FUNDAMENTOS

FUNDAMENTOS

M.C VICTOR MOO

1. Evolución histórica

AnálisisVolumétrico

AnálisisInstrumental

Química Analíticade Procesos (PAC)

AutomatizaciónMiniaturización

2. Funciones de la Química Analítica en la IndustriaMuestreo y

análisis de las materias primas

Análisis de productos

intermedios

Monitorización de la calidad de los

productos

Monitorización de la calidad de los

efluentes

QUÍMICA ANALÍTICA:“ La Química analítica es una ciencia metrológica que desarrolla,

optimiza y aplica herramientas de amplia naturaleza, que se concretan en procesos de medida encaminados a obtener información Química y Bioquímica de calidad, tanto parcial como global sobre materias o sistemas de amplia naturaleza (química bioquímica y biológica) en el espacio y en el tiempo, para resolver problemas científicos, técnicos, económicos y sociales “.

Working Party on Analytical Chemistry (WPAC) Edimburgo, 1993

¿Que contiene el agua?

¿Que contiene el aire?

¿Que contienen los alimentos?

HOY DÍA TODOS QUEREMOS CONOCER

QUÍMICA ANALÍTICA

Análisis Clínicos

AlimentaciónGeología

Medio ambiente

ToxicologíaAgricultura

Restauración

Deporte

¿QUÉ ES LO QUE HACE UN QUÍMICO ANALÍTICO QUE LO DIFERENCIA DE UN ANALISTA QUÍMICO?

Independientemente del trabajo real del laboratorio, que lo

puede realizar cualquier persona que pueda aprender ciertas operaciones mecánicas (ANALISTA QUÍMICO), el QUÍMICO ANALÍTICO debe seleccionar los métodos analíticos, salir al frente cuando surjan problemas y ser la persona responsable que medie entre el laboratorio analítico y quienes esperen los resultados.

CClasificaciones Genéricas de la Química Analítica

a) Atendiendo a la finalidad y el tipo de información requerida:

- Análisis Cualitativo- Análisis cuantitativo- Análisis estructural

b) Una diferenciación de la Q.A. cada vez menos empleada se basa en la técnica usada en el proceso analítico: Análisis Clásico Análisis Instrumental

- Técnicas Ópticas- Técnicas Electroanalíticas- Técnicas Térmicas- Técnicas Magnéticas- Técnicas Radioquímicas

Métodos Separativos

- Separaciones gas-líquido: difusión, destilación cromatografía..- Separaciones líquido-líquido: diálisis , extracción, cromatografía...- Separaciones sólido-líquido: precipitación, cambio iónico, cromatografía...

CLASIFICACION EN RELACION CON LA NATURALEZA DE LA MUESTRA Y DE LOS ANALITOS

MUESTRA ANALITO EJEMPLO

Inorgánica inorgánico Oro en minerales

Inorgánica orgánico Pesticida en suelo

Inorgánica bioquímico Moléculas en meteoritos

Orgánica inorgánico Metales en fármacos

Orgánica orgánico Compuestos orgánicos nitrogenados en petróleos

Orgánica bioquímico Actividad enzimática en disolventes orgánicos

Bioquímico inorgánico Calcio en fluidos biológicos

Bioquímico orgánico Drogas y sus metabolitos en orina

Bioquímico bioquímico Contenido proteínico de la leche

PROPIEDAD ANALÍTICA

Cualquier fenómeno que puede ser observado o medido y cuya naturaleza y magnitud puede relacionarse unívocamente con la naturaleza y/o cantidad de sustancia química presente.

Propiedades cualitativas: tiempo de retención en cromatografía, longitud de onda en espectroscopía, etc.

Propiedades cuantitativas: peso de un precipitado, altura de una banda de absorción, etc.

