La materia es todo aquello que tiene una localización espacial , posee cierta cantidad de

energía y posee cambios en el tiempo, además está sujeta a interacciones con aparatos de

medida. La materia como tal tiene dos propiedades: Generales y especificas.

Las propiedades generales son aquellas que NO nos permiten distinguir unos objetos de otros,

mientras que las especificas SÍ nos permiten distinguir unos sistemas de otros. Por ejemplo: El

peso es una magnitud irrelevante que no nos proporciona ningun tipo de información especial

sobre un sistema, sin embargo, el punto de fusión nos permite distinguir distintos compuestos

(H2O y amoniaco).

A su vez, todas las propiedades del esquema, tanto físicas como químicas, podemos

englobarlas en dos grandes grupos, EXTENSIVAS E INTENSIVAS.

Extensivas: Aquellas que dependen de la cantidad de sustancia. Ej: La masa, el volumen.

Intensivas: Aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia. Ej: la densidad.

TECNICAS INSTRUMENTALES

TEMA introductorio

Francisco Josué Cordero Pérez 2014/2015

El análisis quimico es esencial en muchos aspectos de nuestra vida, desde análisis clínicos

hasta la industria y deporte.

Las técnicas clásicas o químicas son aquellas técnicas rudimentarias que se utilizaban

antiguamente, estas técnicas eran sencillas y de bajo coste, y se basaban en el estudio de las

reacciones químicas o también dicho, las relaciones materia-materia. Estas técnicas

constituían dos fases: La separación de elementos de una mezcla y su posterior análisis ya

fuere cuantitativo o cualitativo.

En el análisis cuantitativo distinguimos técnicas gravimétricas y volumétricas:

Gravimetría: consiste en determinar la cantidad proporcionada de un elemento, radical o

compuesto presente en una muestra, eliminando todas las sustancias que interfieren y

convirtiendo el constituyente o componente deseado en un compuesto de composición

definida, que sea susceptible de pesarse .Se utilizan distintos métodos para este

procedimiento, entre los que destacan la precipitación, extracción, volativilizacion o

electrodeposición.

Volumetrias: son un grupo de métodos analíticos que se basan en la medida del volumen de

una disolución de concentración conocida (valorante, prepara a partir de un patrón u otro

reactivo, en cuyo caso debe ser normalizada previamente) necesario para reaccionar

completamente con el analito.

A partir del Siglo XX , comenzaron las técnicas instrumentales, técnicas que relacionaban la

materia con la energía y eran utilizadas para el análisis de su relación. Sin embargo, estas

técnicas eras muy costosas y problemáticas al ser tan complicadas de manejar, se dejaron de

Destilacion, extracción, precipitacion

lado mucho tiempo hasta el desarrollo de la tecnología y de la informática actual , sin las

cuales ahora mismo éstas técnicas no se conciben. Estudian las propiedades físicas y

fisicoquímicas de las sustancias.

TIPOS DE TECNICAS:

En todas las tecnicas instrumentales encontramos una fuente de energía que estimula una

respuesta medida procedente del analito.

La emisión de radicación se basa en la excitación de los átomos de un elemento para la

determinación cualitativa, se le proporciona una energía que excita a un/los electrones.

Posteriormente éstos tienden a volver de manera natural a su estado fundamental, de manera

que deben liberar esa energía que en un principio les fue aportada para excitarse pasando los

electrones a niveles de energía inferiores.

La espectrometría o espectrofotometría de masas es muy importante ya que nos permite

detectar las cargas y las masas de los gases.

VENTAJAS E INCONVENIENTES:

T.I de radiación

electromagetica

TI de propiedades

electricas

Otras

tecnicas

Los métodos instrumentales proporcionan resultados más objetivos que las técnicas clásicas.

Son mas precisos, es decir, que hay menor oscilación entre medidas sucesivas teniendo menos

error, y en cuanto a la sensibilidad, podemos medir cantidades ínfimas de diferencias en la

variación de las concentraciones de analito, por ejemplo , si queremos medir una

concentración de Cu en pescado con una técnica instrumental podemos obtener una cantidad

tan pequeña como 0,0001 partes por millón.

Los métodos clásicos que recurren a reacciones, destruyen la muestra y la alteran, lo que hace

menos rigurosos los resultados de los análisis, al no requerir separación previa nos

proporciona un espectro exacto, el espectro en química es como si fuese una huella dactilar

que nos permite distinguir unas sustancias de otras.

