estado de la muestra) y químicas de la muestra.
— Numero de muestras que van a analizarse.
6. Parámetros de Calidad
Los parámetros de calidad más importantes y a tener en cuenta
son:
— Precisión
— Exactitud
— Sensibilidad
— Limite de detección
— Intervalo de concentración aplicable
— Selectividad
Otros parámetros menos importantes son:
— Velocidad
— Facilidad y seguridad
— Habilidad o experiencia del operador
— Coste y disponibilidad del equipo necesario
— Coste de la muestra
— Contaminación en el análisis
8. Exactitud: Mide los errores sistemáticos. Se define como la
diferencia de la mitad de los análisis realizados y el valor
verdadero.
-Mide el error sistemático, o determinado
de un método analítico.
-Exactitud = μ – xt
-µ es la medida de la población para la
concentración de analito de una
muestra cuya concentración verdadera
es xt.
-Requiere analizar estándares de
referencia
9. Sensibilidad: Es la capacidad de un método o instrumento
de discriminar entre pequeñas diferencias en la
concentración del analito.
Depende de:
– La pendiente de la curva de calibración
– Reproducibilidad o precisión del sistema de medida.
Definición cuantitativa:
– Sensitividad de calibración (IUPAC):
• Pendiente de la curva de calibración del analito
de interés
• S = mC + Sbl
• S señal analítica
• m= pendiente de la recta de calibrado
• C= Concentración
• Sbl= senal promedio del blanco
10. Límite de Detección: Concentración o peso mínimo de
analito que puede detectarse para un nivel de confianza dado.
Depende de:
– Relación entre la magnitud de la señal analítica con el valor
de la fluctuaciones estadísticas de la señal del blanco.
La mínima señal analítica distinguible Sm se toma como la suma de la señal
media del blanco Sbl mas un múltiplo k de la desviación estándar (sbl) del
mismo:
Sm = Sbl + ksbl
Según Kaiser, estadísticamente se considera que para k=3, el nivel de
confidencia de detección es del 95%.
11. Intervalo de Concentración Aplicable
Intervalo útil de un método analítico: intervalo entre la
concentración mas pequeña con la que pueden realizarse medidas
cuantitativas (LOQ-limit of cuantitation) hasta la concentración a la que la
curva de calibrado se desvía de la linealidad.(LOL-limit of linearity)
12. Selectividad
Es el grado de ausencia de interferencias debidas a otras
especies contenidas en la matriz de la muestra.
Cuando se habla de muy selectivo nos referimos a la
ausencia de interferencias, esto va a depender del
método y de la naturaleza de la matriz. Los métodos de
espectroscopia atómica son un ejemplo de métodos muy
selectivos, los de espectroscopia nuclear lo son menos,
los electroanaliticos son los que menos selectividad
tienen, esto es debido a que están basados en potenciales
redox.
13. Calibración de los métodos
instrumentales
Curvas de calibración
Método de las adiciones estándar
Método del estándar interno
14. Curva de calibración
Se requieren varios estándares de
concentraciones conocidas del analito
de interés.
Se requiere un blanco que contenga los
componentes de la muestra original
excepto el analito
Se representa una gráfica de respuesta
del instrumento vs concentración del
analito.( método de mínimos cuadrados)
15. Método de las adiciones estándar
Se utiliza en muestras complejas donde los
efectos de matriz son importantes.
Implica añadir uno o mas incrementos de
una solución estándar a una alícuota de
muestra
El valor del volumen en la intersección de la
línea recta con el eje-x es el volumen del
reactivo estándar equivalente a la cantidad de
analito en la muestra
16. Método del estándar interno
Un estándar interno es una sustancia
que se añade a todas las muestras en
una cantidad constante.
La calibración supone representar la
razón entre la señal del analito y la del
estándar interno como una función de
la concentración del analito
17. Método del estándar interno
El estándar interno (IS) puede compensar
distintos tipos de errores indeterminados y
sistemáticos.
Si el IS y el analito responden
proporcionalmente a los errores instrumentales
y fluctuaciones del método, la razón entre las
señales es independiente de las fluctuaciones
La mayor dificultad es encontrar un IS adecuado,
con señal reproducible y que genere una señal
similar a la del analito(
