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Análisis Instrumental: Conferencia Inicial
En esta conferencia se verán:
Los objetivos de la asignatura y las competencias que deben alcanzar,
de acuerdo al programa;
El objeto de la Química Analítica en general, del Análisis Instrumental en
particular y algunas de las características de los métodos instrumentales;
Algunos procedimientos que se utilizan para la extracción y
concentración de los analitos.
El objetivo del alumno no es obtener una calificación aprobatoria sino
alcanzar las competencias específicas que le ayudarán en su desempeño
profesional, esto implica la necesidad de profundizar en los tópicos que
serán tratados, más allá de lo que aparece en la conferencia.
Es importante utilizar el inglés. Mucha de la literatura que les permitirá
compenetrarse con las técnicas instrumentales esté en ese idioma.
La asignatura
1. Nombre de la asignatura Análisis instrumental.
2. Competencias Diseñar e innovar procesos biotecnológicos mediante la
aplicación de la biotecnología para la obtención de productos que contribuyan al desarrollo sustentable. Dirigir proyectos y procesos para la obtención de
productos a partir de la aplicación de la biotecnología.
3. Cuatrimestre Séptimo
4. Horas Prácticas/teóricas 18/12
5. Horas Totales/Semana 30/2
6. Objetivo de la Asignatura El alumno aplicará los conocimientos básicos sobre los principales análisis físico-químicos mediante métodos y técnicas instrumentales para la caracterización de los
bioproductos.
Docentes:
Dr. Amado Enrique Navarro Frómeta, [email protected];
M.C. Jorge Antonio Herrera Cárdenas, [email protected]
Página Web para algunas cuestiones: http://navarrof.orgfree.com
Unidades temáticas
Unidades Temáticas Horas
Prácticas Teóricas Totales
I. Introducción al análisis instrumental. 4 3 7
II. Espectrofotometría. 7 4 11
III. Cromatografía. 7 5 12
Totales 18 12 30
Para facilitar el acceso al equipamiento disponible en la Universidad, las
prácticas se harán en un bloque en las últimas 7 semanas del curso.
Equipos disponibles:
Espectrofotómetros UV-VIS (uno de barrido);
Espectrofotómetro de Absorción Atómica (análisis por llama);
Espectrofotómetro FT-IR;
Cromatógrafo de líquidos;
Cromatógrafo de gases acoplado a espectrometría de masas;
Medios necesarios para la extracción y concentración de los analitos.
Organizarse en equipos de 3-4 personas. Plazo límite para entregar la
composición de los equipos: Semana 4
Evaluación Primer parcial:
• Ejercicios sobre cálculos de concentraciones.
• Presentación y discusión de 1 artículo de la literatura periódica científica,
sobre una aplicación de técnicas de separación y concentración de los
analitos, para la determinación de un producto de interés en
biotecnología agrícola.
Segundo parcial:
• Presentación y discusión de 1 artículo de la literatura periódica científica,
sobre una aplicación del análisis instrumental (cualquiera de las
técnicas), para la determinación de un producto de interés en
biotecnología agrícola;
• Escrito libre (no menos de 1000 palabras), sobre las características e
importancia de una técnica instrumental pertinente al curso.
Tercer parcial:
• Reporte técnico sobre la calidad de un suelo.
• Artículo sobre la determinación instrumental de analitos, con base en los
resultados de los Trabajos de Laboratorio.
En todos los parciales:
Asistencia y participación en clases; Preparación y desempeño en las
presentaciones; Preparación y desempeño en el laboratorio.
Introducción al Análisis Instrumental
Temas Saber Saber hacer Ser
Introducción a la Instrumentación
Analítica.
Explicar los conceptos de análisis
instrumental y sus principales técnicas.
Analítico Responsable
Comprometido Dinámico
Obtención y preparación de muestras para el análisis.
Explicar los conceptos de normalidad, molaridad y efecto amortiguador.
Preparar soluciones normales, molares, porcentuales, concentración en peso y amortiguadores.
Analítico Responsable Comprometido Dinámico
Adicionalmente: familiarizarse con las técnicas de extracción y
concentración de los analitos.