El método analítico consta de 3 pasos: la toma de muestras, el transporte y almacenamiento,

procedimiento analítico(tratamiento a las muestras). Incluye por tanto otros procedimientos

como las preparaciones a las muestras.

DIFERENCIA ENTRE METODO Y TECNICA ANALITICA:

La técnica analítica es utilizada en el método para la determinación de analito en muestra, y es

un procedimiento usado para obtener información, sin ninguna finalidad de resolución de

ningun problema analítico. Pongamos el ejemplo: La espectrofotometría de infrarrojo, es un

procedimiento basado en el estudio del espectro de la secuencia infrarroja de la luz producida

por un cuerpo, lo que se denomina una técnica. Sin embargo, nosotros podemos utilizar la

técnica de espectrofotometría infrarroja para un fin, solucionar el problema de hallar la

concentración de copolimeros de estireno, lo que constituye el método experimental.

Procedimiento: Son las instrucciones escritas pormenorizadas del método analítico (indican

como analizar la muestra)

Protocolo: Conjunto de instrucciones escritas para el análisis de una muestra especificadas por

un organismo competente y que deben seguirse y que deben seguirse “al pie de la letra” si se

quiere que la institución que especifica el protocolo acepte los resultados del análisis.

INSTRUMENTOS PARA EL ANALISIS:

Señal: Salida de un detector que esta respondiendo al sistema quimico de interés

Señal analítica : Aquella relacionada directamente con la concentración de analito y que se

obtiene restando la señal de blanco de la total

Señal total: señal de salida no modificada obtenida de la medida de una muestra analítica o de

un patrón.

Señal del blanco: Señal de salida obtenido de un blanco, incluye la señal de fondo, debida a las

señales que proceden del medio.

Generador de señal: Es una fuente de energía que nos va a proporcionar una señal. En

función de la energía, distinta de la señal.

Absorción analítica: Parte de energía que es absorbida pero va a ser la emitida la que produce

la señal.

Procesador de señal: Nos proporciona un cambio en la señal que el dispositivo de lectura nos

va a permitir registrar.

Calibración:

Todos los métodos instrumentales necesitan una calibración previa para conseguir los

resultados de los análisis. Es un proceso que nos permite relacionar la señal inmaterial con la

concentración de analito. Hay 3 metodos diferentes de calibración:

CALIBRACION EXTERNA

Consiste en que tenemos que preparar n disoluciones patrón de analito ( no menos de 4, ya

que los datos serían escasos) de concentraciones crecientes y dentro de la zona útil o rango en

el que estamos trabajando, (encerrado entre el limite de cuantificación y linealidad, se explican

posteriormente).

Zona útil: Rango de valores en el estamos trabajando experimentalmente , constituye los

puntos que forman la recta de calibrado. En este caso, estarán en el rango útil aquellos que se

encuentren desde una concentración 0, es decir, el blanco, hasta una concentración mayor de

la esperada para la muestra que vamos a analizar, de esta forma no será necesario encontrar a

ningun valor fuera de la recta y no es necesario extrapolar.

Se representan los datos en una gráfica, las señales en el eje de ordenadas y las

concentraciones en abcisas, de tal forma que los puntos formados por las coordenadas ([C],s)

no nos proporcionarán por si solos ningun tipo de información, es necesario que tomemos de

todos ellos una regresión lineal para determinar una recta que permita explicar

matemáticamente la relación entre todos los puntos (de tipo y=a+bx). Para ello primero

debemos observar si la secuencia de puntos tiene forma de recta o no, una vez ahí realizamos

o no regresión lineal para hallar la recta.

Al determinar todas las concentraciones de los patrones, lo único que tenemos que hacer es

interpolar la señal de la disolución problema en la recta, para poder hallar la concentración,

una vez hallada , lógicamente, la recta de regresión.

Podemos determinarlo de manera numérica o de manera representativa. A partir de la

ecuación, hallando la pendiente (coeficiente de regresión) y la ordenada en el origen , o a

partir de la interpolación.

