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Química Analítica. Dentro de la Química existe la rama “Analítica”, que estudia el conjunto de principios, leyes y procedimientos destinados a determinar la naturaleza y las proporciones en que se encuentran los componentes de una muestra ya sea esta natural o sintética, simple o compleja. Teniendo en cuenta la naturaleza del material, la Química Analítica se puede dividir en:  

Inorgánica Orgánica

A su vez, de acuerdo con el tipo de análisis se la clasifica en: 

Cualitativa: trata de identificar los componentes.



Cuantitativa: trata de determinar las proporciones en que esos componentes se encuentran.

Es la rama de la Química que tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra, mediante diferentes métodos. 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. La Química analítica es una de las ramas más importantes de la Química moderna. Comprende la separación, identificación y determinación de las cantidades relativas de los componentes que forman una muestra de materia. Lo que hace a la Química Analítica tan importante en la actualidad, son sus diversas aplicaciones ya que la determinación de la composición química de una sustancia es fundamental en el comercio, en las legislaciones, en la industria y en muchos campos de la ciencia como lo es la medicina. Dentro de la Química Analítica igual 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. Esta se componen por: Muestra Analito Técnica Análisis Método

Muestreo Un muestreo es el procedimiento a través del cual es seleccionada una muestra (que es un subconjunto de elementos de una población, es decir, una porción de elementos extraídos de una población previamente definida) a partir de una población. El muestreo se refiere a esa reducción de elementos que componen a un universo o población, para así poder cumplir con la investigación correspondiente.

Para poder realizar el estudio que se desea a la población (a partir de la observación de unos pocos de sus componentes), la muestra extraída debe ser representativa de ella, para que las conclusiones a las que se llegue o los resultados que se obtengan del análisis sean válidos e imparciales, esto es gracias a la técnica del muestreo. Toma de muestra Una etapa muy importante en la resolución de un problema analítico es la toma de muestra. Normalmente esta etapa previa se basa en un conocimiento ya existente; particularmente cuando se trata de análisis de rutina, la toma de muestra suele estar ya documentada o descrita en forma de procedimientos normalizados de trabajo. La muestra que va a ser tomada para analizar debe cumplir una condición fundamental: ser representativa del sistema que se quiere estudiar, esto significa que la cantidad de muestra a analizar debe representar la composición total de aquello que se investiga y además deben mantenerse las proporciones de los distintos componentes que la integran. Para obtener una muestra representativa es necesario tener en cuenta dos aspectos: 1) Tomar muestras frescas, es decir, que no presenten signos de alteración, contaminación, ni que estén expuestas a la meteorización, a menos que el objeto de estudio sean precisamente la alteración o la contaminación. 2) Que el tamaño de las mismas sea el apropiado como para representar completamente al sistema en cuestión.

En general al efectuar el muestreo se deben tener en cuenta deben 4 aspectos: naturaleza del material, método de toma de muestra, tamaño y cantidad de especímenes, precauciones especiales. En términos generales puede señalarse que uno de los factores más importantes en la representatividad de muestras es la homogeneidad y heterogeneidad. La homogeneidad que suele acompañar a las muestras de líquidos y gases permite planificar una toma de muestra donde pequeñas cantidades o volúmenes de muestra sean recolectadas, con un riesgo menor de falla de representatividad. En cambio, en el caso de muestras sólidas, su mayor heterogeneidad inherente aconseja minimizar los riesgos de pérdida de representatividad. Los métodos de muestreo varían según el tipo de muestra: sólida, líquida y gaseosa.