La Química Analítica puede definirse como la ciencia que desarrolla y mejora
métodos e instrumentos para obtener información sobre la composición y naturaleza
química de la materia. Dentro de la Química Analítica se incluye el Análisis Químico
que es la parte práctica que aplica los métodos de análisis para resolver problemas
relativos a la composición y naturaleza química de la materia. Los ámbitos de
aplicación del Análisis Químicos son muy variados, en la industria destaca el control
de calidad de materias primas y productos acabados; en el comercio los laboratorios
certificados de análisis aseguran las especificaciones de calidad de las mercancías;
en el campo médico los análisis clínicos facilitan el diagnostico de enfermedades.
Resulta conveniente definir algunos términos que recurrentemente utilizaremos:
Muestra: Parte representativa de la materia objeto del análisis.
Analito: Especie química que se analiza.
Matriz: El entorno de la muestra donde está el analito.
Técnica: Medio de obtener información sobre el analito.
Método: Conjunto de operaciones y técnicas aplicadas al análisis de una
muestra.
Análisis: Estudio de una muestra para determinar sus composición o naturaleza
química.
La metodología del Análisis Químico puede resumirse en un proceso analítico general
consistente en un conjunto de procedimientos realizados para solucionar un
determinado problema analítico. Esto se resume en el siguiente esquema:
Definición del problema
Analito; Matriz; Escala
Selección del método
Toma de la muestra
Preservación de la muestra
Extracción, transformación, concentración del analito
Ejecución del análisis (toma de datos)
Tratamiento de los datos
Evaluación de los resultados Comparación con estándares, etc.
Entrega del resultado
¿Resultado adecuado?
Análisis de blancos
Análisis de muestras fortificadas
Análisis de patrones
Si
No
Procedimiento analítico
Evaluación de fuentes de error
Muestreo
Muestreo: Esta es una etapa que consume tiempo y recursos y que resulta
de gran importancia. Usted puede contar con las mejores técnicas analíticas
pero, si la muestra no es adecuada, esto no servirá de nada.
Transformación de la muestra: La especie o especies químicas de interés
pasen a una forma medible inequívocamente. Esta transformación, de ser
necesaria, podría requerir etapas de separación de sustancias interferentes
y etapas de reacción química que hagan más sensible y específica la
medición de la señal debida al analito.
Adquisición de datos: El momento del análisis instrumental por
excelencia. El proceso de medida instrumental básico puede separarse en
tres etapas: la generación de un flujo de energía, la interacción de este flujo
con la muestra y la medición y procesado de la señal procedente de la
muestra.
El tratamiento de los datos: Además de obtener el valor más probable de
la información buscada, así como la incertidumbre que la acompaña, hoy en
día es vital para obtener la información de la manera más rápida, segura y
menor tratamiento de la muestra.
Algunas cuestiones a recalcar
Aseguramiento de la calidad analítica: Esto incluye el análisis de blancos
que no son más que muestras sin analito que reciben los mismos
tratamientos (adiciones de reactivos, tratamientos térmicos, etc); el análisis
de muestras fortificadas (esto quiere decir que se le añaden cantidades
conocidas del analito) y el análisis de patrones, que son muestras que
contienen cantidades conocidas del analito en un orden creciente y que nos
permiten hallar curvas de calibración para el análisis de un determinado
compuesto o elemento. Deben consultar la NMX-AA-115-SCFI-2001 –
Análisis de agua - Criterios generales para el control de la calidad de
resultados analíticos, cuyo contenido pueden ver en mi página web y que
incluso deberán utilizar para la investigación sobre los errores en análisis
químico.
La confianza en los resultados: La aplicación escrupulosa de los
procedimientos analíticos, el utilizar los reactivos de la calidad adecuada, la
utilización de instrumentos y material con la calidad adecuada y que son
sometidos a las verificaciones y mantenimientos correspondientes, la
observación cuidadosa de lo que acontece en cada momento, el llevar
adecuadamente la bitácora de trabajo y mucho ingenio y honestidad, nos
darán los resultados necesarios.
Algunas cuestiones a recalcar
Características de calidad de los métodos analíticos
Exactitud: Grado de concordancia entre el resultado y un valor de
referencia certificado. En ausencia de exactitud se tiene error sistemático.
Precisión: Grado de concordancia entre los datos obtenidos de una serie.