Propiedades estructurales: posición de las bandas en espectroscopía de IR o en RMN

Proceso analítico: Conjunto de operaciones analíticas que están

intercaladas entre la muestra y el resultado

Técnica analítica: Principio científico fundamental que ha

demostrado ser útil y en consecuencia ha sido adaptado

para proporcionar información acerca de la composición delas sustancias

Método analítico: Aplicación específica de una técnica para resolver un problema analítico

Procedimiento: Instrucciones escritas para aplicar el método (sólo proporciona un esbozo general).

Definiciones (que debemos saber)

Muestra: Parte representativa del material a analizar (agua, alimento, materias primas, efluentes, etc)

Analito: Especie química a determinar en el análisis.

Interferencia(s): Especies presentes en la matriz que causan resultados erróneos en la determinación del analito.

Método analítico: Secuencia fija de acciones que se llevan a cabo en un procedimiento analítico.

Matriz: Entorno que contiene al analito.


PRECIPITADO: Sólido formado a partir de una solución

SOLUCION SATURADA: Aquella que contiene la máxima cantidad posible de soluto de modo que cualquier exceso de dicha cantidad permanece ya sin disolverse.

SOLUCIÓN NORMAL: Es la que contiene un peso equivalente, en gramos, del reactivo en un litro de solución.

SOLUCION SOBRESATURADA: Aquella que tiene exceso de soluto que ya no puede disolverse.


PESO EQUIVALENTE: Es el peso molecular entre la valencia total, positiva o negativa.

SOLUCIÓN MOLAR: Es aquella que contiene un peso molecular, en gramos, de una sustancia en un litro de solución.

LA ECUACIÓN DE DILUCIÓN: V1C1=V2C2

analito

interferencias

Muestra

Identificación

Separación

Determinación

(análisis)

Método

Ensayo

Procedimiento

TERMINOLOGÍA ANALÍTICA

Ejemplo: determinación de Ca en leche

Composición de la leche (incompleta)

leche

Agua (87%) Extracto seco total (13%)

Grasa (3,9%)Extracto

seco no graso

Proteínas(3.2%)

Minerales(0.7%)

Hidratos de carbono (lactosa)

(4,6%)

Caseínas(2.6%)

Proteínas del suero(0.6%)

NaK CaP fe

Analito

Matríz

Tipos de análisis

Análisis

Cuantitativo:El analito se cuantificao determina expresandola fracción de muestraque lo contiene (determinación)

Separación Analítica:

Operación mediante la cual se separan o resuelvenlos componentes de una muestra.Posteriormente, en ocasiones se pueden identificar y(o) cuantificar el analito o los analitos (multianálisis)

Cualitativo:Elementos, iones o compuestos se identificanen una muestra

EL PROCESO ANALÍTICO

Es el proceso que señala las estrategias a seguir para resolver un problema de análisis


Toma y preparación de la muestra

Elegir el método analítico

Recoger una muestra representativa

Preparar la muestra para que esté en forma correcta para el análisis.

Eliminar las interferencias

Proceso de medida

Puesta a punto de la metodológica analítica

Definir el problema

Medición de las muestras

Tratamiento de datos: Reducir los datos a una respuesta numérica

Tratamiento estadístico de datos

Análisis estadístico – respuestas numéricas con límite de error

Interpretación del resultado para obtener la solución al problema planteado

Definir el problema analítico• 1. ¿Cual es el analito a determinar?• 2. ¿Qué exactitud y precisión se requieren?• 3. ¿De que metodologías analíticas se dispone para su determinación?• 4. ¿Cuál es la muestra en que se encuentra el analito? ¿De cuanta muestra se dispone? ¿Cuál es el intervalo de concentraciones en que puede encontrarse del

analito en la muestra? ¿Qué componentes de la muestra interferirán en la determinación? ¿Cuáles son las propiedades físicas y químicas de la matriz de la

muestra?• 6. ¿Cuántas muestras deben analizarse?

