Introduccion Horno Grafito
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HORNO GRAFITO
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Informe Nº 002 – 2013 / UNDAC / ING - MET
A : Ing.: PALACIOS ESPIRITU CAYO
Docente del curso de ANALISIS QUIMICO INSTRUMENTAL
DE : ESPINOZA LAVARADO KLEVER
BORJA BALDEON VICTOR
BONIFACIO GILIAN MIGUEL
CHAMORRO DAVILA BRINNER
FERNANDES MACURI DAVID
HINOSTROSA PABLO JHON
tengo grato dirigirme a usted, para informarle la siguiente trabajo
de investigación información colectada y suministrada en el presente trabajo podría ser de
utilidad en las posteriores prácticas del curso a seguir con el fin de tener una buena
preparación como alumnos cuyo realización se efectuó en GRUPO
3
INDICE
1.-introduccion........................................................................................................5
2.-objetivo................................................................................................................6
2.1.-objetivo general.-……………………………………………………………….…….6
2.2.-objetivos específicos………………………………………………………….……..6
3.-marco de referencia…………………………………………………………….…....7
3.1.-la última innovación del líder mundial en AA……………………………..……….7
3.2.-nuevas tecnologías asombrosas de la absorción atómica……………….……..7
3.3.-análisis mediante llama……………………………………………………..……….9
3.4.-análisis mediante horno de grafito………………………………………….…….10
3.5.-horno de plataforma de temperatura estabilizada (stpf)………………..…..11
4.-horno de grafito................................................................................................12
4.0.-atomización de llama vs horno de grafito………………………………….…….13
4.1.-APLICACIONES ANALÍTICAS……………………………………………………….…..13
4.2.-fortalezas………………………………………………………………………..…..14
4.3.-limitaciones……………………………………………………………………..…...14
4.4.-MODO DE FUNCIONAMIENTO……………………………………………………...…..15
4.5.-descripción general del horno de grafito…………………………………………16
4.6.-secuenciaparaeltratamientodelamuestra………………………………………...16
4.7.-la atomización en flama se caracteriza por:……………………………………..22
4.8.-en horno de grafito se tienen las siguientes características………………...…23
4.9.-la atomización en generador de hidruros se caracteriza por……………….....24
4
5.-interferencias....................................................................................................26
5.1.-interferenciasespectrales……………………………………………………..…...27
5.2.-interferencias no espectrales…………………………………………………..….28
5.3.-muestrador automático en horno de grafito…………………………………..…28
6.-técnica de generación de hidruros.-…………………………………………..…....28
6.6.-limitaciones de la técnica.-…………………………………………………...…....29
7.-ejemplo determinación de plomo en la sangre…………………………...…...30
1. objeto y campo de aplicación…………………………………………......…30
4. aparatos y material……………………………………………………………….32
5. toma de muestras……………………………………………………………………32
6. procedimiento de análisis…………………………………………….……….…..32
6.1. Limpieza de material……………………………………………………….…........33
6.2. Preparación de la muestra…………………………………………………..…….34
6.3. Preparación de patrones y curva de calibración…………………………..........35
6.4 determinación……………………………………………………………..…...........35
7. cálculos..............................................................................................................36
8. precisión……………………………………………………………………………....37
8.1. Coeficiente de variación……………………………………………………………37
8.2. Sesgo del método…………………………………………………………..…..…..38
8.3. Límite de detección………………………………………………………….…..…39
8.-glosario…………………………………………………………………………...…..41
9.-conclusiones y recomendaciones.-……………………………………….….....42
10.-bibliografia......................................................................................................43
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1.-INTRODUCCION
La tecnología de horno de grafito fue el resultado de la necesidad de contar con
una técnica que emplea a volúmenes mínimos de la muestra
El presente trabajo es la Espectrometría de absorción atómica de horno de grafito
(GFAAS) es también conocido como espectrometría de absorción atómica electro
térmica (ETAAS).La técnica se basa en el hecho de que los átomos absorben la
luz en las frecuencias o longitudes de onda característica del elemento de interés
(de ahí el nombre de la espectrometría de absorción atómica).
Dentro de ciertos límites, la cantidad de luz absorbida se puede correlacionar
linealmente con la concentración de analito. Los átomos de la mayoría de
elementos pueden ser producidos a partir de las muestras mediante la aplicación
de altas temperaturas. En GFAAS, las muestras se depositan en un tubo de
grafito pequeña, que puede ser calentado para vaporizar y atomizar el analito.
Con el fin de mantener los estándares de calidad, se realizó la validación de la
metodología la cual consistió en establecer los parámetros óptimos de operación
del espectrofotómetro de absorción atómica Shimadzu AA 7000 tales como
determinación de temperatura óptima para cada metal, parámetros de auto
muestre ador, condiciones de respetabilidad y parámetros ópticos; se prepararon
una serie de patrones, estándares y muestras de concentraciones conocidas, bajo
los lineamientos del Standard methods for the examination of water and
wastewater, a dichas soluciones se les realizaron siete ensayos durante siete días
diferentes; el grupo de muestras se analizó por duplicado.
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2.-OBJETIVO
2.1.-OBJETIVO GENERALES.-
Validar los métodos de Espectroscopia de absorción atómica con horno de
grafito, en las determinaciones de los metales Cadmio y Plomo en el agua
potable y otros casos como la detección del plomo en la sangre mediante
los hornos de grafito que en los trabajos realizados a dado mucha ayuda
para el desarrollo de la tecnología.
