MTODO DE VALIDACIN PARA LA DETERMINACIN DE HIERRO EN UNA MUESTRA DE HGADO DE VACA.

RESUMENEn el presente artculo se describe y se da a conocer los resultados obtenidos de la experiencia de laboratorio que se llev a cabo en la universidad pedaggica nacional en el espacio acadmico de mtodos de anlisis qumico, donde se va a determinar hierro en una muestra de hgado de vaca, por medio del mtodo instrumental espectrofotometra (validacin del mtodo). Palabras claveEspectrofotometra, hierro, validacin del mtodo, ley de Lamber Beer, spectronic 20. SUMMARY The present article describes and discloses the results of the laboratory experiment was carried out in the National Pedagogical University in the academic field of chemical analysis methods, which will determine iron in a liver sample beef, by means of spectrophotometry, instrumental method (method validation).Words key spectrophotometry, iron, validation of the method, law of Lamber Beer, spectronic 20.

INTRODUCCIN [footnoteRef:1]INSTRUMENTRUMENTACIN Y TCNICAS DE ESPECTROFOTOMETRA. [1: Pecsok,R y Shields, D, cap. 10. ]

Los componentes bsicos de un espectrofotmetro son: 1. fuente estable de energa radiante.2. un monocromador para desdoblar la radiacin de las longitudes de onda que la forman.3. recipientes transparentes para la muestra. 4. un detector de la radiacin con un sistema de lectura acoplado (medidor o registro).[footnoteRef:2]SPECTROFOTMETRO SPECTRONIC 20 DE BAUSH AND LOMB. [2: Pecsok,R y Shields, D, pag, 190.]

Opera dentro de un margen de 340 a 625m y puede ampliarse hasta 750m, aproximadamente. Una rejilla de difraccin de 600 lneas/mm dispersa la radiacin de una lmpara de tungsteno. Las rendijas permiten el paso de una radiacin de ancho de banda constante de 20m, la rejilla se hace girar para seleccionar la banda de radiacin deseada con el botn de control de longitudes de onda calibrado. El aparato se normaliza a cada longitud de onda: 1. calibrando el botn de control de amplificador a modo que el medidor quede en 0% de transferencia (T) cuando no llegue radiacin al fototubo (ajuste por corriente obscura). 2. Calibrando el control de luz a modo de que el medidor en 100% T cuando la muestra en blanco esta el haz La sensibilidad que se obtiene con el fototubo del spectronic 20. Es evidente que la calibracin del 100% de T con el blanco requiere mayor poder radiante a 600m q a 400m. La calibracin del control de la luz permite las atenuaciones deseadas. Las calibraciones antes mencionadas tienen que hacerse cada vez que se cambia la longitud de onda. Tratamiento de la muestra (hgado de vaca)

Como el hgado (analito) no se encuentra de forma qumica apropiada para analizarla, sino que necesita una transformacin por medio de ciertos analitos.Primero es fundamental que la muestra est en forma liquida para el ensayo pero como el hgado no se pude disolver tan fcilmente en su forma fsica original es necesario calentarlo y despus calcinarlo. Cuando el analito requiere una transformacin en su forma fsica, sta puede hacerse simplemente cambiando la temperatura .3

3 Kenneth A, Rubinson, Judith E, Rubinson Pag, 97Otra parte importante en el tratamiento de la muestra es la digestin, pues cuando una parte o la totalidad de la muestra no se disuelven en un disolvente como es comn, entonces se requieren unas condiciones vigorosas. La digestin es un proceso que requiere poner el slido en disolucin con la ayuda de cidos, bases, agentes oxidantes o enzimas.4El mtodo de digestin en el caso del hgado de vaca implica la destruccin de los componentes orgnicos mientras que se dejan los inorgnicos. Estos se realizan, normalmente, mediante la oxidacin de los compuestos orgnicos, quedando los compuestos inorgnicos en las cenizas resultantes. La calcinacin normalmente, se lleva a cabo en un horno calentado elctricamente, pero, con materiales adicionales especiales, se puede llevar a cabo en hornos microondas. 5El reactivo utilizado parar desrrollar color cuando la muestra tenido el tratamirnto que necesitaba es la o- fenantrolina que al actuar con el hierro de la muestra , todo ese hierro se convierte en un complejo.6

