Introduccion a la QA-Muestreo 2024.pdf qca
- 1. Química Analítica Cursado 2024 Profesorado en Química- Ingeniería Química
- 2. Equipo de catedra • Profesora: Mg. M. Belén Aguiar • Profesor: Dr. Marcos Peralta • Profesora: Dra. Betina Gramisci • Asistente de docencia: Vanina Rodríguez • Ayudante alumna: Katherina Pérez
- 3. Temas de hoy • Definición de Química Analítica y Análisis Químico. • Importancia del análisis químico. • Metodología analítica. • Etapas del proceso analítico general. • Métodos analíticos: clasificación. • Muestreo
- 4. ¿Qué es la Química analítica? Es una ciencia que se dedica a la medición, la cual está basada sobre un conjunto de ideas y métodos que son útiles en los campos de la ciencia, de la Ingeniería y la medicina. Se ocupa de la caracterización química de la materia.
- 5. Química Analítica Geología Ingeniería Medicina Física Ciencias de los materiales Ciencias Sociales
- 6. Química Analítica Cualitativa: Identifica las especies químicas presentes en una muestra. Química Analítica Cuantitativa: Determina la cantidad de cada especie química presente en una muestra. Química Analítica
- 7. Análisis Químico: Es el conjunto de técnicas y procedimientos empleados para determinar la composición química de una muestra. . Muestra Parte representativa de la materia y que es objeto del análisis Analito Especie química que se analiza. Matriz de la muestra Es el conjunto de todas aquellas especies químicas que acompañan al analito en la muestra. Alícuota Hace referencia a una fracción o porción de la muestra. Interferentes Especies químicas presentes en la matriz que producen resultados erróneos del analito.
- 8. Proceso analítico Proceso Analítico Técnica Analítica Método Analítico Procedimiento Conjunto de operaciones analíticas, presentes entre la muestra y el resultado Principio científico fundamental que ha demostrado ser útil y ha sido adaptado para proporcionar información acerca de la composición de las sustancias. Aplicación especifica de una técnica para resolver un problema analítico. Instrucciones escritas para aplicar el método.
- 9. Etapas de un análisis químico Toma de muestra Transformación Medida Tratamiento de datos Información Satisfactorio Definición del problema analítico Resultado Comprobación y optimización de resultados Selección de métodos SI NO • Ataque o disgregación • Separación y/o pre- concentración
- 10. Etapas de un análisis químico Toma de muestra Transformación Medida Tratamiento de datos Información Satisfactorio Definición del problema analítico Resultado Comprobación y optimización de resultados Selección de métodos SI NO • ¿Cuál es el analito a determinar? • ¿Qué metodologías analíticas se dispone para cualificación y cuantificación? • ¿Cuántas muestras se van a usar? • Intervalo de concentración del analito de interés presente en la muestra • ¡Que interferencias podría haber? • Costo y disponibilidad de equipos • Tiempo de análisis • Complejidad del método • Habilidad del operador
- 11. Etapas de un análisis químico Toma de muestra Transformación Medida Tratamiento de datos Información Satisfactorio Definición del problema analítico Resultado Comprobación y optimización de resultados Selección de métodos SI NO Las muestras deben ser homogéneas y representativas, se debe tener en cuenta: • Estudios preliminares, definición de parámetros a determinar. • Frecuencia de muestreo y tamaño de muestra • Elección de los puntos de muestreo. • Tipo de muestra a analizar. • Estado físico de la fracción a analizar. • Propiedades químicas del material. • Selección del sistema de preparación, transporte y almacenamiento. • Reducción de la muestra a un tamaño adecuado • Preparación de la muestra para el laboratorio.