2.2.-OBJETIVOS ESPECÍFICOS.-
Establecer las condiciones instrumentales experimentales para los análisis
mediante ensayos previos con muestras patrón.
Obtener las soluciones patrón con los rangos de concentración definidos y
las muestras naturales y de referencia de acuerdo a la metodología
planteada por medio de la técnica de espectrofotometría de absorción
atómica con horno de grafito.
Determinar las variables del método tales como límite de detección, límite
de cuantificación y reproducibilidad para confirmar que el método de ensayo
tiene cualidades de desempeño acordes con lo que la aplicación requiere.
Documentar el procedimiento para la cuantificación de Cadmio y Plomo por
espectrofotometría de absorción atómica por horno de grafito.
Este método especifica el procedimiento a seguir y el equipo necesario para
la determinación de plomo (Nº CAS 7439-92-1) en sangre por
espectrofotometría de absorción atómica, en un intervalo de concentración
de 5 a 100 μg de Pb/100 ml de sangre (0,24 a 4,82 μmol/litro) aplicable al
seguimiento de poblaciones laborales potencialmente expuestas a plomo
metálico y sus compuestos iónicos.
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3.-MARCO DE REFERENCIA.- 3.1.-LA ÚLTIMA INNOVACIÓN DEL LÍDER MUNDIAL EN AA. PerkinElmer, como líder reconocido de la Absorción Atómica, posee un amplio
historial de innovación de productos, y mayor la base instalada de instrumentación
de todo el mundo. Ahora el rendimiento de la AA está alcanzando nuevas cotas
gracias a la revolucionaria serie PinAAcle. Con un diseño que incorpora diversos
avances tecnológicos muy interesantes, la gama PinAAcle ofrece múltiples
configuraciones y capacidades que permiten conseguir el nivel de rendimiento que
necesita:
Diseños sólo de llama, sólo de horno o apilados que incluyen los dos modos para
ahorrar espacio.
Funciones de llama, horno, inyección de flujo, horno FIAS y
mercurio/hidruro en un único instrumento.
Escoja corrección de fondo Zeeman longitudinal o de deuterio.
Software WinLab32™ probado que ofrece facilidad de uso y una
excepcional flexibilidad. Independientemente del modelo que elija,
descubrirá un sistema intuitivo y de alta eficiencia, capaz de simplificar el
recorrido desde la muestra hasta los resultados, incluso con las matrices
más difíciles.
Obtenga un rendimiento máximo y una productividad sin igual. Pásese a la serie
PinAAcle de PerkinElmer.
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3.2.-NUEVAS TECNOLOGÍAS ASOMBROSAS DE LA ABSORCIÓN
ATÓMICA.
Tanto si necesita las funciones de llama o el rendimiento mejorado del horno,
encontrará la solución idónea para sus necesidades en los espectrómetros
PinAAcle.
La tecnología de vanguardia de fibra óptica crea un sistema óptico totalmente
integrado que aumenta el rendimiento óptico para obtener los mejores límites de
detección. Este camino óptico de nuevo diseño no sólo utiliza el 100% del haz,
sino que también permite al instrumento tener el tamaño más reducido de todos
los sistemas de AA de horno de llama/grafito combinados del mercado.
El tamaño compacto del PinAAcle también es consecuencia de su exclusivo
diseño apilado. En los modelos de horno/llama de modo dual, se coloca un
conjunto de quemador de titanio sólido sobre el horno de grafito, y se puede retirar
(y volver a colocar) rápida y fácilmente para cambiar la técnica analítica.
Cada instrumento también incluye un compartimento versátil de 8 lámparas
compatible con las lámparas de cátodo hueco (HLC) Luminay las lámparas de
descarga sin electrodo (EDL) patentadas PerkinElmer. Estas últimas ofrecen una
mayor sensibilidad y vida útil. El compartimento flexible permite:
Configuración automática (con precalentamiento de la lámpara) para
permitir una mayor productividad.
Supervisión continuada del uso de la lámpara para ofrecer un rendimiento
constante y unos resultados fiables.
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3.3.-ANÁLISIS MEDIANTE LLAMA.-
El modo de llama del PinAAcle presenta un diseño de doble haz verdadero para
una rápida puesta en marcha y una estabilidad a largo plazo excepcional sin
recalibración. La corrección de fondo de deuterio garantiza la máxima sensibilidad
y precisión en un amplio rango de longitud de onda, y el asistente de alineación
del quemador ajusta automáticamente la posición del quemador, vertical y
horizontalmente. El software WinLab32 también incluye un asistente de
optimización del flujo de gas para la medición de elementos específicos con la
máxima sensibilidad. La aplicación del instrumento resulta más flexible gracias a
varias opciones de nebulizador, disponibles en modelos de acero inoxidable o de
alta sensibilidad y resistentes a la corrosión.
IMAGEN 1
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3.4.-ANÁLISIS MEDIANTE HORNO DE GRAFITO
Cambiar a modo de horno en el PinAAcle es tan fácil como retirar el conjunto de
quemador para así poder acceder al horno. El instrumento, que se puede
configurar con corrección de fondo Zeeman longitudinal o de deuterio, permite
elegir la técnica que más se ajusta a sus análisis concretos. También le permite
analizar desde las matrices de muestras más sencillas hasta las más complejas en
el mismo sistema sin comprometer el rendimiento ni la sensibilidad.
