ANÁLISIS QUÍMICO MUESTREO Y PREPARACIÓN DE MUESTRAS

Competencia Describe las etapas del análisis químico y desarrolla el muestreo y preparación de las muestras, utilizando métodos, instrumentos y operaciones adecuados para cada tipo de muestra respetando el orden sistemático requerido.

Etapas del Análisis Cuantitativo Comprende una secuencia de etapas. En ciertos casos se pueden omitir una o varias de estas etapas. 1.Muestras líquidas: Disolución 2.Muestras puras: Eliminar interferencias 3.Muestras líquidas y puras: se elimina paso 1 y 2 Selección del método- analito Primero decidir si se va a realizar un análisis cualitativo, cuantitativo o ambos y Si es parcial o global Análisis cualitativo: Caracterización química completa. Marcha cationes. Análisis cuantitativo: Si es conocida la presencia del analito. Análisis de cromo en vertimientos de curtiembre. Ambos: Técnicas modernas: ICP OES, ICP MS cromatografía iónica (No se detecto)

Tarea En base a la clase anterior cada alumno recibió un tema como investigación formativa: (Si no le fue claro solicitar aclaración) Elaborar una secuencia del análisis químico para el problema analítico planteado. (En caso no corresponda solicitar un analito adicional). Se expondrá en lámina a la siguiente clase

Población: El universo de materia a evaluar Unidad muestral: Cada uno de los miembros individuales de la población grande. En muestras ambientales se establece por características físicas visuales en Lotes, Estratos, Estaciones, Cuadrículas etc Muestra: Es una cantidad pequeña de la unidad muestral de la población, que es representativa de la misma y se toma con la finalidad de analizar su composición. a) Muestra bruta o primaria: Muestra de campo que a veces es necesario reducirla para llevar un volumen necesario b) Muestra de laboratorio: Muestra que se obtiene de la muestra de campo por reducción y cuarteo. c) Muestra analítica o Alícuota: Muestras o alícuotas tomadas de la muestra de laboratorio, para cada análisis.

Muestreo selectivo (no probabilístico) Se da por opinión o conveniencia del investigador o voluntad del que entrega la muestra. En denuncias se quiere aumentar la posibilidad de detectar lugares contaminados o que incumplen las normas vigentes, las muestras se toman en forma puntual en esos lugares con el fin de aumentar probabilidad de confirmar hechos reclamados. Aumenta la probabilidad de dar resultados confirmatorios.

quimica-analitica-y-agrcola Cálculo del tamaño de muestra en poblaciones infinitas Se desea medir la concentración de plomo en el fluido sanguíneo en niños de un colegio próximo a una calle con elevado tráfico. La desviación estándar σ y el Error E de un estudio preliminar fueron 0,64 ng/mL y 0,18 respectivamente. Calcular el tamaño n de muestra (niños) para esta investigación considerando un intervalo de confianza del 95 % (Z = 1,96). n = [(Z x σ)/ E] 2 n = [(1,96) x (0,64)/0,18] 2 n = 50

Muestreo sistemático Las porciones de la población están ordenados enumerados o censados, dependiendo del tamaño de la muestra se toma: De 1000 si el tamaño calculado es 100, se toma 10, entonces serán: el10, 20, 30, … Se obtienen muestras simples o en su defecto puede homogenizarse para obtener una muestra compuesta. Las muestras de flujos o descargas constantes son denominadas muestras continuas. Las obtenidas en función del tiempo son muestras periódicas.

Muestreo por Estratos: Se da con poblaciones o materiales cuya diferencia de composición y proporción es obvia, en estos casos conviene dividir la población en tantos lotes como diferencias se haya considerado. Considerando el tamaño de cada lote-estrato (por ejemplo si son tres lotes en tamaño 1:6:3) se toman muestras en la proporción de tamaño (en nuestro ejemplo serian muestras en la proporción 1:6:3). En forma simple y aleatoria

reo-ii

Preparación de Muestras líquidas Las muestras líquidas se someten a filtración para separar los sedimentos en caso se quiera un análisis de las sustancias solubles, de lo contrario se analizara componentes totales. En ocasiones se realiza en atmósfera inerte. La conservación para evitar la alteración de la muestra es un problema general, para ello además de conservantes se debe refrigerar. Los frascos deben estar en función de los analitos determinados, por ejemplo para mercurio se recomienda frasco de vidrio y para otros metales frasco de polietileno o teflón.

Muestras sólidas La muestra se somete a pulverización para reducir el tamaño de partícula y se mezcla para asegurar su homogeneidad. Para obtener una porción menor o alícuota para la determinación, se forma un cúmulo procede por el método de cuarteo. Cuarteo: Separación en partes iguales de las muestras sólidas, para reducir la porción. Durante cada etapa del proceso puede haber absorción o desorción de agua, lo que depende de la humedad del ambiente. Para evitar el cambio la composición química por pérdida o ganancia de agua, se somete a secado las muestras al comienzo del análisis o determinar la humedad residual con un método analítico por separado

Disolución de muestras para el análisis La materia inorgánica por disolución en agua, digestión ácida, alcalina o fusión. La materia orgánica por mineralización seca o combustión o digestión húmeda a fin de llegar a los elementos inorgánicos.

Calcinación húmeda con uso de disolventes Agua y digestión con mezclas de ácido en crisoles o frascos especiales 15 min a 2 h. Digestión Kjeldahl con H 2 SO 4 y catalizadores, utilizada para nitrógeno. H 2 SO 4  SO 2 + ½ O 2 + H 2 O

Para agua contaminada a 50 mL que contiene < 50 ng de Hg con H 2 SO M hasta pH 3 y 4. Después se agrega 50 µL de una solución saturada de sulfato ferroso amoniacal, seguida de 100 µL de H 2 O 2 al 30% (Reactivo de fenton). El radical hidroxilo formado actúa como potente oxidante. Fe 2+ + H 2 O 2  Fe 3+ + OH - + OH. OH. + H + + e -  H 2 O E° = 2.38 V Después de 30 minutos a 50 °C, la materia orgánica queda destruida y la solución tiene Hg 2+ Calcinación húmeda con uso de disolventes

En sistemas abiertos La digestión a reflujo de HNO 3 - HClO 4 para lixiviar metales totales de sedimentos es efectiva pero peligrosa por las explosiones. 1ro se digiere solo con HNO 3 hasta casi sequedad varias veces finalmente HNO 3 -HClO 4 4;1. En equipos de alta presión cerrados. Ejemplo, 0,25 g de tejido animal se pueden digerir con 1,5 mL de HNO 3 70% más 1,5 mL de H 2 SO 4 96% en la bomba de teflón colocada en un horno de microondas a 700 watts durante un minuto. Calcinación húmeda con uso de disolventes

Separación de un componente de una mezcla con disolvente orgánico (inmiscible con el agua) en contacto con una fase acuosa, la transferencia, normalmente es de una fase acuosa a una orgánica Equipo Extracción líquido - líquido

Se vierte la disolución acuosa en el embudo de decantación (usamos un embudo para evitar salpicaduras) Se coloca la alimentación del solvente extractante Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental

Se agita bien asegurando que esta cerrado el tapón y la llave del embudo de decantación Es recomendable abrir de vez en cuando la válvula del embudo de manera que los gases que se puedan formar salgan Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental

A continuación decantar Se observa claramente dos capas con distintos colores que son la fase orgánica y la acuosa Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental

Se separan las 2 fases abriendo la llave con cuidado y depositando la fase orgánica en un Erlenmeyer. Quedando en el embudo de decantación la fase acuosa Extracción líquido - líquido Procedimiento experimental