PROCEDIMIENTO QU- 005 PARA LA CALIBRACIÓN DE EQUIPOS PARA CROMATOGRAFÍA DE GASES

8/6/2019 PROCEDIMIENTO QU- 005 PARA LA CALIBRACIN DE EQUIPOS PARA CROMATOGRAFA DE GASES

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Edicin digital 1

Este procedimiento ha sido revisado, corregido y actualizado, siha sido necesario.

La presente edicin se emite en formato digital. Hay disponibleuna edicin en papel que se puede adquirir en nuestrodepartamento de publicaciones.

Este procedimiento de calibracin es susceptible de modificacinpermanente a instancia de cualquier persona o entidad. Las

propuestas de modificacin se dirigirn por escrito, justificando sunecesidad, a cualquiera de las siguientes direcciones:

Correo postalCentro Espaol de MetrologaC/ del Alfar, 2,28760 Tres Cantos, Madrid

Correo electrnico

[email protected]


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Procedimiento QU-005. Edicin DIGITAL 1 Pgina 3 de 48

MINISTERIODE INDUSTRIA, TURISMO YCOMERCIO

NDICE

Pgina

1. OBJETO ............................................................................................... 4

2. ALCANCE............................................................................................. 4

3. DEFINICIONES .................................................................................... 44. GENERALIDADES ............................................................................. 16

4.1. Abreviaturas ............................................................................. 164.2. Principios cromatogrficos ....................................................... 184.3. Calibracin................................................................................ 204.4. Mtodo de recta de calibrado................................................... 214.5. Mtodo del patrn interno con punto nico .............................. 22

5. DESCRIPCIN................................................................................... 22

5.1. Equipos y materiales ................................................................ 225.2. Operaciones previas ................................................................ 245.3. Proceso de calibracin ............................................................. 265.4. Toma y tratamiento de datos.................................................... 29

6. RESULTADOS ................................................................................... 33

6.1. Clculo de incertidumbres........................................................ 336.2. Interpretacin de resultados..................................................... 40

7. REFERENCIAS .................................................................................. 40

8. ANEXOS............................................................................................. 41


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1. OBJETO

El presente procedimiento tiene por objeto describir posibles mtodospara la calibracin de equipos de cromatografa de gases, para suuso posterior en determinaciones cuantitativas de analitos.

2. ALCANCE

El presente procedimiento es de aplicacin a cromatgrafos de gasespara determinaciones cuantitativas y cuya calibracin se realice bienmediante el mtodo de patrn interno con punto nico, bien medianteuna recta de calibracin.

Este procedimiento se deber aplicar exclusivamente aconcentraciones comprendidas dentro de un rango de trabajo lineal,que se determinar de antemano a la calibracin del equipo.

Este procedimiento es vlido tanto para analitos presentes endisoluciones, como para muestras gaseosas que puedan serinyectadas en un cromatgrafo de gases.

Para la realizacin de determinados anlisis pueden ser necesariaspruebas adicionales de validacin.

En este procedimiento no se incluyen otras operaciones necesariaspara confirmar el correcto funcionamiento del equipo, y que enalgunos casos van unidas al tipo de detector empleado (verificacininstrumental).

3. DEFINICIONES

Calibracin [1] 2.39

Operacin que bajo condiciones especificadas establece, en unaprimera etapa, una relacin entre los valores y sus incertidumbres de

medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y lascorrespondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en


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una segunda etapa, utiliza esta informacin para establecer unarelacin que permita obtener un resultado de medida a partir de unaindicacin.

NOTA 1 Una calibracin puede expresarse mediante una declaracin,una funcin de calibracin, un diagrama de calibracin, una curva decalibracin o una tabla de calibracin. En algunos casos, puedeconsistir en una correccin aditiva o multiplicativa de la indicacin consu incertidumbre correspondiente.

NOTA 2 Conviene no confundir la calibracin con el ajuste de unsistema de medida, a menudo llamado incorrectamenteautocalibracin, ni con una verificacin de la calibracin.

NOTA 3 Frecuentemente se interpreta que nicamente laprimera etapa de esta definicin corresponde a la calibracin.

Coeficiente de variacin

Relacin entre la desviacin tpica y el valor medio de una magnitud.

x

sCV=

Desviacin tpica experimental [2] (B.2.17)

Para una serie de n mediciones de un mismo mensurando, lamagnitud s que caracteriza la dispersin de los resultados, vienedada por la frmula:

( )

11

2

==

n

xx

s

n

i

i

siendoi

x el resultado de la i-sima medicin y x la media

aritmtica de los n resultados considerados.


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NOTA 1 Considerando la serie de n valores como muestra de unadistribucin, x es un estimador insesgado de la media , y 2s es un

estimador insesgado de la varianza 2 , de dicha distribucin.

NOTA 2 La expresin ns es un estimador de la desviacin tpica

de la distribucin de x y se denomina desviacin tpica experimentalde la media.

NOTA 3 La desviacin tpica experimental de la media en ocasionesse denomina, incorrectamente, error tpico de la media.

Detector

Elemento del cromatgrafo que suministra una seal, en generalproporcional a la concentracin de la especie de inters. Existendiferentes tipos, entre otros:

Detector de ionizacin de llama (FID). Detector de conductividad trmica (TCD). Detector termoinico (TID). Detector de captura de electrones (ECD). Detector de emisin atmica (AED). Detector de nitrgeno-fsforo (NPD).

Incertidumbre de medida [1] (2.26)

Parmetro no negativo que caracteriza la dispersin de los valoresatribuidos a un mensurando, a partir de la informacin que se utiliza.

NOTA 1 La incertidumbre de medida incluye componentesprocedentes de efectos sistemticos, tales como componentesasociadas a correcciones y a valores asignados a patrones, as comola incertidumbre debida a la definicin. Algunas veces no se corrigen

los efectos sistemticos estimados y en su lugar se tratan comocomponentes de incertidumbre.


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NOTA 2 El parmetro puede ser, por ejemplo, una desviacin tpica,en cuyo caso se denomina incertidumbre tpica de medida (o unmltiplo de ella), o una semiamplitud con una probabilidad decobertura determinada.

NOTA 3 En general, la incertidumbre de medida incluye numerosascomponentes. Algunas pueden calcularse mediante una evaluacintipo A de la incertidumbre de medida, a partir de la distribucin

estadstica de los valores que proceden de las series de mediciones ypueden caracterizarse por desviaciones tpicas. Las otrascomponentes, que pueden calcularse mediante una evaluacin tipo Bde la incertidumbre de medida, pueden caracterizarse tambin pordesviaciones tpicas, evaluadas a partir de funciones de densidad deprobabilidad basadas en la experiencia u otra informacin.

NOTA 4 En general, para una informacin dada, se sobrentiende quela incertidumbre de medida est asociada a un valor determinadoatribuido al mensurando. Por tanto, una modificacin de este valorsupone una modificacin de la incertidumbre asociada.

Material de referencia (MR) [1] (5.13)

Material suficientemente homogneo y estable con respecto apropiedades especificadas, establecido como apto para su usoprevisto en una medicin o en un examen de propiedadescualitativas.