•Costo y disponibilidad de equipos•Costo por muestra•Tiempo requerido para el análisis•Complejidad del método•Habilidad del operador

También debe considerarse:

Selección metodológica analítica

Existen diversas formas de medir o cuantificar:Métodos Químicos: volumétricos, gravimétricos…

Métodos Instrumentales: espectroscópicos, electroquímicos…

Todos los métodos ofrecen características diferenciadas,por lo que es preciso su selección en función de la sensibilidad y selectividad requeridas en el problema de análisis.

En un método (técnica) instrumental se mide una señal S:

S Canalito

Métodos Analíticos

Métodos químicos por vía húmeda

Métodos instrumentales

Análisis volumétrico

SeparaciónElectroquímicos

Titulación CromatografíaElectrólisis

conductimetría

Gravimetría

Precipitación

Pesada

Opticos

Emisión

Absorción

Método Estándar:

Expresa un procedimiento de análisis que incluye los pasos secuenciales (etapas) y técnicas a utilizar en el análisis de muestras específicas y que viene recogido por la normativa de organismos y agencias nacionales e internacionales ,competentes en el tema. (Puede haber mas de un método estándar aplicable para un mismo analito) Si es de cumplimiento obligado, recibe el nombre de protocolo.

Ejemplos: técnicas AOAC (Association Official Analytical Chemistry)

normas FIL (Federation International de Laiterie)

Cualquier diseño de métodos alternativos, requiere una validación comparativa de los resultados obtenidos en el nuevo método con el de otros métodos estándar. Por lo general se requieren muestras estándar (composición fija, conocida y estable) (Material de referencia certificado)







Proceso de medida


Definir el problema






Muestreo

Toma de muestra

Muestreo

Toma de muestra

Objetivo:

Selección de una o varias porciones o alícuotas del material a ensayar, como primera parte de un

procedimiento analítico .·. El método de muestreo y la preparación de la muestra están intimamente relacionados con el procedimiento analítico a realizar.

La estrategia se basa en el balance entre el número de muestras a analizar y los costos que esto implica, es decir:

se debe compatibilizar el máximo nivel de exactitud y precisión deseadas, minimizando el número de muestras a

tomar .

Definimos como Plan de Muestreo a la estrategia a seguir para garantizar que los resultados obtenidos

reflejen la realidad del material analizado.

Debe distinguirse entre dos tipos de materiales:• En "pilas" con contenidos sin subdivisiones o unidades.• En “lotes” que pueden ser especificados como unidades de muestreo.

Muestreo• Una muestra adecuada

debe ser representativa del material a analizar.

• Además la muestra a analizar debe ser homogénea, lo que significa que debe ser igual en todas sus partes.

• En la medida que esto se logra el error de muestreo se reduce.

• Muchas veces el muestreo es el factor limitante en la precisión y en la exactitud de los resultados obtenidos.

Muestra

REPRESENTATIVA HOMOGÉNEA

Heterogeneidad

• La problemática principal del muestreo se origina en la heterogeneidad del material a analizar.

• La heterogeneidad siempre existe y podemos considerarla como espacial, temporal o ambas.

HeterogeneidadHeterogeneidad

Espacial Temporal Espacial/Temporal

Heterogeneidad Espacial: significa que el material es diferente en

extención, profundidad, etc. Ej: una lámina de acero, una pila de un mineral extraído de una mina o un contenedor colmado de cereales.

Temporal: el material presenta cambios a lo largo del tiempo. Pueden ser continuos o discontinuos. Ej: el incremento de una especie en particular en un reactor industrial o cambios accidentales que se producen en el tiempo, son ejemplos de cambios continuos.Tabletas farmacéuticas en una cinta de producción/embalaje es un ejemplo de cambios discontinuos.

Espacial/Temporal: es cuando el material varía simultáneamente en espacio y tiempo. Ej: un río cambia desde su nacimiento hasta su desembocadura y además en las distintas épocas del año.