El diseño de la corrección Zeeman longitudinal patentado de PerkinElmer:
Permite el calentamiento transversal del tubo de grafito, reduciendo
drásticamente los efectos de matriz.
Proporciona el doble de transmisión óptica que otros sistemas Zeeman.
Permite alcanzar los mejores límites de detección posibles.
IMAGEN 2
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3.5.-HORNO DE PLATAFORMA DE TEMPERATURA
ESTABILIZADA (STPF)
Sólo los sistemas de horno de grafito PerkinElmer utilizan la técnica STPF y
garantizan la máxima precisión y exactitud así como los mejores límites de
detección. La técnica STPF implica:
Plataforma integrada
Modificadores de matriz
Máxima potencia de calefacción
Parada de flujo de gas interno durante la atomización
Corrección del desplazamiento de la línea de base
Rápido procesamiento de datos mediante el área de picos
Corrección de fondo
Más de 15.000 usuarios de hornos de grafito PerkinElmerya utilizan la técnica
STPF.
IMAGEN 3
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4.-HORNO DE GRAFITO.-
La tecnología de horno de grafito fue el resultado de la necesidad de contar con
una técnica que emplea a volúmenes mínimos de la muestra.
El espectrómetro de absorción atómica con cámara de grafito (GFAAS) permite
trabajar con muestras de volumen muy reducido (inferior a 100 μL) o directamente
sobre muestras orgánicas líquidas.
Habitualmente se analizan muestras de material biológico de origen clínico
(sangre, suero, orina, biopsiashepáticas, etc.).
Por su elevada sensibilidad (nivel es de ppb), la técnica se aplica en la detección
de metales en productos de alta pureza, como por ejemplo fármacos, alimentos
(peces y carne) y productos industriales, y también en aguas de bebida y de
acuíferos (determinación de la presencia de Cu, Cd, Pb, As, Hg, etc.)
Un horno de grafito ideal debe cumplir los siguientes requisitos:
Una temperatura constante en el tiempo y el espacio durante el intervalo en
que los átomos libres se producen
La formación de átomos cuantitativos independientemente de la
composición de la muestra
Control por separado de la volatilización y procesos de atomización
Alta sensibilidad y buena límites de detección; un mínimo de interferencias
espectrales
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ATOMIZACIÓN DE LLAMA VS HORNO DE GRAFITO
4.1.-APLICACIONES ANALÍTICAS.-
Clínicos y biológicos : sangre, orina, líquido sinovial Las muestras ambientales : aguas naturales, sedimentos, materiales
vegetales Materiales industriales: aceros, productos derivados del petróleo
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4.2.-FORTALEZAS Muy buena detección de pequeños tamaños de la muestra
Precio Moderado
Instrumento muy compacto
Pocas interferencias espectrales
4.3.-LIMITACIONES tiempo de análisis más lento
Interferencias Químicas
Limitaciones Elemento
1-6 elementos por determinación
Rango dinámico Limitado
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4.4.-MODO DE FUNCIONAMIENTO
La mayoría de GFAAS disponibles en la actualidad están totalmente
controlados desde un equipo personal que tiene un software compatible con
Windows. Muestras acuosas debe ser acidificada (normalmente con ácido
nítrico, HNO 3)
a un pH de 2,0 o menos. La decoloración en una muestra
puede indicar que los metales están presentes en la muestra Por ejemplo, un
color verdoso puede indicar un alto contenido de níquel, o un color azulado
puede indicar un alto contenido de cobre. Una buena regla a seguir es analizar
clara (relativamente diluida) las primeras muestras, a continuación, analizar de
color (relativamente concentrada) muestras.
IMAGEN 4
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4.5.-DESCRIPCIÓN GENERAL DEL HORNO DE GRAFITO. Consiste en un cuerpo de acero con ciertos sensores eléctricos y que acomoda en
su parte central una cavidad para que sea colocado un tubo de grafito.
IMAGEN 5
Este tubo de grafito consiste en un tubo cilíndrico hueco de aproximadamente 4cm
de altura y 1cm de diámetro, con un orificio en el centro para poder inyectar la
muestra liquida que se desea analizar.
A través del cuerpo del horno de grafito, fluye agua para enfriamiento del sistema
cuando así requiera, además de un gas inerte (Argón o Nitrógeno) que sirve como
gas de protección del sistema.
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IMAGEN 6
El gas inerte fluye exteriormente al tubo de grafito para evitar la oxidación provocada a altas temperaturas; e interiormente para desalojar los componentes volátiles que se produzcan. El calentamiento del horno y del tubo se hace por medio de una fuente de poder eléctrica controlada por un microprocesador. El microprocesador abre y cierra el gas inerte, sube la temperatura indicada, sostienen la temperatura el tiempo deseado, abre el flujo de agua para enfriamiento del horno después de la secuencia del programa completo, etc.
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4.6.-SECUENCIAPARAELTRATAMIENTODELAMUESTRA.- Independientemente del modelo que elija, descubrirá un sistema intuitivo y de alta
eficiencia, capaz de simplificar el recorrido desde la muestra hasta los resultados,
incluso con las matrices más difíciles.
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LECTURA DE LA SEÑAL La señal generada es muy rápida y debe ser procesada de tal forma.