- 12. Etapas de un análisis químico Toma de muestra Transformación Medida Tratamiento de datos Información Satisfactorio Definición del problema analítico Resultado Comprobación y optimización de resultados Selección de métodos SI NO Las muestras deben ser homogéneas y representativas, se debe tener en cuenta: • Estudios preliminares, definición de parámetros a determinar. • Frecuencia de muestreo y tamaño de muestra • Elección de los puntos de muestreo. • Tipo de muestra a analizar. • Estado físico de la fracción a analizar. • Propiedades químicas del material. • Selección del sistema de preparación, transporte y almacenamiento. • Reducción de la muestra a un tamaño adecuado • Preparación de la muestra para el laboratorio. En la medida en que se logra que las muestras sean HOMOGÉNEAS y REPRESENTATIVAS, el error de muestreo se reduce.
- 13. Tener en cuenta: • Costo y disponibilidad de equipos. • Costo por muestra. • Tiempo requerido para el análisis. • Complejidad del método. • Habilidad del operador.
- 14. Consideraciones para la preparación de la muestra • No se debe perder muestra ni contaminar al momento de la preparación. • Se debe transformar el analito en la mejor forma química para el método seleccionado. • En el caso de existir interferencias se eliminarán para mejorar la selectividad del método. • No se deben introducir nuevas interferencias. • Debe considerarse la dilución o pre- concentración del analito para que se halle dentro de los límites de detección del método seleccionado.
- 15. Definición del problema analítico Problema General ProblemaAnalítico Contaminación de un río Identificación y determinación de contaminantes orgánicos e inorgánicos Doping en el deporte Determinación de anfetaminas, hormonas, etc, en muestras de orina Adulteración de aceite de oliva con otras grasas Determinación de grasas vegetales y animales en el aceite Toxicidad en juguetes Determinación de Cd en pinturas amarillas
- 16. Transformación del analito Para referir la cantidad del analito encontrado en el análisis a la composición del material problema Medir lacantidada analizar Líquidos: agua, ácidos, otros Sólidos: fundentes Gases: aire, oxígeno Disolución detodala muestra Extractantes: agua, ácidos, disolventes orgánicos Fluidos supercríticos Disolución delanalito o delamatriz Eliminación de interferencias Cuando la concentración del analito en la muestra es muy baja. Preconcentración La mayoría de los métodos analíticos convencionales requiere que la muestra se convierta a una forma medible, usualmente que se encuentre en disolución acuosa
- 17. Medición del analito ✓Una vez recorrido parte del proceso analítico se llega a la medida final de una propiedad analítica de la especie a determinar, que nos dará la cantidad real presente en la muestra . ✓Cualquier propiedad medible que sea función de la concentración o cantidad del analito sirve de base de un método para la determinación de dicho componente. ✓Existen diversos métodos analíticos para realizar esta medición.
- 18. Clasificación de los métodos analíticos • 1.-Métodos químicos (Basados en reacciones químicas). • - Gravimetría: Determinan la masa del analito o de algún producto relacionado químicamente con él. (Formación de precipitados orgánicos e inorgánicos). • • Muestra Formación de un precipitado Filtración Lavado del precipitado Tratamiento térmico: Secado Analito o producto: Pesada
- 19. Clasificaciónde los métodos analíticos Volumetrías: Se cuantifica el volumen de una solución que contiene reactivo suficiente para reaccionar por completo con el analito. - Ácido – Base - De precipitación - Complejométrica - De Oxidación -Reducción Barra magnética de agitación Nivel de agente valorante Pinza para bureta Bureta Llave o robinete Matraz Erlenmeyer Solución del analito Agitador magnético
- 20. 2.- Métodos Instrumentales: Se basan en la medición de propiedades físicas del analito, para poder obtener información cualitativa y cuantitativa: Clasificaciónde los métodos analíticos - Espectroscópicos: Se basan en la medición de alguna propiedad de la radiación electromagnética al interaccionar con los átomos o molécula del analito. (Espectroscopía UV – Vis) - Electroanalíticos: Están relacionados con la medición de alguna propiedad eléctrica de la especie química como ser potencial (Potenciometría), intensidad de corriente, resistencia, cantidad de electricidad (Conductividad). - Cromatográficos: Son métodos de separación. - Otros: Que implican la medición de, actividad óptica, índice de refracción (Refractometría)
- 21. Muestreo 2024
- 22. Muestreo Operación que consiste en conseguir en una reducida cantidad de producto, algo que resulte ser representativo de un todo de mayor masa que constituye el material a analizar. Es operación de suma importancia, puesto que, si la muestra no está bien tomada, el análisis no tendrá ningún valor.