4, 5, Kenneth A, Rubinson, Judith E, Rubinson Pag, 98,100 6. Daniel C, Harris Pag, 749

METODOLOGA

BARRIDO ESPECTRAL Y CURVA DE CALIBRACIN

W=0.35g (NH4) Fe (SO4)26H2O (Sal de morh) Disolverlo en H2O2ml HCl [ ]Baln aforado 250 ml

00.020.10.20.5122.551015

1 ml Hidroxilamina

10 ml solucin reguladora

4 ml o fenantrolina (color)

Aforar con H2O a 50 ml

Almacenar oscuridad 10 ml

Leer A

400 nm

430 nm

460 nm

490 nm

520 nm

550 nm

580 nm

610 nm

640 nm

670 nm

Determinar la longitud de mxima absorbancia

TRATMIENTO DE LA MUESTRA HIGADO DE VACAMuestra calcinada

Enfriar

5 ml HCl [ ]1 ml HNO3 [ ]

Transferir a una cpsula de porcelana

3 ml HCl

Evaporar a sequedad

Filtrar residuos slidos

Adicionar ~ 20 ml de agua

Tomar alcuota de 10 ml

Desarrollar color completando a volumen de 50 ml

Leer A

RESULTADOS Y DISCUSINpara la determinacin de la longitud de onda de trabajo para ello se midi la solucin mas concentrada de Fe en el cual previamente se le desarrollo color con el reactivo O fenantrolina Tabla N1 Determinacin de la longitud de onda analtica.longitud de onda (nm) %TA

400640,194

430480,319

460390,409

49033,50,475

52034,50,462

610930,032

700740,131

grafica N1 Determinacin de la longitud de onda analtica.

grafica N2 Determinacin de la longitud de onda analtica.

Las anteriores graficas muestran que la longitud de onda de trabajo es de 490 nm ya que es la de mxima absorbancia.Para determinar donde el mtodo cumple la ley de Beer en cada uno de los equipos que se utilizaron se realiza la curva de Ringbom:

espectrofotometro:HitashicURVA DE RINBOM PARA EL METODO REALIZADO EN EL EQUIPO HITASHItabla N3 DE ABSORBANCIA Y CONCENTRACIN CONCENTRACIN (ppm)A

0,020,05

0,10,132

0,20,22

0,50,521

10,978

20,413

2,50,015

50,866

101,032

151,356

GRAFICA N3 cURVA DE RINBOM ABSORBANCIA vS CONCENTRACIN

TABLA N4 DE LOGARITMO DE LA CONCENTRACIN Y PORCETAJE DE TRANSMITANCIA. log C

%T

-1,69989,12

-173,79

-0,69960,25

-0,30130,13

010,52

0,30138,64

0,39896,6

0,69913,61

19329

1,1764,4

GRAFICA N4 cURVA DE RINBOM PORCETAJE DE TRANSMITANCIA vS LOGARITMO DE LA CONCENTRACIN

TABLA N5 DE absortancia Y LOGARITMO DE LA CONCENTRACINlog C100 - %T

-1,69910,88

-126,21

-0,69939,75

-0,30169,87

089,48

0,30161,36

0,3983,4

0,69986,39

190,71

1,17695,6

GRAFICA N5 cURVA DE RINBOM 100 - PORCENTAJE DE TRANSMITANCIA vS LOGARITMO DE LA CONCENTRACIN

espectrofotometro: bekmancURVA DE RINBOM PARA EL METODO REALIZADO EN EL EQUIPO BEKMANtabla N6 DE ABSORBANCIA Y CONCENTRACIN CONCENTRACIN (ppm)A