Los recientes avances en computación y electrónica han permitido que sea posible
medir y tener una lectura en una pantalla de: Absorbancia (altura del pico),
Absorbancia Segundos (área del pico) o concentración.
Gracias a la rapidez del instrumento no hay distorsión de la señal.
PROCESO DESCRIPCION TEMPERATURA
Evaporación del solvente
Evaporar el solvente por medio de la rampa de calentamiento, evitando que arrastre consigo partículas del analito.
La muestra se calienta a una velocidad de 10°C/seg, hasta 120°C. La temperatura es superior a la de ebullición del agua para asegurar que todo el solvente se desprenda de la muestra a atomizar.
Calcinación de la muestra
Eliminar los componentes orgánicos volátiles que la muestra puede contener.
Una vez alcanzada la temperatura de 600°C se sostiene durante 10 seg para asegurar la perdida de todos los volátiles.
Atomización Una vez que se separa el solvente y los volátiles orgánicos se produce la atomización de los componentes residuales de la muestra.
Se eleva la temperatura utilizando el máximo de potencia del equipo para alcanzar la temperatura de atomización en el menor tiempo posible. (2200°C)
Limpieza del tubo
Calcinar y volatilizar el residuo de material que puede existir en la muestra analizada.
Se incrementa unos 100°C la temperatura (2400°C).
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IMAGEN 6
TUBOS DE GRAFITO
Nuestro exclusivo grafito de alta densidad usado como materia base garantiza una
calidad y una reproducibilidad sin precedentes.
Tanto los tubos THGA como los HGA incluyen plataformas integradas para un
rendimiento analítico excepcional, y cuentan con un revestimiento pirolítico
completo que prolonga su vida útil.
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IMAGEN 7
IMAGEN 8
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4.7.-LA ATOMIZACIÓN EN FLAMA SE CARACTERIZA POR:
Gran parte de la muestra es desechada
La velocidad de formación de átomos a partir de una solución o rocío de
partículas no es muy eficiente
El tiempo de residencia de los átomos en la flama es mínimo
Se requiere de volúmenes de muestra relativamente grandes
La población de átomos en la flama es baja comparada con la que se
produce en una atomización sin flama
Los límites de detección son del orden de ppm
4.8.-EN HORNO DE GRAFITO SE TIENEN LAS SIGUIENTES
CARACTERÍSTICAS:
Se requiere de cantidades mínimas de muestra
La formación de átomos ocurre en segundos y la señal es instantánea pero
muy intensa lo que permite mayor sensibilidad.
Los límites de detección son de ppb
Se pueden cuantificar elementos que por EAA en flama son problemáticos
por ejemplo los que forman óxidos refractarios.
Las interferencias por señal de fondo son más evidentes por lo que siempre
es necesario contar con un corrector de fondo
4.9.-LA ATOMIZACIÓN EN GENERADOR DE HIDRUROS SE
CARACTERIZA POR:
La formación de átomos ocurre en segundos y la señal es instantánea pero
muy intensa lo que permite mayor sensibilidad.
Se requiere de volúmenes de muestra relativamente grandes
Los límites de detección son del orden de ppb y hasta de ppt
Se limita a elementos que forman átomos al agregar un reductor poderoso
(mercurio, técnica de vapor en frío), o a los que forman hidruros volátiles
que se descomponen fácilmente a la temperatura de la flama.
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5.-INTERFERENCIAS
A) FISICAS.- Sales, ácidos, sustancias orgánicas cambios en el transporte, temperatura, etc.
(mismas propiedades físicas en muestra y patrones)
B) QUIMICAS
Aniones que puedan formar sales refractarias con el analito
Formación de óxidos, hidróxidos, etctérmicamente estables QUÍMICAS
5.1.-INTERFERENCIASESPECTRALES:
Se deben al aislamiento incompleto de la línea emitida o absorbida por el
elemento a analizar.
Las principales interferencias o curren por:
Absorción de radiación por traslapa miento de las líneas atómicas o moleculares
emitidas por elementos y sustancias que se encuentran en la matriz, con la línea
absorbida o emitida por el elemento a analizar.
Dispersión de radiación emitida por la fuente, por partículas sólidas no volátiles
formadas por efectos de la matriz.
La superposición de líneas de resonancia
Al: 308.215 nmV: 308.211 nm
Banda de absorción de anchas
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5.2.-INTERFERENCIAS NO ESPECTRALES: Toda señal ajena a la señal del analito y que no tiene como causas la distorsión en
la línea absorbida o emitida.
La EAA en horno de grafito y generador de hidruros es esencial para determinación de metales a nivel de trazas en: lácteos, frutas y vegetales, aguas potables y residuales, en geoquímica, en metalurgia, etc.
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5.3.-MUESTRADOR AUTOMÁTICO EN HORNO DE GRAFITO Cuando no se tiene el muestreados automático, existe la posibilidad de pérdida
de reproducibilidad en los resultados cuando la técnica de inyección de la muestra
del analito en el tubo de grafito no se hace con cuidado y la reproducibilidad
requerida. Los avances en robótica y microprocesadores han creado sistemas de
automuestradores, que se programan de forma automática y repetitiva. Se utiliza
un carrusel de 50 o 100 muestras y después, al término de las muestras, se
cambia el carrusel si es necesario. Además, en el carrusel se puede cambiar la
lámpara y los parámetros del instrumento para analizar la misma muestra por otro
elemento diferente.