Tipos de muestreo

Al Azar

Dirigido

De protocolo

Estadístico

Intuitivo

Regular Estratificado

Tipos de muestreo• Al azar: consiste en un procedimiento de muestreo para el análisis de materiales

que se presentan como unidades uniformes, por ejemplo pastillas, botellas de agua mineral, etc. Las unidades para el análisis son escogidas totalmente al azar.

Muestreo regular: se eligen al azar un número determinado de unidades a analizar del total, donde cada una tiene la misma probabilidad de ser elegida.

Muestreo estratificado: se eligen dentro de las unidades de muestreo, estratos o subdivisiones del total y se toman aleatoriamente las unidades a analizar.

• Intuitivo: se selecciona por decisión personal la porción del material a analizar, por ejemplo debido a un cambio textural o cromático de la sustancia a analizar, o cuando se observa alguna alteración puntual en un proceso productivo, etc.

• Estadístico: la selección se basa en reglas estadísticas. Se calcula el número mínimo de muestras suponiendo distribución gaussiana de la composición del material.

• Dirigido: el problema analítico exige un tipo específico de información, por ejemplo el análisis de trazas de metales en las partículas en suspensión en un agua natural.

• De protocolo: cuando se debe seguir un procedimiento de muestreo detallado en una norma, método estándar, publicación oficial, etc.

Tipos de muestras

• Muestras aleatorias: Son aquellas resultan de un muestreo regular al azar.

• Muestras representativas: Son aquellas que resultan de un plan de muestreo estadístico.

• Muestras selectivas: Son aquellas que resultan de un muestreo dirigido.

• Muestra estratificadas: Son aquellas que resultan del muestreo al azar estratificado

Toma de muestra de materiales que se encuentran en gran cantidad:

• La masa a muestrear depende críticamente del tamaño de las partículas, la heterogeneidad y el nivel de precisión exigido.

• On-line: Se debe realizar a intervalos regulares y con un método fijo. Se analiza cada una por separado y se calcula el valor promedio.

• Pila cónica: Se utiliza el método de conificación y división en cuartos.Se toma la muestra de cada cuarto de la pila, norte, sur, este y oeste, se trituran y se forma con ella una pila cónica mas pequeña, se aplana y se divide en cuartos iguales, se eligen al azar dos cuartos opuestos y se mezclan, trituran y se forma otra pila. Se repite el procedimiento hasta obtener el tamaño de muestra necesario para las réplicas del análisis de laboratorio.Cuando el material es sólido, se somete a tratamientos de trituración y pulverización y/o molienda hasta llegar a obtener polvos completamente mezclados.Es importante que contengan un gran número de partículas para minimizar la variación del contenido de las muestras individuales, de esta manera la muestra es más representativa del material original.

Cuantas muestras son necesarias?

• Si se supone una distribución gaussiana respecto de la composición del material analizado, puede caracterizarse por una desviación estándar de muestreo σm que define la dispersión. Estos errores pueden sumarse a otros errores en el proceso del análisis de la muestra.

• La varianza total (σt2) de la determinación analítica será la suma de las varianzas aportadas por el muestreo (σm2) y aquellas debidas al procedimiento analítico (σa2)

σt2= σm2+ σa2

• El peso estadistico de la varianza debida al muestreo en la varianza total puede llegar a ser muy notable (suele ser 5 a 10 veces mayor que las demás varianzas) demuestrando la trascendencia de esta etapa y la necesidad de su optimización.

• El cálculo del límite de confianza (LC) relaciona la desviación estandar de un resultado único (σ; error aleatorio promedio de cada experimento), con la desviación estándar del valor medio (σN; error de la media) y la relación entre ellas:

• LC para : µ= ± 1,96 para LC del: 95% =1.96

Cuando no se conoce σ entonces

LC para : µ= ± con t=1,96 para N= ∞

• Necesito encontrar N para que según la s del método , el LC sea alguna fracción del como error máximo permisible que llamaremos R.

X

X

X

N

st.