Refleja el efecto de los errores aleatorios producidos durante el proceso
analítico.
Sensibilidad: Capacidad para discriminar entre pequeñas diferencias de
concentración del analito. Se evalúa mediante la sensibilidad de
calibración, que es la pendiente de la curva de calibración a la
concentración de interés.
Límite de detección: Concentración correspondiente a una señal de
magnitud igual al blanco más tres veces la desviación estándar del blanco.
Selectividad: Cuantifica el grado de ausencia de interferencias debidas a
otras especies contenidas en la matriz.
Seguridad: Amplitud de condiciones experimentales en las que puede
realizarse un análisis.
Además, habrá que considerar otro tipo de parámetros asociados y de gran
importancia práctica como son la rapidez, costo, seguridad del proceso,
peligrosidad de los residuos, etc.
Los métodos clásicos de análisis se basan en reacciones químicas (los
métodos gravimétricos o volumétricos). Determino una magnitud (masa o
volumen), que se relaciona a través de una constante única, deducible de
las leyes estequiométricas, con la concentración del analito.
Los métodos instrumentales se basan en la interacción del analito con
alguna forma de energía y lo que se mide (la señal), está relacionada con
la concentración del analito mediante una constante, que depende de las
condiciones experimentales.
Los métodos instrumentales
Generador del estímulo
Interacción con el analito
Receptor
Transductor
Amplificación
Respuesta digital
Lámpara UV
Absorción de la luz
Fotomultiplicador
Coversor A/D
INDUSTRIA CIENCIAS
NATURALES
PROTECCION
DEL AMBIENTE
QUIMICA ANALITICA
AVANCES EN LA COMPUTACION,AUTOMATIZACION MICROELECTRONICA E INTELIGENCIA ARTIFICIAL
MUESTRAS CADA VEZ MAS COMPLEJAS
MAS PRECISOS, EXACTOS Y BARATOS
NUEVOS PROCEDIMIENTOS,DISPOSITIVOS,ACCESORIOS
NUEVOS EQUIPOS,PERFECCIONAMIENTO Y ACOPLE
DE LA DATA
TRATAMIENTO OBTENCION PROCESAMIENTO
DE LA MUESTRA DE LA DATA
METODOS: MAS SENSIBLES Y SELECTIVOS,
(CITIUS,ALTIUS,FORTIUS)
Extracción, separación y concentración de los analitos
En muchos casos, la extracción, concentración y clean-up van juntas. Con
frecuencia se acompaña algunos de estos procesos con la transformación de
analito en una especie más útil desde el punto de vista analítico.
Extracción Concentración Clean-up
Resultados de una encuesta para la distribución del tiempo de un Químico Analítico en el análisis
de una muestra (R.E majors, LC-GC, 9, 16-20, 1991).
Los problemas más frecuentes encontrados en la preparación de muestras, R.E.Majors, LC -GC, 14 ,
954 , 1996.
Extracción, separación y concentración de los analitos
La experiencia ha demostrado que gran parte del tiempo del análisis químico se
dedica a llevar al analito a una forma medible:
Por ello resulta tan importante la extracción, separación, transformación y
concentración de los analitos.
Existen tres opciones básicas en la medición de un analito en la presencia de
especies que interfieren, las cuales se encuentran en la matriz de la muestra:
Se puede emplear una técnica analítica selectiva que pueda medir el analito
directamente sin necesidad de aislarlo. Por ejemplo, un electrodo Selectivo de
Iones puede determinar la presencia de un ión de interés en una solución que
contenga muchas otras especies iónicas. En este sentido, el futturo del análisis de
analitos de interés en tiempo real en esferas como el ambiente, la producción, etc.,
está en manos de los sensores.
Convertir "in situ" al analito en una especie química capaz de ser detectada por una
técnica selectiva o de más fácil separación o análisis. Las reacciones de
derivatización selectiva son muy empleadas.
Una tercera opción, predominante en el análisis cromatográfico, es la remoción del
analito desde la matriz por un proceso de extracción o separación. En ocasiones,
para muestras extremadamente complejas, tales como fluidos biológicos o residuos
sólidos, se realiza una separación previa ("cleanup"), al análisis cromatográfico
para eliminar restos de la matriz o sustancias problemáticas para el análisis.