- 23. 4 Obtener información significativa y fiable sobre un sitio potencialmente contaminado para comparar los resultados con valores guía o de base. La información debe satisfacer la problemática del sitio. ¿Cuál? Riesgos ambientales (salud humana o biota). La selección del procedimiento de muestreo es IMPORTANTE, pues de ello depende el resultado del estudio. EJEMPLO: OBJETIVO DEL MUESTREO AMBIENTAL
- 24. Muestreo adecuado Muestra representativa Homogénea Error de muestreo MUESTREO ADECUADO ✓ Colectar una porción de material que sea representativa del universo en estudio. ✓ Asegurar que la calidad de la muestra al llegar al laboratorio sea “igual” al momento de su colecta. ✓ Inferir la composición del universo en estudio a partir de la composición de la muestra.
- 25. 7 Organización de un muestreo Identificación de los sitios de muestreo (mapa, georreferenciación con GPS, reactor, pileta, etc). Tipo de muestreo y muestreadores. Matriz, tipo y número de muestras. Tipo de recipiente y volumen de las muestras. Frecuencia del muestreo. Preservación y transporte de las muestras. Responsabilidades y actividades del personal involucrado en el muestreo. Plan de salud y seguridad del operario. Laboratorio de análisis dónde se trasladarán las muestras.
- 27. TIPO DE MUESTREO El tipo demuestreodependerá defactorestales como: ◉ Existenciadedatospreliminares queindiquen la presencia deunproblema específico. ◉ Presencia defuentes emisoras. ◉ Ausenciaabsolutadedatosqueameriten unmuestreoexploratorio. 27
- 28. MÉTODOS DE MUESTREO Probabilístico Orientado 28 El muestreo probabilístico es una técnica de muestreo en virtud de la cual las muestras son recogidas en un proceso que brinda a todos los individuos de la población las mismas oportunidades de ser seleccionados. Método de muestreo no aleatorio y subjetivo en el que la selección de los elementos poblacionales de la muestra depende del juicio personal o de la discreción del muestreador.
- 29. ORIENTADO AJUICIO DEEXPERTO ◉ Se realiza una evaluación sobrela basedeexperiencia y conocimientos previos. ◉ Se decide cuantasmuestrastomar y encuáles sitios. ◉ Error implícito. ◉ Rápido, cómodoy bajocosto. 29
- 31. ALEATORIO ◉ Basado enla teoría deprobabilidad. ◉ Tiene asociadounerror calculable estadísticamente. ◉ Permite obtener muestrasrepresentativas del terreno, siemprey cuando las muestrasseanseleccionadas adecuadamente. ◉ Se necesitan muchasmuestras; altocosto. ◉ Es aconsejablepara investigacionesexploratorias ocuandonosedispone dedatosprevios. PROBABILÍSTICO 31
- 32. ALEATORIOSIMPLE Aplicadoencasosdedistribuciónhomogénea decontaminantes. El área enestudiosedivideenunidadesdemuestreo. Cadaunidadescandidata a sersitio demuestreo. La selección serealiza mediantenúmerosaleatorios. VARIANTESDELMUESTREOALEATORIO 32
- 33. ALEATORIOESTRATIFICADO Aplicable a casosdedistribuciónheterogénea decontaminantes. Se divide el área enzonas(estratos)dondesesuponemenorvariabilidad. Se realiza unmuestreoaleatorio simpleencada estrato. VARIANTESDELMUESTREOALEATORIO 33
- 35. MUESTREOALEATORIOCOMPUESTO Se tomanvarias muestrasysemezclanpara obtenerunasolamuestra integrada. Se asumequeel valor obtenido del análisisdeesaúnicamuestraesuna estimaciónválida dela mediaqueseobtendríadetodaslas muestrassimples. 35
- 38. TIPOSDE MUESTRA Muestras tomadas en un lugar y tiempo determinado para su análisis individual. MUESTRASIMPLE Mezcla de muestras simples obtenidas en el mismo punto a diferentes tiempos. MUESTRACOMPUESTA Mezcla de muestras obtenidas simultáneamente en diferentes puntos. MUESTRA INTEGRADA 38