Metodo de adición estándar:

Cuando puede haber interferencia. Se toman volúmenes variables (alícuotas) de la muestra de

la que desconocemos su concentración, a la par preparamos una disolución patrón que

contenga una concentración conocida de analito. Ahora vamos a verter volúmenes variables

de la disolución patrón en cada una de las alícuotas, teniendo al fin y al cabo todas en este

mismo instante la misma concentración de patrón. Una vez vertidas para hacer que cada una

tenga una diferente concentración vamos a enrrasar hasta el volumen del matraz todas las

alícuotas + patrón , teniendo ahora volúmenes iguales. Hay que destacar que a una de las

alícuotas no se le añade patrón y se diluye directamente hasta enrasar el matraz, esta va a ser

la llamada concentración de Blanco utilizada para la calibración.

Medimos con el instrumento todas las señales de concentraciones conocidas y las

representamos en una grafica. Las señales en el eje de ordenadas y concentraciones en

abcisas, como siempre. Una vez hecho este procedimiento debemos extrapolar la recta hasta

su corte con el eje X, la cual nos proporcionara la concentración de analito de la muestra

problema , siendo a su vez el corte de la recta con el eje OY la señal de blanco, la cual la

concentración es 0.

METODO DE PATRON INTERNO:

Metodo por el cual estamos analizando la concentración de analito de una muestra problema

de concentración desconocida a partir de las señales conjuntas de patrón y concentración de

sustancia externa (patrón interno).

El patrón interno no es más que una sustancia externa a la muestra, que no posee composición

común con el analito ni con la matriz de este.

El procedimiento es el siguiente:

1º) Tomamos una serie de concentraciones patrón de analito de concentraciones variables en

distintos recipientes.

2º) A todos ellos les introducimos una sustancia que no tiene nada que ver con la mezcla ( ni

esta en la matriz, ni en el analito) y de la cual vamos a determinar su concentración a partir de

métodos instrumentales.

3º) Medimos todas las señales de concentración de patrón + patrón interno y las

representamos en una grafica.

4º) Las coordenadas de la grafica serán ordenadas: la señal de cada patrón dividido en tre las

concentraciones fijas de patrón interno; y abcisas, las concentraciones de patrón. Esto es

debido a que las fluctuaciones se dividen si dividimos ambas señales. Realizamos una regresión

lineal para determinar el modelo matemático que explica la nube de puntos.

5º) Interpolamos o hallamos a partir de la ecuación la concentración de la muestra problema.

Este es un método muy fiable que por lo tanto no está sujeto a muchas fluctuaciones. En

nuestro caso , hemos realizado una practica de patrón interno con la volurimetria de tiosulfato

en practicas.

Parámetro de calidad: Son unos parámetros cuantitativos que se utilizan para decidir si un

método es apropiado o no para resolver un problema analítico. Son los criterios que se utilizan

para validar el método. Para la validación de ese método tenemos que conocer una serie de

parámetros de calidad y se rigen unos requisitos.

La sensibilidad de Calibración es la variación de respuesta producida por una variación de [C] y

se expresa por la pendiente de la recta de calibración y es para un método. Cuando estamos

comparando métodos distintos podemos distinguir sus sensibilidades a partir de la sensibilidad

analítica , que se expresa como la pendiente de la recta de calibración dividida por la

desviación estándar de las señales de analito y es la precisión del método.

Metodos ópticos: son aquellos que estudian la variación entre la radiación electromagnética y

la concentracion de materia, se pueden dar varios fenómenos: emisión, dispersión, absorción…

Todos con relación con la variación de radiación y

Los métodos electroquímicos: Estudian la relación entre los fenómenos químicos y eléctricos.

Son muy útiles y sencillos, por tanto mas económicos, en el análisis de agua es muy usual. Las

determinaciones de PH se pueden tener monotorizados de manera continua.

Los métodos de separación se utilizan para separar sustancias afines y después poderlas

analizar:

Cromatografia: separamos por distinta afinidad entre 2 o mas fases (2 normalmente).

PEJEMPLO: fase polar y fase aploar , las sustancias polares son atraídas por la zona polar y

viceversa.

Electroforesis: Se mueven en función de la carga eléctrica que poseen , esto nos sirve para

separarlas.

Metodos radioquimicos: se utilizan para hacer medidas de radioactividad en el ambiente,

están bastante estandarizados y desarrollados aunque son mas puntuales.

Metodos térmicos: Son métodos en los qu las propiedades químicas y físicas se miden en

función del tiempo y de la temperatura estando las muestras sometidas a un programa de

temperaturas determinado. Según vamos calentando vemos como se va disociando

(Termogravimétrico)