NOTA 1 El examen de una propiedad cualitativa comprende laasignacin de un valor a dicha propiedad y de una incertidumbreasociada. Esta incertidumbre no es una incertidumbre de medida.

NOTA 2 Los MR con o sin valores asignados pueden servir paracontrolar la precisin de la medida, mientras que nicamente losmateriales con valores asignados pueden utilizarse para la calibracino control de la veracidad.


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NOTA 3 Los MR comprenden materiales que representan tantomagnitudes como propiedades cualitativas.

EJEMPLO 1 Ejemplos de MR que representan magnitudes:

a) agua de pureza declarada, cuya viscosidad dinmica se empleapara la calibracin de viscosmetros.

b) suero humano sin valor asignado a la concentracin de

colesterol inherente, utilizado solamente como material para elcontrol de la precisin de la medida.

c) tejido de pescado con una fraccin msica determinada dedioxina, utilizado como calibrador.

EJEMPLO 2 Ejemplos de MR que representan propiedadescualitativas:

a) carta de colores mostrando uno o ms colores especificados.

b) ADN conteniendo una secuencia especificada de nucletido.

c) orina conteniendo 19-androstenediona.

NOTA 4 Algunas veces un MR se incorpora a un dispositivo fabricadoespecialmente.

EJEMPLO 1 Sustancia de punto triple conocido en una clula depunto triple.

EJEMPLO 2 Vidrio de densidad ptica conocida, en un soporte defiltro de transmitancia.

EJEMPLO 3 Esferas de granulometra uniforme montadas en unportamuestras de microscopio.

NOTA 5 Algunos MR tienen valores asignados que son

metrolgicamente trazables a una unidad de medida fuera de unsistema de unidades. Tales materiales incluyen vacunas a las que la


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Organizacin Mundial de la Salud ha asignado UnidadesInternacionales (UI).

NOTA 6 En una medicin dada, un MR puede utilizarse nicamentepara calibracin o para el aseguramiento de la calidad.

NOTA 7 Dentro de las especificaciones de un MR conviene incluir sutrazabilidad, su origen y el proceso seguido (Accred. Qual.Assur.:2006).

NOTA 8 La definicin segn ISO/REMCO es anloga, pero emplea eltrmino proceso de medida para indicar examen (ISO 15189:2007,3.4), el cual cubre tanto una medicin de la magnitud como elexamen de una propiedad cualitativa.

Material de referencia certificado (MRC) [1] (5.14)

MR acompaado por la documentacin emitida por un organismoautorizado, que proporciona uno o varios valores de propiedadesespecificadas, con incertidumbres y trazabilidades asociadas,empleando procedimientos vlidos

EJEMPLO Suero humano, con valores asignados a laconcentracin de colesterol y a la incertidumbre de medidaindicados en un certificado, empleado como calibrador o comomaterial para el control de la veracidad de la medida.

NOTA 1 La documentacin mencionada se proporciona en forma decertificado (vase la Gua ISO 31:2000).

NOTA 2 Procedimientos para la produccin y certificacin de MRCpueden encontrarse, por ejemplo, en las Guas ISO 34 e ISO 35.

NOTA 3 En esta definicin, el trmino incertidumbre se refiere tantoa la incertidumbre de la medidacomo a la incertidumbre del valorde la propiedad cualitativa, tal como su identidad y secuencia. El

trmino trazabilidad incluye tanto la trazabilidad metrolgica del


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valor de la magnitud como la trazabilidad del valor de la propiedadcualitativa.

NOTA 4 Los valores de las magnitudes especificadas de los MRCrequieren una trazabilidad metrolgica con una incertidumbre demedida asociada (Accred. Qual. Assur.:2006).

NOTA 5 La definicin de ISO/REMCO es anloga (Accred. Qual.Assur.:2006) pero utiliza el calificativo metrolgica tanto para una

magnitud como para una propiedad cualitativa.

Patrn de medida [1] (5.1)

Realizacin de la definicin de una magnitud dada, con un valordeterminado y una incertidumbre de medida asociada, tomada comoreferencia

EJEMPLO 1 Patrn de masa de 1 kg, con una incertidumbre tpicaasociada de 3 g.

EJEMPLO 2 Resistencia patrn de 100 , con una incertidumbretpica asociada de 1 .

EJEMPLO 3 Patrn de frecuencia de cesio, con una incertidumbretpica relativa asociada de 2 x 10-15.

EJEMPLO 4 Electrodo de referencia de hidrgeno, con un valor

asignado de 7,072 y una incertidumbre tpica asociada de 0,006.

EJEMPLO 5 Serie de soluciones de referencia, de cortisol ensuero humano, que tienen un valor certificado con unaincertidumbre de medida.

EJEMPLO 6 MR con valores e incertidumbres de medidaasociadas, para la concentracin de masa de diez protenasdiferentes.


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NOTA 1 La realizacin de la definicin de una magnitud dada puedeestablecerse mediante un sistema de medida, una medidamaterializada o un MR.

NOTA 2 Un patrn se utiliza frecuentemente como referencia paraobtener valores medidos e incertidumbres de medida asociadas paraotras magnitudes de la misma naturaleza, estableciendo as latrazabilidad metrolgica, mediante calibracin de otros patrones,instrumentos o sistemas de medida.

NOTA 3 El trmino realizacin se emplea aqu en su sentido msgeneral. Se refiere a tres procedimientos de realizacin, El primero, larealizacin stricto sensu, es la realizacin fsica de la unidad a partirde su definicin. El segundo, denominado reproduccin, consiste,no en realizar la unidad a partir de su definicin, sino en construir unpatrn altamente reproducible basado en un fenmeno fsico, porejemplo el empleo de lseres estabilizados en frecuencia paraconstruir un patrn del metro, el empleo del efecto Josephson para elvolt o el efecto Hall cuntico para el ohm. El tercer procedimientoconsiste en adoptar una medida materializada como patrn. Es elcaso del patrn de 1 kg.

NOTA 4 La incertidumbre tpica asociada a un patrn es siempre unacomponente de la incertidumbre tpica combinada (vase la GuaISO/IEC 98-3:2008, 2.3.4) de un resultado de medida obtenidoutilizando el patrn. Esta componente suele ser pequea comparadacon otras componentes de la incertidumbre tpica combinada.

NOTA 5 El valor de la magnitud y de su incertidumbre de medidadeben determinarse en el momento en que se utiliza el patrn.

NOTA 6 Varias magnitudes de la misma naturaleza o de naturalezasdiferentes pueden realizarse mediante un nico dispositivo,denominado tambin patrn.

NOTA 7 En el idioma ingls, algunas veces se utiliza la palabraembodiment (materializacin) en vez de realization.


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NOTA 8 En ciencia y tecnologa, el vocablo ingls standard se usacon dos significados distintos: como una norma, especificacin,recomendacin tcnica o documento escrito similar, y como un patrnde medida (en el idioma francs talon). Este vocabulario se refierenicamente al segundo significado.

NOTA 9 El trmino patrn se utiliza a veces para designar otrasherramientas metrolgicas, por ejemplo un programa de medidapatrn (softwarepatrn). (Vase ISO 5436-2).