N

NN

Cuántas muestras son necesarias?

Como el valor de t depende de N es necesario iterar comenzando por N=∞ para LC:95% y t= 1.96

En el caso de tener materiales en forma de partículas de dos clases diferentes, según la teoría de la probabilidad podemos hallar la probabilidad que una muestra tomada al azar tenga la misma composición que la muestra total.En este caso la varianza de muestreo se conoce por la distribución binomial como :

XRN

st.

.

22

22

.

.

XR

stN

qpn ..σm =

Cuántas muestras son necesarias?

Donde n es el número de partìculas que se toman al azar, p y q son las probabilidades de cada tipo de partículas respectivamente.Así conociendo el tamaño de las partículas y la densidad de las mismas se puede calcular como número de partículas o como masa la cantidad necesaria para que el muestreo sea representativo.

Algunos ejemplos de toma de muestra para análisis medioambientales:•A. Muestras Gaseosas:

Un muestreador de partículas en suspensión y gases inorgánicos en aire, consta de un tubo que se conecta a una bomba de succión, por él pasa un determinado volúmen de aire que se controla mediante el caudal del sistema y la bomba.Las partículas quedan retenidas en el filtro de teflón. Los gases como el SO2 son retenidos por el lecho de carbón impregnado de un reactivo que lo transforma en SO4

2-

que queda absorbido en el soporte activo.

B.Muestras Líquidas:Se utilizan módulos automáticos para tomar muestras de agua de lagos, ríos o mares a diferentes profundidades y tiempos según el plan de muestreo. Consta de una sonda de longitud variable por donde se aspira la muestra, una bomba de succión, un distribuidor automático de las muestras, un automuestreador de 20 a 100 contenedores y un microprocesador de control del proceso.La única precaución es emplear contenedores adecuados para evitar pérdidas o ganacias de trazas indeseables durante la operación de transporte y conservación de la muestra.

•C. Muestras sólidas:Por ejemplo en el estudio de la contaminación del suelo suele utilizarse un muestreo superficial y a distintas profundidades, o bien buscando una composición media de una zona entre la superficie y una profundidad dada. Se utilizan generalmente taladros de tornillos que se introducen verticalmente en el suelo manual o mecánicamente. Después se retiran verticalmente y en sus intersticios se encuentran las diferentes muestras del suelo para analizar.







Proceso de medida


Definir el problema






Almacenamiento de muestras

DESHIDRATACION HIDRATACION OXIDACION EVAPORACION CONTAMINACION

La muestra puede estar sometida a los siguientes riesgos:

Los requisitos para un c orrecto almacenamiento de una muestra son:ENVASE ADECUADO ETIQUETADO CORRECTO CONDICIONES ADECUADAS DE CONSERVACIÓN ( TEMPERATURA, HUMEDAD, EXPOSICÓN A LA LUZ)

Preparación y tratamiento de la muestra

Son escasos los problemas que se resuelven sin necesidadde tratamiento de la muestra.

Lo habitual, es que la muestra necesite algún tipo detratamiento, con el fin de:

• Eliminar interferencias matriciales

• Preparar la muestra en la forma, tamaño y concentración adecuada del analito(s), más conforme al método (técnica) seleccionado

Esto requiere que se deben tener en cuenta los cinco principios generales:

1) La preparación de la muestra debe llevarse a cabo sin la pérdida de analito(s) (máxima recuperación).

3) Se debe incluir, si es necesario, la eliminación de interferencias de la matriz (mayor selectividad).

4) No se deben introducir nuevas interferencias (contaminación cruzada).

5) Debe considerar la dilución o concentración del analito, de manera que esté dentro del intervalo de concentraciones optimas del método seleccionado.

2) Se debe transformar el analito en la mejor forma química para el método de ensayo a utilizar.