6.-TÉCNICA DE GENERACIÓN DE HIDRUROS.- Hay algunos elementos que son difíciles de volatilizar con una llama o con un
horno. Para estos elementos se utiliza la técnica de generación de vapor, ya sea
formado el hidruro metálico del elemento (As, Bi, Sb, Sn, Se y Te) o directamente
vapores como en el caso del Hg.
IMAGEN 9
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Esta técnica es 5 o 10 veces más sensible comparada con el horno de grafito,
para elementos como Arsénico, Bismuto, Selenio, Teluro y Estaño.
Es posible aislar completamente el elemento o el hidruro del elemento de las
sustancias que acompañan la muestra. Esto tiene como consecuencia que casi no
se tengan interferencias por efecto de matriz.
Se considera la más reciente de las técnicas de Espectrometría Óptica Atómica.
Su uso no ha sido tan difundido, debido fundamentalmente a que es aplicable a
pocos elementos, su sensibilidad es equivalente a otras técnicas atómicas o, de
ser mayor, su reproducibilidad no es satisfactoria. Por ello, existen pocas
compañías que comercializan estos instrumentos
6.1.-COMPARACIÓN EN LOS LIMITES DE DETECCIÓN ENTRE LAS TÉCNICAS DE HORNO DE GRAFITO Y GENERACIÓN DE
HIDRUROS
Volumen de muestra:
Horno de Grafito = 100 μL y Generador de Hidruros = 50 mL.
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Se tiene un recipiente cónico en el fondo, donde se coloca la muestra a analizar.
El fondo cónico tiene la finalidad de producir una agitación más intensa y
homogénea, y el volumen de muestra es de 10 a 50 mL.
IMAGEN 10
Con la muestra se agrega HCl 1M para favorecer las condiciones reductoras y es
posible agregar unas gotas de Permanganato de Potasio 1M, el cual le da un tinte
rosa a la solución de muestra y al ocurrir la reducción completa la solución se dé
colorar por completo, lo cual garantiza la reducción a los hidruros
correspondientes.
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6.6.-LIMITACIONES DE LA TÉCNICA.-
Está restringida a la cuantificación de elementos que formen hidruros volátiles a
temperatura ambiente o que se reduzcan al estado elemental en condiciones
apropiadas.
La cantidad de átomos que se pueden formar es mucho más en Generador de
Hidruros, lo que indica que tiene menores límites de detección que los
correspondientes al Horno de Grafito.
No tiene interferencias por señal de fondo, pues el analito se aísla de la matriz por
volatilización.
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7.-EJEMPLO DETERMINACIÓN DE PLOMO EN LA SANGRE
2. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Este método especifica el procedimiento a seguir y el equipo necesario para la
determinación de plomo (Nº CAS 7439-92-1) en sangre por espectrofotometría de
absorción atómica, en un intervalo de concentración de 5 a 100 μg de Pb/100 ml
de sangre (0,24 a 4,82 μmol/litro) aplicable al seguimiento de poblaciones
laborales potencialmente expuestas a plomo metálico y sus compuestos iónicos.
La interferencia espectral provocada por la absorción inespecífica, que tiene lugar
a la longitud de onda de trabajo, hace necesario el uso de un sistema corrector de
la radiación de fondo.
3. FUNDAMENTO DEL MÉTODO.-
Las muestras de sangre se recogen en tubos de polietileno conteniendo EDTA-K2
(sal dipotásica del ácido etilendiaminotetracético) como anticoagulante.
La sangre se diluye con un tensoactivo para facilitar su hemólisis. La cuantificación
del plomo presente se efectúa por espectrofotometría de absorción atómica a
283,3 nm, utilizando cámara de grafito con plataforma de L'vov y modificación de
matriz (9.1), frente a una curva de patrones acuosos.
4. REACTIVOS
Durante el análisis, se utilizarán únicamente reactivos "para análisis".
4.1. AGUA DESTILADA O DESIONIZADA
El agua será de grado 2 de pureza como mínimo, de acuerdo con ISO 3696
(9.6).
El contenido en plomo será menor de 0,01 μg/ml.
3.2. octil-fenoxi-polietoxietanol (tritón x-100) 3.3. Dihidrógeno fosfato (v) de amonio (nh4) h2po4 3.4. Pirrolidinditiocarbamato de amonio (apdc) 3.5. Triclorometano (cloroformo).
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Precaución. Sustancia nociva. Frases (r): 20, frases (s): 2-24/25. Real decreto 2216/1985 (9.5). (2)
3.6. NITRATO DE PLOMO (II) PRECAUCIÓN. SUSTANCIA NOCIVA. Frases (R) 20/22-23; Frases (S): 13-20/21.
Real Decreto 2216/1985 (9.5). (2)
3.7. DISOLUCIÓN DE PIRROLIDINDITIOCARBAMATO DE AMONIO DE 10 G/I Se pesa 1 g de APDC (3.4) y se disuelve en agua (3.1) completando hasta 100 ml.
3.8. DISOLUCIÓN DE TRITÓN X-100 AL 0,1% (V/V) Se depositan 0,5 ml de Tritón X-100 (3.2) en un matraz aforado de 500 ml y se
completa este volumen con agua (3.1)
3.9. DISOLUCIÓN PATRÓN DE PLOMO DE 1 000 ΜG/ML. Se seca nitrato de plomo (II) a 120°C durante 4 horas y se deja enfriar en
desecador. Se pesan 1,598 g y se disuelven en ácido nítrico a 1% (V/V) hasta
completar 1 litro de disolución.