- 39. TOMADEMUESTRAS 39 ENVASES Los envases deben mantener la muestra en idénticas condiciones a las que tenían cuando fueron recolectadas. Los recipientes deben reunir las siguientes condiciones: ✓ El material nodebe reaccionar químicamenteconlos constituyentes dela muestra. ✓ Tener un tamaño adecuado para que se disponga una cantidad suficiente de muestra que permite realizar el análisis. ✓ El sistema de cierre debe ser hermético.
- 40. TOMADEMUESTRAS TAPONES Los taponesde los envasesdeben asegurarun cierre herméticoy no reaccionarcon los componentesde la muestra. ETIQUETADO Inmediatamente de la toma de muestra se debe proceder al etiquetado y registro de la muestra enla cadena decustodia. 40
- 41. TOMADEMUESTRAS ETIQUETADO ✓ La etiqueta debe sercolocada en unlugar visible y nosobrepasarel tamañodel recipiente. ✓ Debe sercolocada antes oen el momentode la recolección. ✓ Se debe asegurarquela etiqueta quede adecuadamente adheridaal recipiente. ✓ La etiqueta que acompañe la muestra debe contener por lo menos la siguiente información: código único de identificación de muestra, fecha y hora de recolección y nombre del responsable del muestreo. ✓ Debe utilizarseunatinta adecuadapara completar la etiqueta y la letra debe serlegible. 41
- 42. TOMADEMUESTRAS PRESERVACIÓN DELAMUESTRA El objetivo de la preservación es retardar los cambios químicos y biológicos que continúan después de que la muestra se retira de su fuente natural. Se definirá la conservación segúnlas determinaciones requeridas . 42
- 43. TOMADEMUESTRAS • TRANSPORTE YENTREGA DEMUESTRA ALLABORATORIO ✓ Utilizar conservadoras para guardarlas muestras refrigeradas (hielo o geles). ✓ Recipientes correctamente tapados para evitar posibles derrames o contaminación. ✓ Ubicarlosen posiciónvertical,evitandoel roce y asegurandola completa inmovilidad durante el transporte. ✓ El traslado de las muestras al laboratorio se debe realizar dentro de los plazos recomendados . 43
- 44. TOMADEMUESTRAS CADENADECUSTODIA(CC) La cadena de custodia, es un documento en donde se registra toda la información relevante para asegurar la integridad de la muestra desde la recolección de la misma, hasta el informe de resultados por parte del laboratorio. Esto incluye la capacidad de rastrear la posesión y el manejo de la muestra desde el momento de la recolección a través del análisis y la disposición final. 44
- 46. ERRORESASOCIADOSAL MUESTREO ◉ ◉ ◉ ◉ Error inherente al muestreo Cantidadenviada a analizar esuna fracción muypequeñade todala masadelsuelo. Esel másimportante. Nosepuedeeliminar. Reducibleconmásmuestrasdel área deestudio. 46
- 47. ERRORESASOCIADOSAL MUESTREO ◉ ◉ ◉ ◉ Error de selección Lasmuestrasnorepresentan al suelodel sitio. Manejable siseaplica unbuenplandemuestreo. ◉ Definir bienlasáreas demuestreo. ◉ Seleccionar el patrón del muestreoadecuado. ◉ Aplicar procedimientos adecuados. 47
- 49. BOTELLATOMAMUESTRA Recipiente de vidrio, plástico o metal en el que se toma la muestra para su envío al laboratorio o para realizar análisis “in situ”. Aptas para: redes de distribución, canales, fuentes, pozos dotados de bombas, etc. MUESTREADORESPARAAGUA 49
- 50. MUESTREADORESPARAAGUA BOTELLALASTRADA Deplástico,vidrio ometal. Poseenunlastre yllevan unida unacuerdaocadenapara abrirla a unaprofundidad estipulada. Aptaspara: río, embalse,mares,pozossinbomba,tanques, etc. VAN DORN 50
- 51. BOTELLAVANDORN 51 Ideal para el muestreo en aguas estratificadas o con corrientes predominantes.