Tipos de tratamientos más frecuentes

• Disolución simple con disolventes o asistida (ultrasonidos)

• Digestión simple ácida, alcalina, oxidante, etc

•Vaporización

•Disgregación

• Extracción







Proceso de medida


Definir el problema






Proceso de medidaMÉTODO ANALÍTICO

• Puesta a punto del método.

a calibración instrumental

b calibración metodológica analítica

c validación metodológica analítica• Determinación analítica sobre la muestra –

tratamiento de datos • Control de calidad interno y externo.

Puesta a punto del método analítico

Calibración Instrumental Es el proceso por el que se asegura que un sistema es

apropiado para el uso que se desea darle y que se desempeña de acuerdo con las especificaciones dadas por el fabricante. Es decir, asegurarse de que el instrumento funciona correctamente.

Los distintos sistemas de calidad y/o requerimientos regulatorios requieren variados niveles y combinaciones de calificación, calibración, verificación y ensayos de adecuación del sistema.

Son ejemplos la determinación de la exactitud de la longitud de onda con filtros de oxido de holmio, o la calibración de una balanza analítica mediante el uso de pesas calibradas

Puesta a punto del método analítico

• Calibración Metodológica Analítica

Consiste en comparar la señal (S) generada por el analito presente en la muestra con aquella proporcionada por el

analito de una muestra patrón o estándar

Los métodos de calibración más utilizados son:

1) Estándar Externo

2) Agregado de Estándar o patrón

3) Estándar Interno

1) Estándar ExternoSe construye una curva de calibración con patrones o estándares de concentración conocida. Se cuantifica la concentración del analito en la muestra por comparación de la señal obtenida con la de los estándares.

Todas las técnicas instrumentales requieren calibración

S = f (C)analito

S

(C)analito

S1

S2

Cmuestra

C2estándar C1estándar

Las Soluciones Patrón o patrones de calibración son soluciones preparadas a partir del analito a

determinar. Solo sirven para realizar calibraciones ya que no se encuentran presentes los

componentes de la matriz que acompañan al analito en las

muestras.

2) Agregado de Patrón o Estándar El estándar es agregado a las muestras a analizar, se relaciona la señal obtenida en muestras con patrón con

aquellas a las que no fue agregado el estándar.

S

concentraciónConcentración de la muestra

Utilidad:

• Cuando la matriz de una muestra sea, o bien desconocida o tan compleja que no podría emplearse un estándar externo con suficiente garantía.

• Cuando el proceso de preparación de la muestra o la técnica de ensayo sea compleja o muy variable.

• Cuando la medida dependa de condiciones instrumentales muy precisas y difícilmente controlables

3) Estándar Interno Se utiliza como estándar una sustancia distinta del analito

y que frente al método analítico utilizado genera señales que pueden ser correlacionadas con la

concentración y posteriormente referidas al analito en cuestión.

El patrón debe ser adicionado a la muestra y a la solución blanco.

Previo al empleo del método se debe demostrar que las respuestas del analito y del estándar interno están

relacionadas. La mejor calibración tiene lugar cuando se relacionan según una proporción fija.

Características de las técnicas de medida

Sensibilidad:Propiedad que se relaciona con la cantidad mínimade analito que es capaz de detectar y (o) cuantificar.

Selectividad: Propiedad que tienen las técnicas para discriminar la señal del analito de la de otras especies interferentes presentes en la muestra

En las técnicas químicas la selectividad es imputable a la reacción química que utilizan. (No requieren calibración)

En las técnicas instrumentales la selectividad es funcióndel principio o propiedad que proporciona información del analito (S).(Se requiere siempre calibración del instrumento).

¡Las técnicas químicas se aplican sólo para componentesmayoritarios de la muestra, mientras que las instrumentalesse pueden aplicar indistintamente!

VALIDACIÓN DE UN MÉTODO ANALÍTICO La puesta a punto de un método analítico se completa

con la validación del mismo. Validar implica demostrar experimental y formalmente que

un proceso de medición química o una parte del proceso (por ej.muestreo) funciona como se espera de él y lo hace a lo largo del tiempo.

