DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA Y TECNOLOGÍA DE ...

1 DEPARTAMENTO DE QU MICA ANAL TICA Y TECNOLOG A DE ALIMENTOS. ANALISIS INSTRUMENTAl I. PRIMERA RELACI N DE PROBLEMAS. CALIBRACI N EN QU MICA ANAL TICA. En la determinaci n de una especie X por un m todo instrumental en el que la se al anal tica se define como P = kCx, se obtuvieron los siguientes datos de calibraci n: Concentraci n de X, ppm 0 2 6 10 14 18. Se al anal tica, P 0,031 0,173 0,422 0,702 0,956 1,248. a) Representa y calcula la ecuaci n de la curva de calibrado. b) Calcular la concentraci n molar de X en una muestra, si al medir la intensidad de la se al anal tica se obtiene un valor de P = 0,532. c) Sabiendo que la desviaci n est ndar absoluta del blanco es sb = , calcula el l mite de detecci n y de cuantificaci n del compuesto X usando ste m todo instrumental.

2 D) Define la sensibilidad del calibrado y calcula la sensibilidad anal tica del m todo propuesto. -1. Dato: Pm (X) = g mol -5. Soluci n: a) y = 0,0670x + ; b) M; c)LOD = y LOQ = ; d) y Se llev a cabo la determinaci n de un metal M en vinos mediante una t cnica ptica (absorci n at mica). Para ello, en cinco matraces aforados de 50 mL se pusieron 10 mL de vino y se le a adieron a cada uno de ellos 0, 5, 10, 15 y 20 mL de una disoluci n patr n de M conteniendo una concentraci n de 10 mg L -1 de dicho metal. Seguidamente, los matraces se enrasaron con agua desionizada y se midi la absorbancia de cada una de ellas obteniendo los siguientes valores: , , , , Realiza un esquema del experimento propuesto y explica brevemente que tipo de m todo de calibraci n se ha usado para la determinaci n del M.

3 Finalmente calcula la ecuaci n de la recta de regresi n y obt n la concentraci n del M en el vino (mg L -1). -1. Soluci n: mg L de M. Un acero de alto grado se analiz para ver su contenido en Mn, usando para su determinaci n Fe como est ndar interno. Se prepar una muestra est ndar que conten a Fe y 5 mg L -1 de Mn cuya lectura de intensidades absolutas fueron (2933 A) y (2932 A) respectivamente. Una muestra desconocida de acero se trat de la misma forma, es decir, se le a adi la misma concentraci n de Fe y se midieron las intensidades absolutas a las longitudes de onda correspondientes para cada metal obteni ndose valores de y para Fe y Mn respectivamente. Explica brevemente en qu consiste el m todo de calibraci n usando patr n interno y calcula la concentraci n de Mn en la muestra de acero desconocida.

4 -1. Soluci n: mg L de Mn Un analista industrial desea comparar el m todo del est ndar interno con el m todo de la adici n est ndar para el an lisis de K. Previamente decidi usar Li como elemento de referencia en el m todo del est ndar interno. A partir de los datos que se especifican a continuaci n calcular las concentraciones de K por ambos m todos. a) Est ndar interno a partir de los datos que se presentan en la siguiente tabla: K (ppm) Problema IK ILi b) Adici n est ndar: Se preparan muestras est ndar conteniendo 0, 1, 2, 5, 10, 20 y 50 ppm de K. Se mezcla una al cuota de 10 mL de cada una de las disoluciones anteriores con 10 mL del problema y se obtienen las siguientes intensidades: , , , , , , Soluci n: ppm; 6 ppm a) M todo del patr n interno: hay que calcular la relaci n de se ales para hacer la regresi n: K (ppm) Problema IK/ILi DEPARTAMENTO DE QU MICA ANAL TICA Y TECNOLOG A DE ALIMENTOS.

5 ANALISIS INSTRUMENTAl I. Tras las diluciones oportunas de una disoluci n patr n, se obtuvieron disoluciones de hierro cuyas concentraciones se muestran en la tabla mostrada a continuaci n. Posteriormente se obtuvo el complejo de hierro (II)-1,10-fenantrolina en al cuotas de mL de estas disoluciones, a continuaci n cada una de ellas se diluy hasta 50 mL. Se obtuvieron las siguientes absorbancias, a 510 nm. Concentraci n de Fe(II) en las Absorbancias, A. disoluciones originales, ppm (cubeta de cm). a) Construir una curva de calibrado a partir de estos datos. b) Por el m todo de los m nimos cuadrados, obtener una ecuaci n que relacione la absorbancia con la concentraci n de Fe(II). c) Calcular la desviaci n est ndar de la regresi n.