- 52. MUESTREADORESPARAMUESTRASDISGREGADAS PALASO PALINES Aptapara muestrassuperficiales, hasta15cmdeprofundidad. Producen perturbación del material. Noaptas para estudioshistóricos. 53
- 53. MUESTREADORESPARAMUESTRASDISGREGADAS BARRENOS Altaresistenciaa la tracción. Cuerpodebarreno óptimo para perforación perfecta. Aceronotóxicopara todotipo deanálisis. Barras deextensiónconconexiónrápida. 54
- 54. 38 MUESTREADORESPARASUELO TIPO DE BARRENOS Tipo Edelman Para suelos arcillosos, mixtos, arenosos y areno- graviosos. Tipo Riverside Para suelos duros ergonómicos rígidos, mezclado con grava fina; tanto por encima como por debajo del nivel del agua subterránea. Tipo Pedregoso Para suelos con grava gruesa ergonómico piedra. recomienda cuando Se el Riverside no da resultados adecuados. Tipo Espiral Se usa para pozos de perforación, capas de ladrillo, yeso, perfiles, limo y y en combinación con otros barrenos.
- 55. MUESTREADORESPARAMUESTRASNOALTERADAS NÚCLEO Lasmuestrasdesueloinalteradas setomanusandounmuestreadordenúcleo de acero inoxidablecontubosdemuestray la cabezadecorte. La muestra, todavía enel revestimiento, sealmacena enunrecipiente quese puedecerrar, para el transporteal laboratorio. 56
- 56. OTROSMUESTREADORESPARASUELO Muestreador de sedimentos suspendido Muestreador tipo Beeker hasta 5 m de profundidad 57
- 57. TIPODEMUESTREOPARAAIRE MUESTREADORES PASIVOS Poseenunfiltro impregnado enunasolución adsorbente. El contaminante difundehacia la superficie del muestreador. Nousabomba. Se retira despuésdeunperiodo determinado. Aptopara compuestosgaseosos. 58
- 58. TIPODEMUESTREOPARAAIRE MUESTREADORES ACTIVOS Captadores degasesypartículas Pueden muestrear simultáneamente ambos. Poseen filtro, borboteador para gases. Bomba. 59
- 59. TIPOSDEMUESTREADORESACTIVOS Losprincipales muestreadores activos sepuedenclasificar en: CAPTADORES DEGASESY PARTÍCULAS de alto volumen:determinación gravimétrica de material ensuspensión>1μm. devolumenmedio:plomo. de material sedimentable: partículas torácicas y respirables. 60
- 60. TIPOSDEMUESTREADORESACTIVOS CAPTADORES DE PRECIPITACIÓN Abiertos:recogenagua,gasesy partículas enunperiodo fijado. Sólo húmedos:seabrendurantela precipitación. Húmedoy seco: obtienen una muestracuandoocurre precipitación y otra cuando no. 61