En muchos casos hay que combinar lo descrito anteriormente.
El estado físico de la muestra es lo primero a considerar al planificar la extracción.
Las muestras gaseosa y líquidas resultan en ocasiones más sencillas en esta etapa
de planificación. Al diseñar el procedimiento de extracción que se va a aplicar a las
muestras sólidas o semisólidas, es necesario tomar en cuenta que en las muestras
ambientales los analitos de interés están, en muchos casos, adsorbidos en matrices
complejas (suelos, tejidos, pulpas,etc.).
Algunas operaciones comunes.
Evaporación
La fase liquida es removida por calentamiento a presión atmosférica, con
flujo de aire o gas inerte o bajo vacío. No se debe evaporar demasiado rápido;
la evaporación súbita puede hacer perder parte de la muestra; debe evitarse
la perdida de muestra sobre las paredes del recipiente. Lo mejor es con una
gas inerte con Nitrógeno; el rota evaporador trabaja mejor.
Liofilización
Las muestras acuosas son congeladas y el agua es removida bajo vacío por
sublimación. Muy bueno para orgánicos no volátiles; se pueden manejar
grandes volúmenes de muestra; posible perdida de analitos volátiles; los
compuestos inorgánicos son concentrados.
Destilación
La muestra es calentada hasta el punto de ebullición del solvente y los
analitos volátiles son concentrados en la fase de vapor, luego condensados y
colectados; la destilación con vapor de agua (steam distillation) incluye
ebullición con agua o la purga con vapor y luego la recolección del destilado.
Principalmente para muestras que puedan ser volatilizadas; la muestra puede
descomponerse si se calienta demasiado; la destilación al vacío puede ser
usada para compuestos no volátiles.
Filtración
El liquido es pasado a través de un filtro de papel o de membrana para remover
las partículas suspendidas. Altamente recomendada para preservar la vida de
las columnas en cromatografía. Debe observarse que los filtros de membrana
sean compatibles con el solvente tal que no se disuelvan o se hinchen durante
el experimento. Se deben utilizar filtros de gran porosidad (>2 µm) para flujos
máximos o filtros de menor porosidad (<0.2 µm) para evitar las bacterias.
Centrifugación
La muestra es colocada en un tubo de centrífuga y se rota con una gran fuerza
(varias G) y forzada contra el fondo del tubo. El liquido es decantado. La
remoción cuantitativa de la muestra sólida desde el tubo presenta algunas
veces problemas prácticos. La ultra centrifuga no se usa normalmente para la
remoción de material particulado simple.
Sedimentación
La muestra se deja sedimentar mientras no se perturba en un tanque de
sedimentación; la velocidad de asentamiento depende del radio de las
partículas. Es un proceso extremadamente lento.
Algunas operaciones comunes.
Homogenización
La muestra es colocada en una licuadora, se adiciona solvente y la muestra se
homogeniza. El solvente es removido posteriormente para continuar el proceso
de análisis. Se emplea para plantas y tejidos animales, alimentos, muestras
ambientales. Se pueden utilizar solventes acuosos u orgánicos. La muestra
finamente dispersada promueve una extracción más eficiente.
Sonicación
La muestra finamente dividida es inmersa en un baño de ultrasonido con
solvente y sometida a la radiación ultrasónica. También se pueden usar una
sonda ultrasónica o un disruptor celular ultrasónico. La disolución es ayudada
por el proceso ultrasónico. Se puede calentar para una extracción mayor. El
proceso es seguro y rápido. Se comporta mejor con materiales gruesos y
granulares. Se pueden trabajar múltiples muestras de manera simultanea. El
contacto con el solvente es eficiente. El método se encuentra normalizado por
la EPA.
Disolución
El solvente disuelve la muestra con o sin cambio químico. Los sólidos
inorgánicos pueden requerir ácidos o bases para disolverse completamente.
Las muestras orgánicas pueden disolverse directamente en el solvente de
trabajo para la CG. Se requiere calentamientopara muchas muestras,
especialmente polímeros orgánicos
Algunas operaciones comunes.