La validación tiene dos objetivos fundamentales:

1. Definir y asegurar la calidad de la información analítica generada. Una validación intrínseca que consiste en caracterizar un proceso de medición química a través de las propiedades o características de desempeño del mismo.

2. Garantizar la coherencia entre la información analítica generada y las necesidades informativas planteadas por la sociedad, industria, comercio, ciencia y tecnología, en un proceso denominado validación extrínseca del proceso analítico.

La validación intrínseca puede hacerse de 2 maneras generales:• Validación por etapas. Se validan instrumento, muestreo,

datos, etc.• Validación global del proceso de medición química.

Validación intrínsecaCaracterísticas de Desempeño de un Método Analítico• Especificidad• Exactitud • Precisión Incertidumbre Repetitividad Reproducibilidad• Límite de detección• Límite de cuantificación• Linealidad• Rango• Robustez

Existen procesos detallados de validación para cada caso en particular, pero lo que todos ellos tienen en

común es la necesidad de referencias, porque validar implica básicamente comparar.

• Durante el proceso de validación, los estudios para determinar los parámetros de desempeño de un método deben realizarse con equipamiento debidamente calificado, es decir que cumplan con las especificaciones necesarias, que funcionen correctamente y estén correctamente calibrados.

• Los analistas deben estar entrenados y conocer adecuadamente la metodología en estudio.

• Deben utilizarse materiales de referencia bien caracterizados de pureza adecuada y debidamente documentada. Se recomienda la utilización de MRC de naturaleza similar a las muestras sobre las que se aplicará el ensayo.

• Todo el proceso de validación debe encontrarse documentado en protocolos e informes de validación.

Materiales de Referencia Certificados (CRM)

• Son muestras en las que los valores de una o más de sus propiedades están certificados, con sus incertidumbres específicas, obtenidos por procedimientos técnicamente válidos bajo la responsabilidad de un organismo competente e independiente; la certificación también implica una documentación detallada de su trazabilidad.

• En el mundo existen varios organismos reconocidos como Certificadores de materiales de referencia dentro de ellos se encuentran: NIST (NationaL Institute of Standars and Technology) de US, NRC (National Research Council de Canada, BRC (EU Standars , measurement & testing programe, Belgica).

• Su costo es demasiado elevado para permitir el uso diario y suelen ser reemplazados por Materiales de referencia secundarios con propiedades certificadas por el laboratorio usuario mediante el uso de un material de referencia certificado.

• Existen Normas Internacionales y Nacionales vinculadas a distintos aspectos acerca de los Materiales de referencia.

Características de desempeño de un método analítico

• ESPECIFICIDAD - SELECTIVIDADEs la capacidad del método analítico para medir inequívocamente al analito en presencia de otros

componentes que pueda esperarse que se encuentren presentes.

Para estimarla puede recurrirse al análisis de blancos o muestras sin fortificar y fortificadas con el analito de interés

en un intervalo de concentraciones ( prueba de recuperación) o analizar materiales de referencia

certificados.

• EXACTITUD Grado de concordancia entre el resultado de una

determinación (xi) o la media de n resultados y el valor verdadero del analito en la muestra en cuestión.

Se caracteriza por el error sistemático que es una diferencia con un signo fijo; por exceso o por defecto.

Puede expresarse en forma absoluta(Eabs) o relativa (Er%)


• PRECISIÓN - INCERTIDUMBREGrado de concordancia entre un grupo de resultados obtenidos al

aplicar repetitiva e independientemente el mismo método analítico a alícuotas de la misma muestra o dispersión de estos resultados entre sí y con su media.

Se materializa en los errores aleatorios o indeterminados debidos al azar

• Precisión de un resultado individual: diferencia entre el resultado y la media aritmética

• Precisión de un conjunto de resultados: se fundamenta en la distribución normal. El desvío estándar es la distancia (izquierda o derecha) desde la media y el punto de inflexión de la campana de Gauss y la varianza es el cuadrado de la desviación estándar.