Patrn de medida de trabajo [1] (5.7)

Patrn utilizado habitualmente para calibrar o verificar instrumentos osistemas de medida

NOTA 1 Un patrn de trabajo se calibra habitualmente con relacin aun patrn de referencia.

NOTA 2 Un patrn de trabajo utilizado en verificacin se designatambin como patrn de verificacin o patrn de control.

Patrn interno [3]

Sustancia aadida a muestras y patrones para compensar lasposibles fluctuaciones existentes en la seal obtenida en el anlisisde distintas muestras y debidas a magnitudes de influencia (volumen

inyectado, temperatura, inyector, etc).

El patrn interno debe ser una sustancia con las siguientescaractersticas:

Debe proporcionar seal en las condiciones cromatogrficasen las cuales se va a realizar el ensayo.

No debe estar presente en MR ni en las muestras sometidas a

ensayo, para que la referencia de su seal no seadistorsionada.


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Debe tener una concentracin adecuada para poder detectarlasin ningn tipo de dudas.

La cantidad adicionada debe ser conocida y repetible.

La relacin entre su seal y la del analito deber seguir unmodelo lineal.

Repetibilidad de medida [1] (2.21)

Precisin de medida bajo un conjunto de condiciones de repetibilidad.

Condicin de repetibilidad de una medicin [1] (2.20)

Condicin de medicin, dentro de un conjunto de condiciones que

incluye el mismo procedimiento de medida, los mismos operadores,el mismo sistema de medida, las mismas condiciones de operacin yel mismo lugar, as como mediciones repetidas del mismo objeto o deun objeto similar en un periodo corto de tiempo

NOTA 1 Una condicin de medicin es una condicin de repetibilidadnicamente respecto a un conjunto dado de condiciones derepetibilidad.

NOTA 2 En qumica, el trmino condicin de precisin intra-serie seutiliza algunas veces para referirse a este concepto.

Resolucin de la columna (s

R )[3]

Medida cuantitativa de la capacidad de la columna para separar dos

analitos. Se define como:( ) ( )[ ]

( )BA

ARBR

sww

ttR

+

=

2


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Con un valors

R > 1,5 se permite la separacin completa de doscomponentes

Tiempo de retencin (R

t ) [3]

Tiempo que transcurre despus de la inyeccin de la muestra hastaque el pico de concentracin del analito alcanza el detector. Sirvepara diferenciar analitos.


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Tiempo muerto (M

t ) [3]

Tiempo necesario para que, por trmino medio, una molcula de lafase mvil, o una especie que no es retenida, pase a travs de lacolumna y alcance el detector.

Trazabilidad metrolgica [1] (2.41)

Propiedad de un resultado de medida por la cual el resultado puederelacionarse con una referencia mediante una cadena ininterrumpiday documentada de calibraciones, cada una de las cuales contribuye ala incertidumbre de medida

NOTA 1 En esta definicin, la referencia puede ser la definicin deuna unidad de medida, mediante una realizacin prctica, unprocedimiento de medida que incluya la unidad de medida cuando se

trate de una magnitud no ordinal, o un patrn.NOTA 2 La trazabilidad metrolgica requiere una jerarqua decalibracin establecida.

NOTA 3 La especificacin de la referencia debe incluir la fecha en lacual se utiliz dicha referencia, junto con cualquier otra informacinmetrolgica relevante sobre la referencia, tal como la fecha en que sehaya realizado la primera calibracin en la jerarqua.

NOTA 4 Para mediciones con ms de una magnitud de entrada en elmodelo de medicin, cada valor de entrada debiera sermetrolgicamente trazable y la jerarqua de calibracin puede tenerforma de estructura ramificada o de red. El esfuerzo realizado paraestablecer la trazabilidad metrolgica de cada valor de entradadebera ser en proporcin a su contribucin relativa al resultado de lamedicin.


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NOTA 5 La trazabilidad metrolgica de un resultado de medida nogarantiza por s misma la adecuacin de la incertidumbre de medidaa un fin dado, o la ausencia de errores humanos.

NOTA 6 La comparacin entre dos patrones de medida puedeconsiderarse como una calibracin si sta se utiliza para comprobar,y si procede, corregir el valor y la incertidumbre atribuidos a uno delos patrones.

NOTA 7 La ILAC considera que los elementos necesarios paraconfirmar la trazabilidad metrolgica son: una cadena de trazabilidadmetrolgica ininterrumpida a un patrn internacional o a un patrnnacional, una incertidumbre de medida documentada, unprocedimiento de medida documentado, una competencia tcnicareconocida, la trazabilidad metrolgica al SI y los intervalos entrecalibraciones (vase ILAC P-10:2002)

NOTA 8 Algunas veces el trmino abreviado trazabilidad se empleaen lugar de trazabilidad metrolgica, as como para otros conceptos,como trazabilidad de una muestra, de un documento, de uninstrumento, de un material, etc., cuando interviene el historial(traza) del elemento en cuestin. Por tanto, es preferible utilizar eltrmino completo trazabilidad petrolgica para evitar confusin.

4. GENERALIDADES

4.1. Abreviaturas y smbolos

amA rea del analito en la muestra

apA Promedio de las reas del analito en el MR

imA rea del patrn interno en la muestra

ipA Promedio de las reas del patrn interno en el

MRam

C Concentracin de analito en la muestra


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apC Concentracin de analito en el MRMR

C Concentracin del MR o del MRC (indicada enel certificado)

ACTUALCV Coeficiente de variacin de la calibracin actual

realizada con al menos tres repeticiones

INICIALCV Coeficiente de variacin de la prueba realizada

con 10 medidasEL Error de lectura producido por la operacin de

enraseFa Factor de relacin de reas obtenido en la

calibracin, para el analito ak Factor de coberturaMR Material de referenciaMRC Material de referencia certificado

aR Promedio de la relacin ( ipA / apA ) de los n

cromatogramas realizados

jaR Relacin ipA / apA , en el cromatograma jR

s Desviacin tpica del factor R

sRI Desviacin tpica del factor R, obtenidainicialmente y usada para estimar laincertidumbre de repetibilidad cuando no serealiza un nmero de repeticiones suficiente

)y(u Incertidumbre tpica de la magnitud de salida

)y(ui

Componentes de la incertidumbre tpica

debidas a las magnitudes de entradaC

V Volumen asignado por la clase

FV Volumen final de la dilucin

IV Volumen inicial de la dilucin

MV Volumen medido

i Grados de libertad de cada componente

ef Grados efectivos de libertad de la magnitud de

salida


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4.2. Principios cromatogrficos

La cromatografa agrupa un conjunto importante y diverso demtodos, que permite separar sustancias estrechamenterelacionadas, presentes en mezclas complejas, lo que en muchasocasiones resulta imposible por otros medios.

En todas las separaciones cromatogrficas, la muestra se disuelve en

una fase mvil, que en el caso de la cromatografa de gases es ungas inerte, y cuya nica funcin es transportar el analito a travs de lacolumna. Esta fase mvil se hace pasar a travs de una faseestacionaria inmiscible, que normalmente es una fase lquidainmovilizada sobre la superficie de un slido inerte, que se mantienefija en la columna. Las dos fases se eligen de tal forma que loscomponentes de la muestra se distribuyen de modo distinto entre lafase mvil y la estacionaria.