Análisis de Gases y Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs)
Muestreo por Captura (Grab sampling)
La muestra gaseosa es empujada hacia un bulbo de vidrio o metálico o una lata
evacuados por una jeringa; el gas también puede ser bombeado hacia una bolsa
plástica u otro contenedor inerte. Usado principalmente para compuestos
volátiles en aire; las muestras son retornadas al laboratorio y los analitos son
aislados y concentrados por técnicas de atrapamiento en frío (cold trapping).
Atrapamiento en Fase sólida (Solid Phase Trapping)
La muestra Gaseosa es pasada a través de un tubo empacado con un
adsorbente (tal como silica gel o carbón activado); los analitos atrapados son
eluídos con un solvente fuerte. Usado para compuestos orgánicos semivolátiles
en aire. El control de la velocidad de flujo del gas es crítico para la eficiencia del
atrapamiento. Se debe evitar la formación de aerosol, sobre la carga del
adsorbente por la adsorción irreversible de analitos reactivos.
Atrapamiento Liquido (Liquid trapping)
La muestra gaseosa es burbujeada a través de una solución que sea un buen
solvente para los analitos; los analitos tienen una mayor afinidad por el solvente
que por el gas. La velocidad de flujo debe ser lo suficientemente bajo para no
crear espuma o aerosoles; se pueden añadir recativos acomplejantes para
ayudar al solvente en el atrape. La temperatura puede ser disminuida para las
especies muy volátiles. El proceso es llamado algunas veces " impinging".
Análisis de Gases y COVs
Análisis directo (si la concentración lo permite)
-40 psi
GA
S Tenax - np, Teb med.
Tdes - 300 oC
Porapak Q - np, Teb b
T des 150 oC
COVs: Headspace (estático)
Un diseño clásico
Se hace uso de que los componentes volátiles en una muestra, están en equilibrio
entre la matriz no volátil que los contiene y la fase gaseosa que lo rodea en un
recipiente cerrado. Básicamente, los componentes volátiles son removidos de la
matriz no volátil mediante calentamiento y se introduce en el cromatógrafo de
gases.
Usada principalmente para la determinación de concentraciones al nivel de traza de
sustancias volátiles en muestras difíciles de manejar por técnicas convencionales
de GC. La sensibilidad puede ser aumentada por calentamiento (<100 °C), efecto
salino, ajustes de pH y otras formas para desplazar el equilibrio. Algunas veces se
adiciona agua u otro solvente para ayudar a la dispersión de la muestra o para
liberar los compuestos orgánicos desde la matriz, especialmente para sólidos y
sedimentos. Puede ser manual
COVs: Purge and trap (headspace dinámico
La muestra (sólida o liquida) es colocada en un contenedor cerrado y termostatizado
de tal manera que sus vapores en el headspace son removidos de manera continua
por medio del flujo de un gas inerte con el subsiguiente atrape de los componentes de
la muestra por una fase sólida o por atrape en frío, los que luego son desorbidos
térmicamente en el punto de inyección de un GC.
He (> 99.998), o N2
A CG
Purga (extracción). Desorción
C Sílica Tenax
En lugar de la trampa
criogénica se puede
utilizar un cartucho
Muestras Líquidas
Comparadas con las muestras sólidas o volátiles, las muestras liquidas son mucho
mas fáciles de preparar para una medición analítica ya que el paso de disolución o
extracción no están incluidos. A menudo, todo lo que se requiere es una dilución en
un solvente compatible. La mayor consideración para las muestras liquidas son las
interferencias de matriz, la concentración del analito y la compatibilidad con la
técnica analítica seleccionada.
Dilución
La muestra es diluida para evitar sobrecargar la columna cromatográfica o para
estar dentro del rango lineal del detector. El solvente debe ser compatible con la
técnica analítica de medición seleccionada. Diluya e inyecte (Dilute and shoot) es el
método típico de preparación de muestra para muestras liquidas simples como las
de las formulaciones farmacéuticas.