Metodología de toma de muestras. Un plan de toma de Muestra debe asegurar que la muestra obtenida refleje adecuadamente las propiedades que interesan del lote del que proviene, es decir la muestra final debe ser: 

Tan similar como sea posible a la población global a analizar

 

Poseer sus características esenciales Ser reproducible

Para conseguir todo esto es necesario seleccionar sub-áreas y métodos de toma demuestra en base a criterios estadísticos y/o la experiencia previa. Básicamente hay cuatro formas de tomar las muestras, de las que tres están basadas en métodos estadísticos o criterios probabilísticos, el muestreo aleatorio, la toma de muestras sistemática y la toma de muestras estratificada, siendo la cuarta a criterio del técnico, un método de toma de muestra arbitrario (no probabilístico) basado en la experiencia y que puede servir para una estimación inicial, por ejemplo, en la medida de la contaminación, determinar los puntos de toma de muestra en base a las zonas que se estiman más afectadas. Tipos de muestreo. Según el plan de muestreo empleado 

Representativas

-Debe representar la población de la que procede basándose en unas determinadas propiedades de interés definidas con antelación. -Es importante conocer el método de análisis que se va a emplear y el coeficiente de variación del mismo. -Para obtener una muestra representativa adecuada, debe tenerse en cuenta el estado original del material sometido al muestreo



o Homogéneo o Heterogéneo o Estático o Dinámico Selectivas

-Muestra elegida deliberadamente empleando un plan de muestreo que rechaza material de determinadas características eligiendo otro de características más relevantes 

Al azar

La muestra es elegida al azar para eliminar cualquier tipo de sesgo en la selección proporcionando así una base para el análisis estadístico de los datos. Cualquier parte del total tiene la posibilidad de ser elegida.

 Compuestas Consiste en dos o más partes del material objeto de estudio (recogidas al mismo tiempo) seleccionadas para representarlo. Los componentes de la muestra compuesta se toman proporcionalmente a la cantidad de material que representa.

Muestreo de aceptación: Es el muestreo típicamente utilizado, cuando se tienen unidades discretas. Se trata de obtener una muestra de varias unidades de un conjunto, representativas del mismo respecto a la característica de ensayo o análisis. Se divide en: Muestreo de atributos Un atributo es una característica de la muestra, por ejemplo, color olor, etc., sobre la cual se establece el control de calidad del objeto estudiado (correcto o incorrecto). Muestreo por variables La evaluación se hace midiendo una propiedad del material a la cual se le puede asignar un valor numérico, por ejemplo, densidad y pH. El plan de muestreo exige la extracción de

un número de elementos, que es función del número de unidades del conjunto, de su homogeneidad y del nivel de confianza requerido.

Muestreo de caracterización: Se pretende determinar la calidad media del lote, respecto a las variables a estudiar. Este es el muestreo analítico. Se supone que se tiene una población que sigue una distribución normal o fácilmente normalizable, y se obtiene un valor medio de la variable. La característica básica a considerar en el muestreo de caracterización es la heterogeneidad del material, y de acuerdo con ella, deberá establecerse el tamaño de la muestra. Los parámetros a tener en cuenta en el muestreo de caracterización son: 

Cantidad de muestra.

  

Sistema de homogeneización. Número y localización de las extracciones. Tamaño de partícula, en el caso de sólidos pulverizados

Muestreo probabilístico Los métodos de muestreo probabilísticos son aquellos que se basan en el principio de equiprobabilidad. Es decir, aquellos en los que todos los individuos tienen la misma probabilidad de ser elegidos para formar parte de una muestra y, consiguientemente, todas las posibles muestras de tamaño n tienen la misma probabilidad de ser seleccionadas. Sólo estos métodos de muestreo probabilísticos nos aseguran la representatividad de la muestra extraída y son, por tanto, los más recomendables. Muestreo aleatorio simple En este método de muestreo lo principales es tener una idea clara de cuantos sujetos serán necesarios para completar el tamaño de la muestra que se va a investigar, pues este consiste en que a cada sujeto de la población se le debe asignar un número, para que posteriormente mediante algún sorteo, o generando números aleatorios con ayuda de rifas o algún ordenador se logre dar a conocer los números de los sujetos seleccionados que serán tomados como muestra.

Muestreo sistemático Pues en este método como en el primero, los sujetos que conforman a la población son enumerados, pero en lugar de dar a conocer los que serán incluidos mediante el azar en este caso incluyen otra técnica. Posteriormente de que son enumerados, los investigadores dividen el total de la población que se presenta entre el total de sujetos que requieren para la muestra; para después elegir a uno de los primeros de estos sujetos al azar (ya enumerados) y posteriormente se va sumando de una forma secuencial o constante el mismo valor para elegir a los sujetos requeridos.