Aquellos componentes que son retenidos con fuerza por la faseestacionaria se mueven lentamente a travs de la columna, debido alflujo de la fase mvil; por el contrario, los componentes que se unendbilmente a la fase estacionaria, se mueven con rapidez.

Los componentes principales de un cromatgrafo de gases son:

Gases portadores.

Sistemas de inyeccin de la muestra.

Columnas y hornos.

Detectores.

Sistema de procesamiento de la seal y tratamiento dedatos.


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El detector aprecia la presencia de vapor de la especie aanalizar que sale por la columna y mide, o bien el cambio enalguna propiedad mayoritaria del gas (como por ejemplo, laconductividad trmica) o bien una propiedad nica de laespecie a analizar (como por ejemplo, el contenido encarbono).

A continuacin se indica un esquema bsico de los

elementos que componen un cromatgrafo de gases:

GAS PORTADOR

JERINGA

INYECTOR

COLUMNA

DETECTOR

SISTEMA DEPROCESAMIENTODE SEAL YTRATAMIENTODE DATOS

La cromatografa se puede emplear para la identificacincualitativa y para la determinacin cuantitativa de lasespecies separadas. La cromatografa en columnacuantitativa se basa en la comparacin de la altura, o delrea, del pico del analito con la producida por una o msdisoluciones o diluciones del analito de concentracin

conocida.


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Pueden utilizarse ambos, aunque en general es ms fiable elrea. La decisin ser tomada por el usuario en funcin delas pruebas de puesta a punto.

La cualitativa no tiene calibracin y adems dependeramucho del tipo de detector, por lo que al no formar parte delprocedimiento y complicar su comprensin, se ha optado porno incluirla.

4.3. Calibracin

La caracterstica principal en estos equipos es la medida de unamagnitud fsica que es transformada en una seal elctrica yregistrada en el sistema de registro y tratamiento de datos. Esta sealen unas condiciones determinadas (temperatura, tiempos deretencin, etc.), se puede relacionar con un parmetro qumico(concentracin, etc.) de una especie determinada.

Debido a esto, en estos equipos se realiza una operacin consistenteen obtener la respuesta dada por el equipo al medir una serie demuestras de valor conocido (MR) y obtener la relacin entrerespuesta y concentracin. Esta operacin se denomina CalibracinIndirecta.

Una vez obtenida la relacin, se utiliza sta para calcular los valoresde nuestra sustancia en muestras reales similares a los MR.

Este tipo de calibracin rene unas determinadas caractersticas:

a. No es nica para el equipo, sino que se realiza porparmetro (sustancia).

b. Requiere evaluar si la relacin obtenida es satisfactoriapara el uso previsto del equipo.

c. Al verse afectada por otros factores puede requerir, en

determinadas ocasiones y no de forma rutinaria, el


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empleo de MR especiales (de matriz similar a lasmuestras).

Entre los diferentes tipos de calibraciones indirectas que son posiblesrealizar, se pueden citar:

Funcin de calibrado (habitualmente lineal: recta decalibrado).

Funcin de calibrado.

Mtodo de adiciones. Patrn interno con recta. Patrn interno con punto nico.

A continuacin se describen los dos mtodos ms utilizados.

4.4. Mtodo de la recta de calibrado

La forma de calibracin tpica en cromatografa de gases cuantitativa,usada siempre que las condiciones lo permitan, es la recta decalibrado. Esto es debido a que es un mtodo fiable, rpido yrelativamente sencillo.

Implica la preparacin de una serie de disoluciones de MR decomposicin parecida a la de la muestra. A continuacin seintroducen por inyeccin en el cromatgrafo de gases los MR y sifuera de inters tambin la muestra, siguiendo el orden creciente de

concentracin de analito preferentemente.Una vez hecho el anlisis de las especies, se obtienen loscromatogramas de los MR y se representan las alturas o reas depico en funcin de la concentracin. La representacin grfica de losdatos debera originar una lnea recta que pasara por el origen decoordenadas. Ms adelante se hallar la concentracin del analito dela muestra a determinar a partir de su rea.

Este mtodo requiere que la recalibracin sea frecuente.


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4.5. Mtodo del patrn interno con punto nico

En cromatografa cuantitativa los resultados ms fiables se consiguenmediante el uso de patrones internos, debido a que con este mtodo,se evitan las incertidumbres que se producen en la inyeccin de lamuestra.

En este mtodo, se introduce en cada MR y en la muestra unacantidad exactamente medida de una sustancia patrn interno. Seprocede al anlisis mediante el cromatgrafo, y la relacin de lasreas del analito y del patrn interno se utiliza como parmetroanaltico (respuesta) para relacionarla con la concentracin delanalito.

La suposicin utilizada para la determinacin analtica de lasmuestras (ensayo) es por tanto:

a

im

am

amF

A

AC =

El objeto de la calibracin es precisamente determinar el factor Fa,para cada uno de los analitos de inters.

5. DESCRIPCIN

A continuacin se indican, de una forma general, lasconsideraciones a tener en cuenta sobre los equipos, los MR y losreactivos que participan en las actividades de calibracin decromatgrafos de gases, as como las operaciones necesarias,para llevar a cabo dicha actividad.

5.1. Equipos y materiales

Cromatgrafo de gases.


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Equipos auxiliares (columnas, detectores, inyectoresautomticos, etc.), utilizados junto con el cromatgrafo ycaractersticos del analito a determinar.

Gases apropiados (debern ser gases qumicamente inertescomo helio, argn, nitrgeno, dixido de carbono ehidrgeno).

Material volumtrico calibrado:

Pipetas clase A.

Micropipetas con repetibilidad y exactitud suficiente, almenos 2 % de cada una de ellas.

Matraces aforados clase A.

Microjeringas (si el cromatgrafo de gases carece de

inyector automtico). Debern definirse volumen ycaractersticas de exactitud y precisin.

Balanza analtica, con una resolucin de 0,1 mg (slo si losMR del analito o el patrn interno deben ser pesados).

Sistema para la preparacin de diluciones gaseosas deanalito, en su caso.

Disolvente o diluyente adecuado al parmetro a ensayar,libre de impurezas que puedan afectar a la respuesta delequipo en los tiempos de retencin del analito y en sucaso del patrn interno (generalmente purezacromatogrfica).

MR de concentracin conocida del analito a determinar.Dicha concentracin debe encontrarse en el rango en elque se espera determinar las muestras.


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NOTA: Disoluciones de concentracin adecuada pueden serpreparadas a partir de un MRC de concentracin superior, pordiluciones adecuadas utilizando el material volumtrico descrito o elsistema de dilucin adecuado.Una disolucin puede contener solo un analito o una mezcla devarios.

Patrn interno de concentracin conocida y libre deimpurezas.

Cpsulas, viales portamuestras o cualquier otro sistemaadecuado para la contencin de MR y muestras.

Manual/es de instrucciones o procedimiento/s de uso ymantenimiento de los equipos, sus partes y/o accesorios.

5.2. Operaciones previas

Antes de iniciar la calibracin se realizarn las siguientes operacionesprevias:

5.2.1. Control de condiciones ambientales

Dadas las caractersticas constructivas y funcionales del equipo, lacalibracin se realizar siempre en el laboratorio, y no requiere engeneral condiciones ambientales particulares, pudiendo desarrollarseentre 18 C y 28 C.