3.10. MODIFICADOR DE MATRIZ Se disuelven 5 g de di hidrógeno fosfato (V) de amonio (3.4) en la disolución de
Tritón X-100 al 0,1% (V/V) (véase 3.8) hasta completar 500 ml (9.1).
Se vierte esta disolución en un embudo de decantación de 1 litro de capacidad, se
añade 1 ml de la disolución de APDC de 10 g/l (3.7) y se agita vigorosamente. Se
añaden 20 ml de cloroformo y se agita de nuevo para extraer las trazas metálicas
que pueda aportar el di hidrógeno fosfato (V) de amonio. Se deja decantar y se
elimina la fase orgánica. Esta operación ha de repetirse las veces que sean
necesarias para eliminar las trazas de plomo (generalmente 2 o 3).
La disolución así preparada se conservará en botella de vidrio o polipropileno para
su posterior utilización.
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4. APARATOS Y MATERIAL
4.1. TUBOS DE POLIETILENO
Tubos de polietileno de 5 ml, exentos de plomo, conteniendo EDTA-K2 (sal
dipotásica de árido etilendiaminotetracético) como anticoagulante.
4.2. CUBILETES DESECHABLES DE POLIESTIRENO
Cubiletes desechables de poli estireno, de fondo cónico, de 2 ml de capacidad.
4.3. TUBOS DE GRAFITO PIROLIZADOS
Tubos de grafito pirolizados, de 28 mm de longitud y 6 mm de diámetro interno,
con plataforma de L'vov (9.1 y 9.2).
4.4. AGITADOR HOMOGENEIZADOR
Agitador homogeneizador para las muestras de sangre.
4.5. PIPETAS AUTOMÁTICAS Y DOSIFICADORES
Pipetas automáticas y dosificadores que cumplan los requisitos recogidos en ISO
8655 (9.7).
4.6. MATERIAL DE VIDRIO
Material de vidrio. De boro silicato 3.3 de acuerdo con ISO 3585 (9.8).
4.7. CÁMARA DE GRAFITO
Cámara de grafito capaz de satisfacer el programa de análisis propuesto en 6.4.2.
4.8. ESPECTROFOTÓMETRO DE ABSORCIÓN ATÓMICA
Espectrofotómetro de absorción atómica equipado con lámpara de plomo y
corrector de absorción inespecífica.
5. TOMA DE MUESTRAS
La muestra de sangre venosa extraída con jeringa de polietileno o poliestireno se
recoge en tubos de polietileno de 5 ml conteniendo EDTA-K2 como
anticoagulante, mezclándola cuidadosamente.
Las muestras se conservarán a 4 °C hasta el momento del análisis (véase Tabla 1
del Anexo A).
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6. PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS
6.1. LIMPIEZA DE MATERIAL
6.1.1. Todo el material de vidrio utilizado en el análisis después de su lavado con
un detergente, debe mantenerse sumergido varios minutos en ácido nítrico al 50%
(V/V) y ser después cuidadosamente enjuagado con agua (3.1).
6.1.2. Los tubos de grafitos nuevos y los usados, tras un período fuera de uso,
deben acondicionarse siguiendo las recomendaciones del fabricante.
6.1.3. Las ventanas de cuarzo de la cámara de grafito deben limpiarse
periódicamente para eliminar las salpicaduras que sobre ellas se depositan.
6.1.4 Los conos de plástico para los micros pipetas y los cubiletes de poliestireno
deben mantenerse en sus bolsas de origen hasta el momento de su uso, para
evitar cualquier contaminación.
6.2. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
6.2.1. La sangre se homogeneiza perfectamente en un agitador (4.4) una vez
alcanzada la temperatura ambiente.
6.2.2. Se. Pipetean 600 μl del modificador de matriz preparado según 3.10, en un
cubilete de fondo cónico (4.2).
6.2.3. Se añaden 50 μl de sangre con pipeta automática y con el mismo cono de
plástico utilizado se remueve el contenido del cubilete hasta conseguir una
completa homogeneización. La muestra así preparada está lista para su
introducción directa en el horno de grafito.
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6.3. PREPARACIÓN DE PATRONES Y CURVA DE CALIBRACIÓN
6.3.1. Disoluciones de trabajo. A partir de la disolución patrón de plomo de 1.000
μg/ml (3.9) y con las diluciones pertinentes se preparan las disoluciones de trabajo
de 0,2; 0,4; y 0,8 μl de Pb por ml de agua (3.1)
6.3.2. Se pipetean 600 μl de modificador de matriz (3.10) en los cubiletes de fondo
cónico (4.2) en los cuales se van a preparar los patrones.
6.3.3. Se añaden 50 μl de cada una de las disoluciones de trabajo preparadas
según 6.3.1 a los cubiletes que contienen modificador de matriz (6.3.2) y se agita
el contenido del cubilete tal como se indicó para las muestras.
6.3.4. Blanco de reactivos. Corresponde a la adición de 50 μl de agua destilada
(3.1) a 600 μl de modificador de matriz. Su lectura se restará de la obtenida para
patrones y muestras antes de construir la curva de calibración.