0,020,031

0,10,031

0,20,037

0,50,039

10,073

20,418

2,50,456

50,883

101,475

151,443

GRAFICA N6 cURVA DE RINBOM ABSORBANCIA vS CONCENTRACIN

TABLA N7 DE LOGARITMO DE LA CONCENTRACIN Y PORCETAJE DE TRANSMITANCIA. log C%T

-1,69993,11

-193,11

-0,69991,83

-0,30191,41

084,53

0,30138,19

0,39834,99

0,69913,09

13,35

1,1763,6

GRAFICA N7 cURVA DE RINBOM PORCETAJE DE TRANSMITANCIA vS LOGARITMO DE LA CONCENTRACIN

TABLA N8 DE 100 - PORCENTAJE DE TRANSMITANCIA Y LOGARITMO DE LA CONCENTRACINlog C100 - %T

-1,6993,89

-13,89

-0,6998,17

-0,3018,59

015,47

0,30161,81

0,39865,01

0,69986,91

196,65

1,17696,4

GRAFICA N8 cURVA DE RINBOM 100 - PORCENTAJE DE TRANSMITANCIA vS LOGARITMO DE LA CONCENTRACIN

espectrofotometro: sdzcURVA DE RINBOM PARA EL METODO REALIZADO EN EL EQUIPO shimadzu.tabla N9 absorbancia y CONCENTRACINC ppmA

0,02-8,174

0,10,000921

0,20,024

0,50,086

10,175

20,38

2,50,436

50,98

101,431

151,468

grafica N9 cURVA DE RINBOM absorbancia vS CONCENTRACIN

tabla N10 porcentaje de transmitancia y logaritmo de la CONCENTRACINlog C% T

-1,69914927944095,790

-1,00099,788

-0,69994,624

-0,30182,035

0,00066,834

0,30141,687

0,39836,644

0,69910,471

1,0003,707

1,1763,404

grafica N10 porcentaje de transmitancia vs logaritmo de la CONCENTRACIN

tabla N11 100 menos porcentaje de transmitancia y logaritmo de la CONCENTRACINlog C100-%T

-1,699-14927943995,790

-1,0000,212

-0,6995,376

-0,30117,965

0,00033,166

0,30158,313

0,39863,356

0,69989,529

1,00096,293

1,17696,596

grafica N11 absortancia vs logaritmo de la CONCENTRACIN

espectrofotometro: spectronic 20 verdecURVA DE RINBOM PARA EL METODO REALIZADO EN EL EQUIPO spectronic 20 verdetabla N12 absorbancia y CONCENTRACIN[ ] ppmSpv

0,020,017

0,10,02

0,20,02

0,50,017

10,008

grafica N12 absorbancia vs CONCENTRACIN

tabla N 13 %T y log CONCENTRACIN%Tlog C

96,161-1,699

95,499-1,000

95,499-0,699

96,161-0,301

98,1750,000

grafica N 13 %T vs log CONCENTRACIN

tabla N14 absortancia y log CONCENTRACIN.log C100-%T

-1,6993,839

-1,0004,501

-0,6994,501

-0,3013,839

0,0001,825

grafica N14 absortancia vs log CONCENTRACIN.

espectrofotometro: spectronic 20cURVA DE RINBOM PARA EL METODO REALIZADO EN EL EQUIPO spectronic 20 tabla N15 absorbancia y CONCENTRACIN[ ] ppmSp

0,020,013

0,10,017

0,20,022

0,50,031

10,026

20,475

2,50,456

51

101,602

151,523

grafica N15 absorbancia vs CONCENTRACIN

tabla N16 % Transmitancia y log CONCENTRACIN%TlogC

97,051-1,699

96,161-1,000

95,060-0,699

93,111-0,301

94,1890,000

33,4970,301

34,9950,398

10,0000,699

2,5001,000

2,9991,176

grafica N16 % Transmitancia vs log CONCENTRACIN

tabla N17 absortancia vs log CONCENTRACINlogC100-%T

-1,6992,949

-1,0003,839

-0,6994,940

-0,3016,889

0,0005,811

0,30166,503

0,39865,005

0,69990,000

1,00097,500

1,17697,001

grafica N17 absortancia y log CONCENTRACIN

Despus de determinar el rango donde se cumple la ley de Beer utilizando los datos obtenidos del equipo espectronic 20 negro, a continuacin se desarrolla la curva de calibracin. tabla N18 curva de calibracion. concentracin A

0,1000,032

0,2000,108

0,5000,134

1,0000,240

grafica N18 curva de calibracion.