En todo caso debern consultarse las condiciones indicadas en elmanual de uso del equipo.

NOTA: Determinados detectores o inyectores pueden requerir un controlms severo de las variaciones de temperatura.

5.2.2. Elaboracin de MR, en su caso

Se realizarn a partir del MRC haciendo las diluciones que seannecesarias para que la concentracin se encuentre incluida en elrango de determinacin. En su caso, antes de realizar el enrase final


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se adiciona el patrn interno. Las diluciones se prepararn justo antesde realizar la calibracin.

Se deber confirmar que el MRC cumple los requisitos de trazabilidadadecuados y definidos, y que su periodo de caducidad no ha sidosobrepasado.

Se asegurar que el MRC se encuentra a temperatura ambiente o ala temperatura del laboratorio. En caso contrario, deber atemperarse

durante un periodo de tiempo que se estime oportuno.NOTA 1 Si los compuestos son voltiles no se esperar a atemperar ytodas las preparaciones se realizarn por pesada, para minimizar posibleserrores por volatilizacin del compuesto de inters.

En el caso de uso de patrn interno, ste se adicionar a los MR enla concentracin y volumen apropiados, teniendo en cuenta que:

1. La concentracin final en MR ser tal que la respuesta

(seal del detector) sea similar para el patrn interno y para elanalito de inters.

2. El volumen adicionado podr ser medido con unaincertidumbre mejor del 1%.

NOTA 2 Aunque dicho volumen no afecta a la incertidumbre del factor decalibracin F, s influye en la incertidumbre de medida del analito durante elensayo.

5.2.3. Puesta en marcha del equipo

Debern tenerse en cuenta las indicaciones del fabricante. Engeneral y para la puesta en marcha del equipo se seguirn lossiguientes pasos:

Apertura de las conexiones de los gases (helio, hidrgeno, etc.),indicados para el ensayo a realizar, y regulacin de los mismos.

Encendido del equipo y del software correspondiente.


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Encendido del detector FID en su caso. En el caso de uso deotro detector, se encender automticamente con el equipo.

Esperar el tiempo preciso para la estabilizacin del equipo.

Ante cualquier duda, consultar el manual de instrucciones delequipo.

Una vez realizados todos estos pasos, se puede comenzar con lasecuencia del anlisis en el cromatgrafo de gases.

Las condiciones de trabajo durante la calibracin deben ser lasmismas que las que se utilizarn en las medidas de las muestrassometidas a ensayo para el cual se est calibrando el equipo.

5.3. Proceso de calibracin

A continuacin se detalla un proceso de calibracin tipo, perodependiendo del equipo que se utilice puede cambiar el orden decada una de las etapas. En caso de duda, consultar el manual deinstrucciones.

Es importante que todas las medidas se realicen en el intervalo derespuesta lineal del analito.

5.3.1. Seleccin de los parmetros instrumentales

Normalmente se realiza mediante el software del equipo, aunque enalgunos modelos se comprueban o introducen a travs de losbotones del propio cromatgrafo las condiciones de trabajo, comoson: temperatura del inyector, temperatura del detector, columna,rampas de temperatura, etc.

Estos parmetros dependen del tipo de equipamiento con que estdotado el cromatgrafo (detector, columnas, inyector, etc.) y del tipo

de anlisis a realizar. Tambin hay que considerar la naturaleza delanalito y la matriz.


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Se debe hacer un estudio previo para la seleccin de estosparmetros, as como numerosas pruebas.

5.3.2. Fijacin de las condiciones de procesamiento de la seal

Seleccin del tipo de respuesta: rea o altura.

Seleccin de la atenuacin u otros parmetros dependiendo

del tipo de equipo y de lo indicado en el Manual de uso.

Seleccin del modo de integracin, en el caso de que el tipode respuesta seleccionada sea rea, as como el intervalo oventana de tiempos de integracin.

Seleccin del umbral mnimo para considerar la existencia deseal, y proceder a integracin.

5.3.3. AcondicionamientoSe procede a acondicionar el equipo y su limpieza, mediante elanlisis de un blanco con el diluyente utilizado para la realizacin delos MR.

5.3.4. Comprobacin de la seal del blanco

Una vez realizado el blanco, debemos comprobar la ausencia deseal de analito en el cromatograma, o bien que esta sea inferior a unvalor de referencia preestablecido.

De no ser as, deberemos repetir el anlisis del blanco hasta laobtencin de un valor de referencia adecuado.

Adems se debe comprobar que la lnea base del cromatograma seaadecuada.


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5.3.5. Anlisis de los MR

A continuacin se analizan los MR, que tendrn una concentracinprxima al rango que se desea medir. Como primera aproximacin sepuede estimar que el rango cubierto por un MR de concentracin

MRC

incluye las concentraciones comprendidas entre 0,8MR

C y 1,2MR

C .

NOTA: Si se desea realizar una evaluacin ms exhaustiva del intervalo,ser necesario realizar pruebas complementarias de linealidad.

Si fuera de inters, las muestras se analizaran durante el proceso decalibracin, por ejemplo intercalndolas entre los MR segn el ordencreciente de concentracin.

Para el anlisis tanto de MR como de muestras, se realizarn tantasrplicas como est estipulado en el laboratorio. En el caso de utilizarun nico MR, siempre que sea posible se realizarn 10 repeticiones.

5.3.6. Comprobacin de cromatogramasSe realizar una comprobacin confirmando:

a) La aparicin de los picos en los tiempos de retencinesperados.

b) La resolucin de la columna entre picos es siempre superior a1,5.

c) La forma de los picos es adecuada, no presentando colas oartefactos (desviaciones de la forma gaussiana del pico).

d) Si la integracin se realiza automticamente, la ventanaseleccionada ha sido adecuada y los criterios establecidos sehan respetado.

e) En caso de integracin manual proceder a la realizacin de lamisma.


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5.3.7. Desviaciones al tratamiento general

En el caso de que no sea posible la realizacin de 10 repeticiones deun MR, se seguir la siguiente metodologa:

a) Realizacin de pruebas iniciales que determinen ladesviacin tpica de repetibilidad de reas (10 repeticiones)obtencin del coeficiente de variacin inicial

INICIALCV

.Se realizar siguiendo el mismo esquema anterior pero en lavalidacin.

b) Realizacin de la calibracin con solo tres rplicas, yobtencin del coeficiente de variacin actual

ACTUALCV

c) Comprobacin de la compatibilidad estadstica de los

coeficientes de variacin obtenida en la prueba inicial y en lacalibracin actual.

INICIALACTUALCVCV 2 (1)

En caso contrario se deber proceder a una calibracin con 10repeticiones.

NOTA Para el uso diario del equipo no se requerir la realizacin de la

calibracin sino la verificacin con una nica repeticin y que laconcentracin obtenida cumplauna tolerancia establecida respecto al valorterico.

5.4 Toma y tratamiento de datos

5.4.1. Toma de datos

Para garantizar la trazabilidad de las medidas realizadas durante la

calibracin, es necesario registrar y evaluar las actividades llevadas acabo, adems de los resultados obtenidos.