6.3.5. Curva de calibración. De las lecturas, en área de pico, obtenidas para los
patrones preparados según 6.3.2 y que corresponderán finalmente a
concentraciones de 0,2; 0,4; y 0,8 μl Pb/ml de sangre, se resta la lectura, en área
de pico también, obtenida para el blanco de reactivos definido según 6.3.4.
Se representan los valores corregidos de área de pico frente a sus
correspondientes concentraciones, obteniéndose así la curva área de pico-
concentración.
Las concentraciones propuestas para los patrones son orientativas. Los patrones
deben cubrir el intervalo de concentración de las muestras a analizar y a su vez
encontrarse dentro de la región lineal de la gráfica de calibración.
34
6.4 DETERMINACIÓN
NOTA - MEDIDA DE SEGURIDAD
No debe mirarse directamente al tubo de grafito durante el proceso de atomización
para evitar posibles lesiones oculares debidas a radiación.
6.4.1 Se introducen 10 μl de patrones y muestras, preparados como se indicó en
6.2 y 6.3, en el horno de grafito con una pipeta automática o bien con un
introductor automático si se dispone de él.
6.4.2 El análisis se efectuará con un programa de temperaturas y tiempos (9.4) lo
más similar posible al siguiente
ETAPA TEMP(°C) RAMPA(s) ISOTERMA(s) ESPECIFICACIONES
1 110 10 10 secado
2 200 10 10 secado
3 800 10 10 mineralización
4 850 5 5 mineralización
5 1700 0 3 (int. flujo) atomización
6 2600 1 3 limpieza
7 20 1 4 recuperación
35
6.4.3. Se mide el área del pico registrado, durante la etapa de atomización, a
283,3 nm. Es imprescindible utilizar corrección de la absorción no específica. Las
determinaciones de muestras y patrones deben efectuarse al menos por
duplicado.
6.4.4. El elevado número de variables que intervienen en la determinación y la
dificultad en controlarlas todas ellas de forma precisa y continua, hace necesaria la
introducción de muestras de sangre de concentración conocida entre las muestras
reales.
6.4.5. Es importante en orden a obtener unos resultados reproducibles,
asegurarse del buen estado de conservación de los contactores de grafito
(cilindros), limpiándolos periódicamente de acuerdo con las instrucciones del
fabricante y cambiándolos cuando su grado de deterioro así lo aconseje.
7. CÁLCULOS
7.1. DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE PLOMO EN
LA CURVA DE CALIBRACIÓN.
La concentración de plomo en sangre de cada muestra, expresada en
microgramos por mililitro, se determina directamente por interpolación de la lectura
obtenida, restado el blanco 6.3.4, en la curva de calibración.
7.2. DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE PLOMO
PRESENTE EN LA MUESTRA.
Los resultados, expresados en microgramos de plomo por cien mililitros de sangre,
se obtienen mediante la siguiente expresión:
C = c x 100
36
Donde
C es la concentración de Pb en μg/100 ml de sangreC es la concentración de Pb
en μl/ml leída en la curva de calibración.
NOTA.- Si el resultado quiere expresarse en micro moles por litro de sangre
μmol/l se divide el resultado calculado en μg Pb/100 ml entre 20,72.
8. PRECISIÓN
8.1. COEFICIENTE DE VARIACIÓN
El coeficiente de variación del método calculado a partir de los datos
intralaboratorio resultó ser inferior al 3% en el intervalo de concentraciones
ensayado (véase Tabla 2 del Anexo A).
La repetibilidad (r) y la reproducibilidad (R) han sido evaluadas según la Norma
ISO 5725 por medio de una prueba interlaboratorios cuyos resultados se recogen
en la Tabla 3 del Anexo A. Los valores de r y R obtenidos en el intervalo de
concentraciones ensayado son los siguientes:
Concentración
μg Pb/100ml
Repetividad Reproducibilidad
Absoluta relativa absoluta relativa
32,32 1,77 5,49 7,93 24,54
58,12 2,92 5,02 8,98 15,45
77,86 4,30 5,53 13,40 17,21
37
La relación funcional encontrada entre r y R con la concentración c se ajusta al
modelo r(R)= a + bx. La Figura 1 muestra la representación gráfica de las
relaciones funcionales encontradas.
La diferencia entre dos resultados analíticos obtenidos en condiciones de
repetibilidad (ó reproducibilidad) no deberá exceder, con una probabilidad del
95%, los valores de r y R obtenidos en las relaciones funcionales establecidas,
para cada concentración.
FIGURA 1
38
8.2. SESGO DEL MÉTODO
El sesgo del método, evaluado mediante la utilización de Materiales de Referencia
Certificados del B.C.R. (Oficina de Referencia de la Comunidad Europea) resultó
ser no significativo (p < 0,05) en todo el intervalo de concentraciones ensayado. La
Tabla 2 del Anexo A muestra los resultados de esta prueba.
8.3. LÍMITE DE DETECCIÓN
El límite de detección calculado para el método, utilizando una muestra real de
concentración próxima al blanco, de acuerdo con la definición de la I.U.P.A.C. es
de 1,5 μg Pb/100 ml de sangre (n=8; K=3) (9.9 y 9.10).
El intervalo de aplicación del método está comprendido entre 5 (K=10) y 100 μg
Pb/100 ml de sangre.
GLOSARIO
Analito: sustancia contenida en la muestra sometida a análisis.