ECUACIN DE LA RECTA (CURVA DE CALIBRACIN): r=0,96b= 0,205a=0,036

A=0,205*C + 0,036

PRUEBA DE RESIDUOS

TABLA N19 PRUEBA DE RESIDUOS. AACA-A`

0,0320,0570,100-0,025

0,1080,0770,2000,031

0,1340,1390,500-0,004

0,2400,2411,000-0,001

grafica N19 PRUEBA DE RESIDUOS.

Dados los resultados de la grafica de residuos se descartan dos datos, por lo que solo dos datos cumplen la ley de Beer; los datos dados en concentracin son 0,1ppm a 0,2ppm; por lo tanto se debe volver al laboratorio a comprobar los datos para saber con seguridad si cumplen la ley de Beer, debido al tiempo no es posible rectificar dichos datos.

LIMITE DE DETECCIN

TABLA N20CAAAAA

0,0000,0000,0000,0000,0000,000

Promedio de absorbancia=0Desviacin estndar=0

LD=

LD=

LIMITE DE CUANTIFICACIN

LC=

LC=

SENSIBILIDAD

S=

TABLA N21AA

0,0320,076

0,108

S==0,371ppm

PRECISIN

TABLA N22CAAAAA

0,5000,1340,1400,1400,1400,134

n-1=

CV=CV=0,024*100=2,4% precisin del sistema.C= = 0,089ppmEXACTITUDExactitud frente al patrn: 0.1ppm

Exactitud frente al patrn: 0.2 ppm

Exactitud frente al patrn: 0.5ppm

Exactitud frente al patrn: 1.0ppm

El mtodo es mas exacto frente al patrn 1.0 ppm y relativamente exacto en 0.5 ppm mientras que en los patrones 0.1 y 0.2 el mtodo es poco confiable.CONCENTRACIN EXPERIMENTA DE HIERRO EN EL HIGADO DE VACAA= 0.205 C + 0.036TABLA N23 = 500nm muestra.

lecturas%TApromedio A

1860,0660,064

2860,066

3870,060

4860,066

5860,066

CONCENTRACIN TEORICAA= 0.205 C + 0.036TABLA N24CONCENTRACION 0,5

LECTURASA

10,134

20,140

30,140

40,140

50,134

Promedio A=0,138Muestra: 0.516 gC =

CARTA DE CONTROL

TABLA N25CONCENTRACION 0,5

LECTURASA

10,134

20,140

30,140

40,140

50,134

TABLA N26 PROMEDIO DE ABSORBANCIAS Y DESVIACIN estndar DE LOS DATOS DE LA TABLA 24. PROMEDIO ADESV.STANDAR

0,1383,29E-03

TABLA N27

lecturasA

prom+3desv1,47E-011,0000,134

prom+2desv1,44E-012,0000,140

prom+desv1,41E-013,0000,140

Prom0,1384,0000,140

prom-desv1,35E-015,0000,134

prom-2desv1,31E-016,000

prom-3desv1,28E-017,000

TABLA N28, CARTA DE CONTROL.

VALORES

prom+3desv1,47E-01

prom+2desv1,44E-01

prom+desv1,41E-01

prom0,138

prom-desv1,35E-01

prom-2desv1,31E-01

prom-3desv1,28E-01

gRafica N20

CONCLUSIONES

El rango de concentracin donde se da la linealidad del mtodo en todos los equipos es de 0,1ppm a 0,5ppm. El rango de la longitud de onda mxima adecuado para trabajar es de 490nm a 520nm. Debido al porcentaje de error relativamente alto, no es confiable la concentracin obtenida de hierro en el hgado de vaca.

BIBLIOGRAFA Pecsok, R, y Shields, D. mtodos modernos de anlisis qumico. Ed. Limusa, Mxico 1973. Harris, Daniel C. Anlisis qumico cuantitativo .Grupo Editorial. Iberoamrica, 1992. Rubinson, Kenneth A. Rubinson Judith E. Anlisis Instrumental. Ed. Pearson Educacin S.A. Madrid. 2001