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Para ello es conveniente disponer de formatos de registrosadecuados (registros manuales o informticos), donde como mnimodebern registrarse los siguientes datos:

Parmetro objeto de la calibracin (analito).

Equipo a calibrar (cromatgrafo).

Balanza y micropipetas utilizados para la elaboracin de MR ypatrones internos, en su caso.

MR utilizados y lotes de MRC y patrones internos, en sucaso.

Respuestas obtenidas.

Fecha de anlisis.

Analista.

Se deben conservar todos los cromatogramas obtenidos o almenos:

Condiciones instrumentales.

Respuestas del equipo.

Tiempos de retencin.

Sistemas de integracin e intervalo de tiempos usadoen cada pico ventana de integracin- (en el casode integracin por reas).

Si se realiza la integracin manual de los cromatogramas, se debenregistrar los parmetros de integracin tales como:

Sensibilidad de la pendiente, SS (Slope Sensibility).


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Anchura de pico, PW (Peak Width), establece la mnimaanchura de pico a mitad de altura.

rea mnima, AR (Area Reject), establece el mnimo reaque el software va a tener en consideracin.

Altura mnima, HR (High Reject), establece la altura mnimaque el software va a tener en consideracin.

Deteccin de colas y artefactos, SD (Shoulder Detection).

NOTA: La nomenclatura de estos parmetros puede variar dependiendo delsoftware utilizado.

Es importante sealar que durante la integracin manual lo ideal esobtener una serie de parmetros que se adecuen a todo el rango deseales obtenidas. Sern estos parmetros los que se utilicen paraintegrar la totalidad de los picos.

Adems se deber registrar cualquier otro dato que se considerenecesario para asegurar la trazabilidad y reproducibilidad del proceso.

5.4.2. Tratamiento de los datos

El mtodo de calibracin mediante la utilizacin de patrn interno, esun caso de calibracin indirecta donde se relaciona la respuesta delequipo frente a la concentracin de un MR.

Para poder aplicar el mtodo de calibracin mediante el uso de unpatrn interno, es necesario que:

El pico del patrn interno este bien separado de los picos delos dems componentes de la muestra y MR (

SR > 1,5).

El pico del patrn interno aparezca cerca del pico del analitoa cuantificar.


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Con los datos obtenidos se calcular el factor aF que se utilizarposteriormente para la cuantificacin de nuestro compuesto.

ap

ap

ip

aC

A

AF = (2)

Para realizar dicho clculo y evitar los efectos de correlacinproducidos al obtener los valores de

apA y

ipA en un mismo

experimento, se sustituye el trminoap

ip

A

A por aR , de donde:

apaaCRF = (3)

Por lo que se realizarn las siguientes operaciones:

1. Se calcula para cada analito en cada cromatograma la

relacin jaR :

j

j

j

ap

ip

aA

AR = (4)

2. Se calculan el promedio y la desviacin tpica para elconjunto de repeticiones de un analito:

n

R

R

n

j

a

a

j== 1 (5)

( )

11

2

=

=

n

RR

s

n

j

aa

R

j

(6)

3. Se obtienea

F como producto de aR y de la concentracin

apC , que a su vez viene dada por dilucin del MRC:


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F

I

MRapV

VCC = (7)

Posteriormente, se podrn obtener los resultados de las muestras apartir de sus reas.

6. RESULTADOS

6.1. Calculo de incertidumbres

Para realizar el clculo de incertidumbre en la calibracin delcromatgrafo de gases, hay que tener en cuenta cules son lasprincipales fuentes de error durante la calibracin. Algunas de ellasse indican a continuacin:

Variaciones en los resultados de las medidas experimentalesde reas.

Incertidumbre en la concentracin de MR y MRC.

Variaciones en la concentracin final de MR y patronesinternos, en su caso, debido a equipos y operadores.

La asignacin y expresin de incertidumbres se realizar siguiendolos criterios de la GUM [2] y de la Gua EA-4/02 [4].

En el caso de calibracin con patrn interno, el modelo matemticoviene definido por una funcin del tipo

FIMRapipaV,V,C,A,AfF = ,

donde Fa representa la magnitud de salida y ipA , apA , CMR, Vly VF lasmagnitudes de entrada.

A partir de la expresin (2) y teniendo en cuenta que en general unMR se prepara por dilucin de un MRC, y que deseamos eliminar la

correlacin existente entre ipA y apA :


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F

IMRaa

V

VCRF = (8)

6.1.1. Ley de la propagacin de la incertidumbre

Aplicando la ley de propagacin de la incertidumbre, teniendo encuenta que todas las magnitudes que quedan en la frmula son

independientes y no estn correlacionadas:

2

22

22

22

222

+

+

+

=

F

IMRaV

F

MRaV

F

IaC

F

IMRRF

V

VCRu

V

CRu

V

VRu

V

VCuu

F

IMRaa

(9)

6.1.2. Clculo de las componentes de la incertidumbre

a) Incertidumbre del factor aR

Se estima como el promedio de una serie de resultados ( n).

Por tanto su incertidumbre se calcular segn una

estimacin tipo A en funcin de la desviacin tpicaexperimental de la media:

n

su R

Ra

22= (10)

( )=

=n

j

aajRRR

ns

1

22

11

(11)


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Si el nmero de repeticiones n < 10, pero se dispone de unvalor de RIs obtenido inicialmente para 10 medidas, secalcular:

n

su RI

Ra

22= (12)

No se ha tenido en cuenta la resolucin de la integracin

de la seal porque en general la variabilidad de la seal esmucho mayor que la resolucin y por tanto no influye.

NOTA: R no es una caracterstica previa que deba ser evaluada, yaque se trata de una calibracin indirecta, por lo que no se ha tenido encuenta otros trminos como deriva, etc.

b) Incertidumbre de la concentracin delMR

Ser la obtenida del certificado del MR, teniendo en cuenta elfactor de cobertura k que lo acompaa:

k

Uu MR

MR

C

C= (13)

NOTA 1 En caso de que no se utilizase el valor certificado del MRC,habra que sumar a la incertidumbre expandida al final la correccin norealizada.

NOTA 2 En general, la deriva del MRC debera haber sido evaluada eincluida en la incertidumbre declarada (segn la normativainternacional). En caso de que se albergaran dudas, sera necesarioestimar un lmite mximo de variacin entre el valor actual y el

certificado y dividirlo por 3 .


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NOTA 3 En general las incertidumbres debidas a la influencia de latemperatura en la densidad de la disolucin se considerarndespreciables.

c) Componentes de la incertidumbre de volumen.

Su clculo depender de cmo se hayan controlado los equiposutilizados.

En el caso de que se hayan verificado, comprobando que susmarcas de enrase cumplen las tolerancias de clase establecidapara el material volumtrico (o cualquier otra establecida por ellaboratorio) y que se usen habitualmente realizando una solamedida:

LCMEVV += (14)

NOTA La verificacin consiste en comprobar que el error ms laincertidumbre es menor que la tolerancia.

Se aplica tanto a IV como a FV .