Blanco: es un sistema físico que no contiene muestra real y por consiguiente no
debería contener el analito de interés, pero que debe contener todos los reactivos
que se utilizan en el método de análisis, y ser sometida a las mismas condiciones
y al mismo procedimiento que las muestras reales y los estándares. En lugar de
muestra, el volumen faltante se completara con agua grado reactivo que deberá
tener la calidad recomendada por el método respectivo.
39
Calibración: Conjunto de operaciones que establecen, bajo condiciones
específicas, la relación entre valores indicados por un instrumento o valores
representados por una medida material y el correspondiente valor conocido como
una medida.
Curva de calibración: Representación gráfica de la señal de medición como una
función de la cantidad de analito
Estandarización: Es un método analítico riguroso que dependiendo de la técnica
analítica a la que pertenezca el método, la matriz el analito, la cantidad de
parámetros de estandarización, y de la logística empleada para su desarrollo,
puede requerir de un tiempo más o menos considerable.
Exactitud: Es la proximidad de concordancia entre un resultado medido y el valor
de referencia aceptado.
Matriz de la muestra: Conjunto de todas aquellas especies químicas que
acompañan al analito en la muestra.
Medición: Conjunto de operaciones que tienen por objeto determinar un valor de
una magnitud.
Método de medición: Secuencia lógica de operaciones, descritas genéricamente,
utilizada en el desarrollo de las mediciones.
Muestra: Se refiere a cada sistema físico que sea sometido al procedimiento de
análisis siguiendo el método que se está estandarizando, ya sea un blanco, un
estándar, una muestra adicionada, o una muestra real propiamente dicha. [4]
Linealidad: define la habilidad del método para obtener resultados de la prueba
proporcionales a la concentración del analito.
40
Parámetros de estandarización: Son los resultados finales del proceso,
expresados en forma clara y de acuerdo con las convenciones que se utilicen por
la literatura especializada en el tema.
Patrones: Los patrones, mejor las sustancias químicas patrón son especies
químicas fáciles de obtener y purificar, y en particular estables en condiciones
adecuadas de almacenamiento. Los patrones primarios son un grupo de
sustancias utilizadas como referencia para diferentes análisis, de los cuales existe
información general.
Procedimiento de medición: Conjunto de operaciones, descritas
específicamente, para realizar mediciones de acuerdo a un método determinado.
Protocolo: Es la descripción especifica de un método, las instrucciones detalladas
deben seguirse, sin excepción, si se quiere que los resultados analíticos sean
aceptados para un propósito dado, como un análisis.
Recuperación: Es la fracción del analito adicionada a una muestra de prueba
previa al análisis que es determinada efectivamente por el método.
Selectividad: Capacidad de un método para determinar exactamente y
específicamente el analito de interés en presencia de otros componentes en una
matriz de muestra bajo las condiciones de prueba establecidas.
Sensibilidad: El cambio en la repuesta de un instrumento de medición dividido
por el correspondiente cambio del estimulo
41
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.-
Esta técnica es muy útil, ya que permite utilizar pequeñas cantidades de la
muestra para la determinación de trazas de elementos en diferentes tipos
de sustancias como en los alimentos, orina, aguas y petróleos. Además
tiene bajo costo y tiene pocas interferencias espectrales a la hora del
análisis.
Se determinaron las condiciones instrumentales experimentales óptimas
para la metodología para la determinación de plomo en la sangre por
espectroscopia de absorción atómica con horno de grafito.
Se validó la metodología para la determinación de Plomo en la sangre
empleando la técnica de espectroscopia de absorción atómica con horno de
grafito, donde se realizó la medición por duplicado de estándares y
muestras con matriz de agua tratada, durante siete días seguidos; con los
resultados de éstos se demostró que el método es efectivo para la análisis
de Plomo.
Las soluciones patrón, las soluciones estándares y la solución blanco de
reactivos, se deben preparar a partir de una misma solución madre y
emplear la misma agua des ionizada para el aforo de las soluciones con el
fin de evitar interferencias en la lectura.
La limpieza periódica y mantenimiento al sistema de inyección es
importante, por lo tanto se debe realizar ya que el mal estado de éste puede
provocar fugas o errores al aspirar el volumen de muestra.
Se recomienda utilizar inyección directa de la muestra y el modificador de
matriz por el automestreador en lugar de permitir que el equipo los mezcle
para su posterior inyección al horno.
42
BIBLIOGRAFIA
Asociación Española de Farmacéuticos de la Industria. Validación de
Métodos Analíticos. –Monografía. Comisión de normas de buena
fabricación y control de calidad. 2001
LÓPEZ RUIZ, Martha Isabel. “Optimización del sistema de calidad analítica
en el laboratorio de análisis de aguas de la Carder”. Manizales, 2003. 278
p. Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Ingeniería Química.
Métodos analíticos adecuados a su propósito, guía de laboratorio para la
validación de métodos y temas relacionados. Segunda edición noviembre
de 2005. Eurachem. pág. 48, 51-54, 57,58, 60,61
Protocolo estandarización de métodos analíticos. Bogotá noviembre de
1999 .Gustavo Alfonzo Coy. Instituto de hidrología, meteorología y estudios
ambientales (IDEAM). Pág. 9,3.
TEMA 1, INTRODUCCION AL ANALISIS QUIMICO. Análisis químico,
Grado bioquímica. Curso 2011/12. Pág. 3
la revista de química útil. Mol Labs LTDA. Edición 17