Extracción Liquido – Liquido
La muestra es particionada entre dos fases inmiscibles escogidas de tal manera que
maximicen la diferencias en solubilidad. Se utiliza un embudo de separación para
volúmenes de muestra pequeños. La formación de emulsiones es uno de los
problemas que se presentan con mayor frecuencia. Estas se pueden romper con
calor, adición de sales, filtración a través de papel de filtro. Las extracciones
continuas se usan para bajos Kd, grandes volúmenes o problemas de emulsiones.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 500 1000 1500
Kd
Fr
Fr (10 mL)
FR (5ml)
FR(5ml 2da)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 2 4 6 8 10
n extracciones
Fr
Kd=1
Kd=10
Kd=100
Kd=1000
Extracción líquido-líquido
do
aD
D
Sa
Sdo
V
VK
K
E
C
C
D
F
K
La clásica extracción con el embudo separador, es una opción que sigue siendo
válida para muchos laboratorios.
n
V
VK
R
a
doD
F
1
1
Algunos otros dispositivos para extracción líquido-líquido
Extracción líquido-líquido contínua
Para solventes más pesados que el agua Para solventes más ligeros que el agua
Uno de los problemas que se presenta es la formación de emulsiones. Esto se
puede resolver con la extracción contínua.
Extracción en Fase Sólida, Solid Phase Extraction (SPE) El liquido es pasado a través de una fase sólida la cual selectivamente remueve el
analito (o la matriz); el analito es eluído con un solvente más fuerte. El mecanismo
es el mismo que para LC / HPLC. Introducida en los 70s, comercializada desde
1978.
Extracción en fase sólida (SPE)
Simazina
Atrazina
Propazina
Para esta técnica existe, además de la variante en cartuchos, la opción de discos,
que permite mayores flujos, automatizable y que facilita aún más la extracción.
Microextracción en fase sólida (SPME)
Fue desarrollada por Pawliszyn y colaboradores (C.L. Arthur and J. Pawliszyn, Anal.
Chem., 62 (1990) p 2145). Es una técnica rápida, económica y que no utiliza
solventes, para la extracción y separación de compuestos orgánicos en muestras
gaseosas y líquidas.
Se basa en el enriquecimiento de los componentes de interés en una fibra de sílice
fundida (puede ser recubierta con adsorbentes), exponiéndola directamente a la
muestra o a los vapores sobre ella. Una vez transcurrido el tiempo de equilibrio, la
fibra se introduce directamente en el sistema split-splitless del CG. En la fibra se
combinan las etapas de muestreo y concentración en una etapa.
Se deben estandarizar variables como el tiempo de exposición, la temperatura y el
tiempo de desorción. En el caso de muestras liquidas es usual controlar el pH y la
fuerza iónica.
Se ha aplicado a una amplia gama de compuestos orgánicos, tanto volátiles como
semivolátiles, (HCs aromáticos, HAPs, organoclorados volátiles, BPC, pesticidas,
nitroaromáticos, fenoles, etc.).
En este año vamos a adquirir el kit de SPME en la UTIM.
Microdiálisis
Esta técnica puede también ser usada en línea para deproteinizar muestras antes
de analizarlas por HPL,C ya que las proteínas grandes no pueden pasar a través de
las membranas.
En cierta medida la ultra filtración y la ósmosis reversa pueden ser usadas de
manera similar.
La técnica se basa en que una
membrana semipermeable es
colocada entre dos fases liquidas
acuosas y los solutos de la muestra se
transfieren de un liquido al otro basados
en el diferencial de concentración. Las
técnicas de
enriquecimiento mencionadas son
requeridas para concentrar el dializado.
La micro diálisis es utilizada para
analizar eventos químicos extra
celulares en tejidos vivos y ha sido
usada en línea con HPLC.
Muestras Sólidas
Cuando una muestra es sólida, el pretratamiento de la muestra puede ser más
complejo. Dos casos especìficos: la muestra completa es de interés y debe ser
solubilizada o solo una parte del sólido es interés y los analitos deben ser
selectivamente removidos.
Si la muestra sólida es soluble en algún solvente, la única preparación de muestra
que puede ser requerida es hallar el solvente apropiado que disuelva
completamente la muestra y al componente de interés.
Si la matriz de la muestra es insoluble en los solventes comunes pero el analito de
interés puede ser removido la preparación de la muestra se realiza por técnicas
como la filtración, extracción Soxhlet, extracción con fluidos supercríticos (SFE),
ultrasonicación o extracción en fase sólida (SPE). Hoy en día existen técnicas como
la extracción con solventes acelerada y las extracciones asistidas por microondas.