De donde:

222

LCM EVVuuu += (15)

Las componentes posibles a considerar para el clculo de laincertidumbre de volumen:

Incertidumbre del valor asignado por la clase

Se considera que cualquier unidad que haya sido comprobadacumple el intervalo de clase en cualquier momento de su vidatil, por lo que se tomar la tolerancia de la clase como unintervalo mximo y aplicando la distribucin rectangular:

3Toleranciau

CV= (16)


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Incertidumbre de error de lectura

Se realizarn experimentos en el propio laboratorio paraestablecer un error mximo de enrase en las condiciones deuso, y se calcular la incertidumbre aplicando una distribucinrectangular, de anchura

MAXE , y de valor central 0:

3MAX

E

E

u L = (17)

DondeMAX

E es el error mximo, respecto al valor nominal,obtenido en el laboratorio.

No se tienen en cuenta otras componentes tales como:

Deriva ya que en general para el material volumtrico

usado en condiciones normales (sin lquidosagresivos, ni cambios de temperaturas) se consideradespreciable frente a las debidas a la tolerancia.

Variacin de volumen por temperatura. Se hadespreciado este trmino teniendo en cuenta suescasa influencia (del orden de 10-4 del volumenmedido) respecto del resto de los trminos.

6.1.3. Clculo de la incertidumbre expandidaLa incertidumbre combinada obtenida en la ecuacin (9) semultiplicara por un factor k = 2, para obtener la incertidumbreexpandida (se considera que la incertidumbre combinadacorresponde a una distribucin normal, por lo que este factor suponeuna probabilidad de cobertura del 95,45 %). En el Anexo I sepresenta un ejemplo de clculo de incertidumbres.


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NOTA: Esto ser cierto en general, ya que la mayor parte de lascontribuciones a la incertidumbre combinada son de tipo B y se puedeasumir que se cumplen las condiciones del Teorema Central del Lmite, yque, por lo tanto, la incertidumbre combinada sigue una distribucin normal,si no fuera as se deberan calcular los grados efectivos de libertad segn loindicado en [2] o realizar un clculo alternativo de incertidumbres utilizandoel mtodo de Monte Carlo [5].

Magnitud EstimacinIncertidumbre

Tpica

Coeficiente de

Sensibilidad

R

Promedio de nrepeticiones

apip AA n

sR (1)

F

I

MRV

VC

MRC Valor certificado

k

U

F

I

V

VR

ICV Volumen nominal

3

Tol

F

MR

V

CR

LIE 0

3MAX

E

F

MR

V

CR

FCV Volumen nominal

3

Tol

2F

IMR

V

VCR

LFE 0

3MAX

E

2F

IMR

V

VCR

Tabla1 : Clculo de la incertidumbre expandida(1) sR ser la desviacin tpica de Rsi se han realizado 10 repeticiones o la

obtenida inicialmente si solo se han realizado 3 repeticiones y ambas s soncompatibles.

6.1.4. Clculo de incertidumbres en la calibracin mediante funcinde anlisis

El problema del ajuste de puntos experimentales a relaciones

funcionales consiste en encontrar el valor de ciertos parmetros libres(constantes del ajuste) de la funcin de ajuste, de manera que sta


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sea la que mejor represente los puntos medidos segn algn criteriodado. El ms utilizado es el de mnimos cuadrados, que parte de lahiptesis de que el error de la variable independiente es nulo.

En el caso de calibracin de un cromatgrafo, el uso de mnimoscuadrados simplificados no es aconsejable, ya que existeincertidumbre tanto en las variables de entrada (seal de lectura delequipo de medida) como en la salida (concentracin): Cuando estosucede es conveniente emplear el llamado criterio de Deming, este

criterio es el recomendado en la Norma UNE-EN ISO 6143 [6] dondese encontrar una explicacin detallada del mismo, por lo que no seconsidera procedente repetirlo en este procedimiento. En los prrafossiguientes se incluye un resumen muy breve del procedimientodescrito en [5].

Para un analito especificado y un sistema de medida previsto,incluyendo las condiciones de funcionamiento adecuadas, la funcinde calibracin y = F(x), es una funcin matemtica que expresaaproximadamente las respuestas medidas y1, y2,..,yn, con relacin alcontenido conocido de los MR x1, x2,,xn. A la inversa, la funcin deanlisis, x = G(y), expresa de forma aproximada el contenido delanalito x1, x2,,xn con relacin a las correspondientes respuestasmedidas y1, y2,..,yn.Para cada punto de calibracin (xi, yi), se determina un punto deajuste )y,x( ii , tal que la suma correspondiente de las diferencias alcuadrado, ponderadas por la inversa de los cuadrados de lasincertidumbres asociadas sea mnima, es decir, se minimiza la

siguiente funcin:

+

== )y(u

yy

)x(u

xxS

i

ii

i

iin

i2

2

2

2

1(18)


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Las funciones de anlisis recomendadas en [6] son lineales,polinomios de segundo o tercer orden, funciones potenciales yfunciones exponenciales. Dependiendo de la funcin elegida variarel nmero de patrones necesarios para determinarla: tres parafunciones lineales; cinco para potenciales, exponenciales ypolinomios de segudo orden y siete para polinomios de tercer orden.En el Anexo II se presentan un ejemplo de ajuste lineal (recta decalibrado).

6.2. Interpretacin de resultados

Si la calibracin se realiza en el mismo momento que los anlisis nose requiere ninguna interpretacin adicional.

En caso contrario deber evaluarse si la relacin entre el factor actualy el precedente ha superado una tolerancia especificada, establecidapor el laboratorio, y debe estudiarse su influencia en los resultadosanteriores, debido a la prdida o aumento de sensibilidad de equipo.

7. REFERENCIAS

[1] Vocabulario Internacional de Metrologa. Conceptosfundamentales y generales, y trminos asociados (VIM). 3edicin en espaol, 2008. CEM.

[2] Gua para la Expresin de la Incertidumbre de Medida.Tercera edicin en espaol, 2009. CEM.

[3] D.A. Skoog, F.J. Holler, T.A. Nieman. Principios de anlisisInstrumental. Quinta Edicin. McGraw-Hill, 2000.

[4] Gua EA-4/02. Expression of the Uncertainty of Measurementin Calibration. Diciembre 1999. EA.

[5] Evaluacin de datos de medicin Suplemento 1 de la Gua

para la expresin de la incertidumbre de medida


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Propagacin de distribuciones aplicando el mtodo de MonteCarlo. 1 edicin en espaol, 2010. CEM.

[6] UNE-EN ISO 6143: 2007 Anlisis de Gas. Mtodos decomparacin para determinar y comprobar la composicin demezclas de gas para calibracin.

8. ANEXOS

ANEXO I Ejemplo numrico de calibracin con patrn interno.

ANEXO II Ejemplo numrico de calibracin con recta decalibrado y determinacin analtica de una muestra.