Es necesario contar con información completa de las condiciones experimentales debido a que cuanto más variadas sean estas, mayores serán las causas de variabilidad, mayor la dispersión del conjunto de resultados y menor la precisión


• SENSIBILIDAD

Límite de detección

Es la concentración de analito CLD que corresponde a una señal Xld que pueda distinguirse estadísticamente de una señal blanco ( xB ) y que se concreta matemáticamente en la expresión:

Xld = xb + 3σb

Siendo xb la media de n > 30 blancos y σb su desviación estándar.

Límite de cuantificación

Se define como la concentración del analito CLC que origina una señal XLD que puede considerarse el límite inferior del rango lineal. Su expresión matemática se basa en el estudio estadístico de blancos:

Xlc = xb + 10σb

sanalitio

Sblanco

señal

tiempo

S medida = S analito + S blanco


• LINEALIDAD Capacidad del método de producir resultados que son

directamente proporcionales a la concentración del analito en la muestra.

• RANGO DINÁMICO LINEAL Intervalo entre las concentraciones máxima y mínima del

analito para las que se ha demostrado que el método tiene niveles aceptables de precisión, exactitud y linealidad

• ROBUSTEZ Es una medida de la capacidad del método para no ser

afectado por pequeños cambios deliberados en sus parámetros y provee una indicación de su confiabilidad durante su uso normal.







Proceso de medida


Definir el problema






Determinación analítica sobre la muestra – tratamiento de datos

La señal medida debe interpretarse de acuerdo con la relación de la misma con la concentración del analito:

S = f(C)

Los resultados numéricos siempre son objeto

de un análisis estadístico, que tiene por objeto

evaluar la calidad del análisis en términos de precisión y exactitud del análisis.

Formas de expresar la precisión y exactitud

Rara vez los resultados se refieren a un solo análisis deuna sola toma de muestra

Lo habitual es que se analicen de 2 a 5 réplicas de la muestra,el resultado final es el promedio de los resultados hallados (media).

La precisión se estima en términos de desviación estándarabsoluta o mejor relativa o en ocasiones mediante análisisde la varianza.

Los errores ( falta de exactitud) se estiman como absolutoso relativos

Los errores se clasifican en: determinados, sistemáticos

indeterminados, aleatorios

crasos, aberrantes

Causas de errores

Errores sistemáticos (determinados), presentan tres causasposibles:

1. Errores instrumentales2. Errores de procedimiento3. Errores personales

Los errores de procedimiento se estiman analizandomuestras estándar

Los errores indeterminados presentan fuentes de error másdifícilmente evaluables debido a las variables implicadas enellos.

Son frecuentes en la determinación de “trazas”, en las que se trabaja al límite de sensibilidad del instrumento

Bibliografía• Principios de garantía de calidad para laboratorios analíticos. Frederick M Garfield.

Ed. Española AOAC International. 1993

• Principios de Química Analítica. M Valcarcel. Ed Springer-Verlag Ibérica. Barcelona 1999.

• Draft EURACHEM/CITAC Guide Quantifying Uncertainty in Analytical Measuremant. Second Edition. Eurachem workshop, Helsinsky 1999. Junio 1999.

• Calidad en Laboratorios de Alimentos. Liliana Castro. Programa de metrología en Química. INTI. Congreso Internacional de Ciencia y Tecnolgía de Alimentos. Cordoba. Arg. Nov. 2004.

• Análisis Instrumental. Kenneth Rubinson and Judith F Rubinson. Editorial Prentice Hall. 2001

• Quality in the analytical chemistry laboratory.. Analytical Chemistry by Open Learning. Neil T Crosby, John A Day y otros. E

Published on behalf of ACOL (University of Greenwich). ISBN 0-471-95470-5

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