6 D) Calcular la desviaci n est ndar de la pendiente. e) El m todo desarrollado, antes expuesto, se aplic en la determinaci n rutinaria de hierro en al cuotas de mL de aguas naturales. Determinar la concentraci n (en ppm de Fe) de muestras que dieron los datos de absorbancia que siguen (en cubetas de cm). Estimar las desviaciones est ndar para las concentraciones calculadas. Repetir los c lculos considerando que los datos de absorbancia son la media de tres medidas: ) ) ) -2 -4. Soluci n: b) A= + ; c) sy/x= ; d) sb= ; ) cFe= ppm, sc= , sc= (media de 3), ). cFe= ppm, sc= , sc= (media de 3), ) cFe= ppm, sc= , sc= (media de 3). DEPARTAMENTO DE QU MICA ANAL TICA Y TECNOLOG A DE ALIMENTOS.

7 ANALISIS INSTRUMENTAl I. En la determinaci n de una especie X por un m todo instrumental en el que la se al anal tica se define como P = kCx, se obtuvieron los siguientes datos de calibraci n: Concentraci n de X, ppm 0 2 6 10 14 18. Se al anal tica, P 0,031 0,173 0,422 0,702 0,956 1,248. e) Representa y calcula la ecuaci n de la curva de calibrado. f) Calcular la concentraci n molar de X en una muestra, si al medir la intensidad de la se al anal tica se obtiene un valor de P = 0,532. g) Sabiendo que la desviaci n est ndar absoluta del blanco es sb = , calcula el l mite de detecci n y de cuantificaci n del compuesto X usando ste m todo instrumental. h) Define la sensibilidad del calibrado y calcula la sensibilidad anal tica del m todo propuesto.

8 -1. Dato: Pm (X) = g mol -5. Soluci n: a) y = 0,0670x + ; b) M; c)LOD = y LOQ = ; d) y a) Dado que la relaci n entre la se al anal tica y la concentraci n es, presumiblemente, proporcional, debemos ajustar los datos a una recta y = a + bx y comprobar que la ordenada en el origen no difiere significativamente de cero a un nivel de confianza que, anal ticamente, se establece en el 95%. (significaci n ). Ajustando por m nimos cuadrados tenemos: y = *10-2+ *10-2 x r2 = syx = *10-2. sb = *10-4. sa = *10-3. t(a=0) = tte rico (95%, 4) = Atendiendo a los valores del estad stico t, la ordenada en el origen no resulta despreciable a un nivel de confianza del 95% (significaci n ). Por tanto, tendremos en cuenta el valor de la ordenada en el origen a la hora de calcular la concentraci n del analito X en la muestra problema.

9 Para que fuese despreciable, tendr amos que elevar el nivel de confianza hasta el , donde t = +00. +00. +00. Se al anal tica +00. 0. 0. 0. 0. 0. 1. 1. 1. 1. 1. +0. +0. +0. +0. +0. +0. +0. +0. +0. +0. E. E. E. E. E. E. E. E. E. E. 00. 00. 00. 00. 00. 00. 20. 40. 60. 80. 0. 2. 4. 6. 8. 1. 1. 1. 1. 1. Concentraci n Datos originales Datos ajustados DEPARTAMENTO DE QU MICA ANAL TICA Y TECNOLOG A DE ALIMENTOS. ANALISIS INSTRUMENTAl I. b) Si la se al anal tica asciende a , la concentraci n resulta, por regresi n inversa, sustituyendo en la ecuaci n de la recta, x = ppm. y =? replicados y=? +00. x= +00. Sx= der %= +00. c) LOD y LOQ. 3sB 3 * x10 3. LOD ppm b x10 2. 10sB 10 * x10 3. LOQ 2. ppm b x10.

10 D) Sensibilidad del calibrado y sensibilidad anal tica: La sensibilidad del calibrado es el valor de la pendiente = La sensibilidad anal tica, , se define como el valor de la pendiente entre la desviaci n est ndar de las medidas: b b x10 2. n 1. x10 1. Ss ( yi y ) 2 x10. i 1. n 1. DEPARTAMENTO DE QU MICA ANAL TICA Y TECNOLOG A DE ALIMENTOS. ANALISIS INSTRUMENTAl I. Se llev a cabo la determinaci n de un metal M en vinos mediante una t cnica ptica (absorci n at mica). Para ello, en cinco matraces aforados de 50 mL se pusieron 10 mL de vino y se le a adieron a cada uno de ellos 0, 5, 10, 15 y 20 mL de una disoluci n patr n de M conteniendo una concentraci n de 10 mg L-1 de dicho metal.