ANEXO I: EJEMPLO NUMRICO DE CALIBRACIN CONPATRN INTERNO

Se proceder a realizar la calibracin de un cromatgrafo de gasesmediante patrn interno. El fin de la calibracin es obtener el valor delFactor F, a partir de la expresin

apaaCRF = ,

dondeap

ip

a

A

AR =

Para el posterior clculo de incertidumbre es necesario realizar una

serie de repeticiones de las medidas de las reas del patrn internoen el MR (ip

A ) y de las reas del analito en el MR (ap

A ). Si la

obtencin del cromatograma tiene una larga duracin y no es posiblerealizar las 10 repeticiones necesarias para obtener aR , seproceder segn lo indicado en el apartado 5.3.7., es decir, se tienenen cuenta 10 repeticiones iniciales con los siguientes resultados:


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NREPETICIN jipA japA jaR

1 325 000 375 236 0,866 121 59

2 322 348 382 326 0,843 123 41

3 323 600 378 248 0,855 523 36

4 326 432 379 226 0,860 784 86

5 320 415 377 943 0,747 786 57

6 328 126 374 527 0,876 107 737 329 132 372 326 0,883 988 76

8 325 436 374 228 0,869 619 59

9 322 895 380 636 0.848 303 89

10 324 376 375 425 0,864 023 44

aR 0,861 538 32

Rs 0,013 118 67

INICIALCV 1,522 703 41

Tabla 2: Resultados iniciales

n

R

R

n

j

aj

a

=

=1 ( )

=

=n

j

aajRRR

ns

1

2

11

100=a

R

INICIAL

R

sCV

Posteriormente, en el momento de los anlisis, se realizan tresrepeticiones, obtenindose los siguientes datos:


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N Repeticinjip

A (ACTUAL)jap

A (ACTUAL)ja

R (ACTUAL)

1 315 428 364 226 0,866 022 74

2 317 226 360 182 0,880 738 07

3 314 629 366 438 0,858 614 55

aR 0,868 458 46R

s 0,011 261 08

ACTUALCV 1,296 675 09

Tabla 3: Datos y resultados al realizar las tres repeticiones

Se deber comprobar que:

INICIALACTUALCVCV 2

1,296 675 09 21,522 703 41

Como se cumple, se sigue con los dems pasos de la calibracin:

Para determinar la concentracin del analito en el MR, se parte de unMRC al que se le realiza una dilucin. La expresin y los datos atener en cuenta son:

F

I

MRapV

VCC =


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MATERIAL DE REFERENCIA

Concentracin Inicial (MRC) 1 000 mol/mol (certificado) Incertidumbre 10 mol/mol Factor de cobertura ( k) 2 Deriva: se considera incluida en la incertidumbre debido a la

indicacin del fabricante de que ha incluido factores deestabilidad.

DILUCINValor nominal

(ml)Clase (ml) Enrase (ml)

IV 1 0,005 0,01

FV 100 0,08 0,5

Tabla 4: Datos

Con los datos recogidos hasta el momento se completar la Tabla 1,indicada en el apartado 6.1.3. del presente procedimiento.Sustituyendo los trminos indicados por valores numricos seobtendr:

MAGNITUD ESTIMACININCERTI-DUMBRE

TPICA

COEFICIENTEDE

SENSIBILIDAD

CONTRIBUCINTPICA

R 0,868 458 46 0,006 501 59 10 0,065 015 9

MRC 1 000 5 0,008 684 58 0,043 422 92

ICV 1 0,002 886 75 8,684 584 57 0,025 070 24

LIE 0 0,005 773 5 8,684 584 57 0,050 140 47

FCV 100 0,046 188 02 0,086 845 85 0,004 011 24

LFE 0 0,288 675 13 0,086 845 85 0,025 070 24

Tabla 5: Resultados parciales


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Teniendo en cuenta que el factor de cobertura del MRC es k= 2, y loindicado en la nota del apartado 6.1.3., el factor de cobertura a utilizarpara el clculo de la incertidumbre expandida ser 2.

Por tanto, se obtienen los siguientes resultados de la calibracin delcromatgrafo de gases:

VALOR (A

F ) 8,68 mol/mol

INCERTIDUMBRE TPICA (aF

u ) 0,10 mol/mol

INCERTIDUMBRE EXPANDIDA (aF

U ) 0,20 mol/mol

Tabla 6: Resultados en (mol/mol)

La incertidumbre expandida de medida se ha obtenido multiplicandola incertidumbre tpica de medicin por el factor de cobertura k = 2que, para una distribucin normal, corresponde a una probabilidad decobertura de aproximadamente el 95 %. La incertidumbre tpica demedida se ha determinado conforme a las guas [2] y [4].

ANEXO II: EJEMPLO NUMRICO DE CALIBRACIN CON RECTADE CALIBRADO Y DETERMINACIN ANALTICA DE UNAMUESTRA

En este ejemplo se describe la calibracin de un cromatgrafo degases por recta de calibrado mediante el programa informticodescrito en [6], y la determinacin analtica de una muestra gaseosade monxido de carbono (CO) de concentracin nominal 5 000mol/mol en gas complementario nitrgeno (N2).

Los MR necesarios para la calibracin consisten en tres mezclasgaseosas certificadas de CO en N2 de composicin e incertidumbre,

para k = 1:


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MR 1: (4 014 0,26) mol/mol MR 2: (5 002 0,78) mol/mol MR 3: (6 058 0,36) mol/mol

Se analizan en la misma secuencia los tres MR y la muestra, segn elorden creciente de concentracin y con seis rplicas en cada caso.

La secuencia es precedida por una inyeccin de blanco (N2) y seconcluye con otra inyeccin de blanco con finalidad de limpieza.

Se procede al tratamiento de los datos obtenidos. Para ello en primerlugar se integran manualmente las reas de los cromatogramas y secalcula el promedio y en este caso, dos veces la desviacin tpica delas respuestas obtenidas para cada mezcla.

MR 1 Muestra MR 2 MR 3rea 1 6 148,359 9 7 307,550 3 7 649,422 4 9 270,223 6rea 2 6 145,585 0 7 306,697 2 7 644,031 3 9 270,520 5rea 3 6 144,831 5 7 308,637 7 7 648,957 0 9 276,229 5rea 4 6 147,733 9 7 304,364 8 7 645,865 2 9 271,098 6rea 5 6 149,690 4 7 303,803 2 7 645,983 9 9 271,577 2rea 6 6 147,926 8 7 303,269 0 7 649,902 8 9 275,358 4

A 6 147,354 6 7 305,720 4 7 647,360 4 9 272, 358 4

s2 3,626 1 4,412 4 4,773 1 5,215 0

Tabla 7: Tratamiento de datos y resultadosclculo del promedio

De acuerdo con [6], el nmero de MR utilizados permite ladeterminacin de una funcin de anlisis lineal, utilizando el mtodo deregresin recomendado en la Norma y obtenindose los siguientesparmetros con expresin de la incertidumbre, en su caso, para k = 2:

Ordenada en el origen: (-7,415 4 19,524 0)

Pendiente: (0,654 41 0,002 64)


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Covarianza entre la ordenada en el origen y la pendiente: -0,012 68

Suma de los residuos de las desviaciones cuadrticas: 3,279 3,indicador de un ajuste aceptable. La compatibilidad de la lnea deregresin con los datos de calibracin es aceptable y por tanto elmodelo de funcin lineal puede utilizarse para determinar el contenidode analito de la muestra:

CO (4 773,5 6,7) mol/mol para k = 2.


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PROCEDIMIENTO QU- 005 PARA LA CALIBRACIÓN DE EQUIPOS PARA CROMATOGRAFÍA DE GASES