La técnica de extracción sólido-líquido es la más sencilla. La muestra es colocada
en un recipiente con tapa, se añade un solvente que disuelva el analito de interés y
la muestra se agita manual o automáticamente, o se pone en contacto con el
solvente caliente o se somete a reflujo. La solución es separada del sólido por
filtración, decantación o centrifugación para separarla de los sólidos insolubles.
Una de las variantes más utilizadas para la extracción sólido-líquido es la extracción
Soxhlet. La muestra es colocada en un recipiente como un dedal poroso
desechable; el solvente es constantemente refluìdo a través del dedal y percola
para extraer los analitos, los cuales son continuamente recogidos en el balón de
ebullición del solvente.
Extracción Sólido-Líquido: Soxhlet
Además del procedimiento normal, existe el procedimiento automatizado y a bajas T
y alta P
Extracción asistida por microondas La muestra es colocada en un recipiente abierto o cerrado y calentado por energía
de la radiación de micro ondas provocando la extracción de los analitos.
El procedimiento se basa en que los compuestos químicos absorben la energía de
las micro ondas en proporción a su constante dieléctrica: cuanto mayor sea el valor
de la constante dieléctrica de un compuesto. mayor será el nivel de la absorción de
la energía micro ondas.
Esta técnica denominada MASE (Microwave Assisted Solid Extraction) es una
técnica relativamente reciente en el campo orgánico, y que se ha aplicado desde la
extracción de DNA, hasta la determinación de aromas en vinos.
En vez de las micro ondas como una fuente de calentamiento de recipientes cerrados
de extracción, el uso de hornos de aire convencionales permite el uso de celdas de
extracción de acero inoxidable. La técnica es llamada Extracción con solvente
acelerada (accelerated solvent extraction), o extraccion con solvente potenciada
(enhanced solvent extraction (ESE) y también pressurised liquid extraction (PLE). Se
plantea como una alternativa a la extracción Soxhlet con sus tiempos largos de
extracción. Utiliza solventes orgánicos a altas temperaturas bajo presión.
Extracción con solventes bajo presión elevada
Componentes : una
bomba para bombear
solventes hacia y
desde un recipiente de
extracción, un
recipiente de extracción
con un mecanismo
automático de
sellado para soportar
las presiones
generadas, un horno
para el calentamiento
del compartimiento de
muestra, y unos viales
para mantener y
recolectar los extractos.
Extracción con solventes bajo presión elevada
Ventajas
Vista
La cromatografía no es más que el desplazamiento de una zona discreta de una
sustancia a lo largo de una capa de sorbente (fase estacionaria), en un flujo de una
fase móvil, debido a la múltiple repetición de actos de sorción y desorción de sus
moléculas en la fase estacionaria, en correspondencia con la constante de
distribución (KD) del sorbato entre la fase móvil y la fase estacionaria. Por cuanto la
velocidad de desplazamiento y posición de esta zona del sorbato van a estar
determinadas por la velocidad de la fase móvil y KD, una mezcla de sustancias con
diferentes KD, se va a separar durante el proceso de movimiento por la capa de
sorbente.
Cromatografía
2 moléculas
Un grupo de
moléculas
Cromatografía Líquida
Adsorción Partición Int. Iónico Exclusión
de tamaño
Adsorción: Mecanismos de retención
Sílica Alúmina
Permite gran carga de muestra
Menor poder catalítico de reacciones
Buena disponibilidad
Buena cantidad de referencias
Buena con isómeros de aromáticos
Levemente alcalina
Menos empleo que sílica
Líquido-
Sólido
Líquido-
Líquido
Grupos iónicos
fijos en F. Estac.
Retención de
acuerdo tamaño
Cromatografía líquida simple
saturados
aromáticos
polares
Cromatografía de capa fina o en capa delgada
La muestra se aplica sobre la
fase estacionaria, depositada
sobre la placa de vidrio. La misma
se coloca en una cámara con el
solvente para hacer la corrida
cromatográfica.
El solvente asciende por capilaridad y va
ocurriendo la separación de los componentes.
Posteriormente se realiza el revelado de la placa
y se determinan los Rf de las distintas manchas.
Técnica muy útil para separar grupos de
sustancias y realizar análisis por otras técnicas,
extrayendo los analitos de las diferentes
manchas.