Muestreo estratificado Mediante este método de investigación, los investigadores dividen a la población en grupos o estratos que tengan relación o compartan características similares y posteriormente se selecciona al azar o aleatoriamente a los sujetos finales de los grupos o estratos formados. Este método es utilizado para cuando los investigadores pretenden que dentro de la muestra se encuentren incluidos todos los grupos de interés que puedan representar significancia para la investigación.

La distribución de la muestra tomada de la población es llamada “Fijación” y se pueden conocer los tres que se muestran a continuación: 

Afijación simple: Donde cada grupo formado cuenta con la misma cantidad de número de elementos.



Afijación proporcional: Donde las distribuciones se hacen de acuerdo al tamaño de la población o sujetos de cada estrato. Afijación óptima: Fijando la cantidad de sujetos que pueden ser admitidos en la muestra.



Ventajas del muestreo Costo reducido: Una muestra requiere relativamente menores recursos para diseñarla y procesarla adecuadamente, así, el costo de unidad de observación es alto en comparación con el censo, pero el costo total de un estudio por muestreo es mucho menor cubierto los mismos ítems de la encuesta, debido a que los datos se obtienen únicamente de una pequeña fracción del total. Mayor rapidez: Un número pequeño de observaciones pueden recolectarse y procesarse más rápido que un censo y dar resultados más oportunos.

Mayor alcance: El muestreo tiene un mayor alcance frente al censo con relación a la variedad de información dada su flexibilidad, adaptabilidad y posibilidad de estudiar la interrelación de varios factores. Mayor exactitud: Los datos obtenidos con un censo o una muestra están sujetos a diferentes tipos de errores y sesgo, la magnitud de los cuales depende del procedimiento particular de estudios. Sin embargo, si el mismo procedimiento se sigue para la muestra y el censo, la exactitud de una observación será la misma, pero comparativamente con una pequeña escala de operaciones un estudio muestra posibilita mayor exactitud por practicarse un mejor staff y dar con intensidad entrenamiento y mejor equipo a los encuestadores. Desventajas del muestreo Introducimos error (controlado) en el resultado, debido a la propia naturaleza del muestreo y a la necesidad de generalizar resultados. Tenemos el riesgo de introducir sesgos debido a una mala selección de la muestra. Plan de muestreo  

En él deben recogerse los siguientes aspectos: Propósito de la toma de muestra

 

Aplicación de técnicas de muestreo Inspección de: o el lote antes del muestreo y los dispositivos empleados en este o el tipo de muestra deseada o el uso de recipientes adecuados para mantener la muestra o el mantenimiento de la integridad de la muestra y sus registros aso ciados o el uso de precauciones apropiadas para preservar, empacar y enviar la muestra o condiciones de almacenamiento (antes y después del análisis)

Recomendaciones de muestreo: En muestras homogéneas la variación en los resultados debe reflejar solamente: La habilidad del analista y La variabilidad del método. En muestras heterogéneas el resultado final depende de la forma en que:

Se elijan las muestras del material y de cómo se trate la muestra una vez colectada. Se recomienda tomar varias muestras de cada uno de los estratos, mezclar y de esta forma obtener la muestra representativa para el análisis. Toma de muestras sólidas La mayor heterogeneidad de las muestras sólidas obliga a diseñar cuidadosamente la toma de muestras para reducir los posibles problemas de falta de representatividad. Por otra parte el costo económico asociado a la toma de muestras, requiere que las muestras sean más grandes de lo estrictamente necesario. Cuando debido a la alta precisión exigida, a la alta heterogeneidad del material o al tamaño de partícula sea necesario tomar una porción de muestra grande (del orden de decenas o centenares de kilogramos), este hecho conllevará procesos complejos de tratamiento y división en sub muestras, con el riesgo asociado de alteración de la muestra. Varios son los factores a considerar en la toma de muestra de materiales sólidos: materiales particulados o compactados, muestra en movimiento o estática. a) Materia particulada en movimiento. El tamaño de partícula es el aspecto clave al plantearse la toma de muestra en un flujo continuo de partículas sólidas. De hecho, el tamaño de la porción de muestra que se colecta dependerá del tamaño máximo de partículas; y se deberá minimizar el riesgo de una toma de muestra sesgada hacia partículas de pequeño tamaño. Un ejemplo de materia particulada en movimiento lo constituye una muestra en una cinta transportadora. Una aproximación a la toma de muestra sería parar la cinta transportadora y hacer la toma de muestra manualmente (de toda la sección perpendicular al movimiento de la muestra entre dos puntos seleccionados de la cinta). La distancia entre los dos puntos estará en función del tamaño máximo de partícula. Se aconseja definir esta distancia como tres veces el diámetro de las partículas de mayor tamaño. La toma de muestra en cintras transportadoras es bastante usual, con frecuencia puede ser necesario realizarla en análisis de rutina y sin parar el motor de rotor de la cinta; en estos casos se recomienda llevarla a cabo de forma automática, a partir de muestreadores mecánicos que no necesitan parar la cinta transportadora. Todas las partículas de la sección transversal tienen que tener la misma probabilidad de ser seleccionadas, con lo que los muestreadotes tienen que moverse en paralelo a la cinta mientras la atraviesan, o tienen que ser radiales si tienen un movimiento circular.

Si el material para analizar es homogéneo, basta con tomar una muestra suficiente para poder efectuar las determinaciones necesarias y para conservar una parte con la que se pueda comprobar un dato, en caso de duda o de inconformidad con los resultados originales. Si el material es homogéneo, el tamaño de la muestra dependerá de la cantidad de dicho material y de la variación del tamaño de sus partículas; cuanto mayor sea el número de masas individuales, más grande debe de ser la muestra. Para preparar la muestra se toman pequeñas porciones de diferentes secciones horizontales y verticales del material, que se trituran y se mezclan; por el método de cuarteo.

Durante el muestreo es necesario tener cuidado para prevenir errores debido a la contaminación, oxidación, cambio de humedad y perdida de partículas volátiles y de poco peso. Los métodos de muestreo se pueden clasificar en dos grupos:  

muestreo mecánico y manual de la cual el primero es más confiable y de menos costo y el muestreo continuo, intermitente y errático. El primero consiste en tomar porciones del material que se encuentra en movimiento mediante una banda transportadora. El intermitente consiste en separar una porción de cada determinado número de unidades de material, para formar una muestra. En el errático se toman muestras sin orden, y se emplea exclusivamente para materiales homogéneos.

b) Materia Particulada Estática. La toma de muestra de materia particulada estática (por ejemplo suelos) conlleva un alto riesgo de falta de representatividad debido a la diferente distribución de las partículas en función de su tamaño. Se recomienda llevar a cabo la toma de muestra con sondas metálicas que permitan obtener una muestra de secciones en vertical u horizontal, para compensar la posible heterogeneidad de la muestra. Al insertar la sonda en la muestra esta retiene una porción en forma de cilindro c) Materiales Compactos. El equipo para la toma de muestras compactas se basa en el uso de sondas del tipo barrena (auger) que llevan acoplado un dispositivo que facilita la perforación.

Si la homogeneidad de la muestra puede ser considerada como muy alta (como es el caso de materiales metálicos procedentes de metales puros o de mezclas fundidas), la toma de muestra puede ser simplificada y basarse simplemente en tomar una porción de un extremo o de una superficie de la muestra. Sub muestreo Cuando los tamaños de las partículas de una muestra sólida tienen mucha variabilidad el tamaño del lote resulta demasiado grande y entonces es necesario hacer un sub muestreo. Aceptando que todos los incrementos que se utilicen compondrán una muestra única, cuando el laboratorio no pueda recibir esa muestra tan grande es obligatorio dividir esa muestra .Esto, en general, conlleva los siguientes pasos: - La molienda de la muestra sólida hasta que se logre el tamaño de partícula adecuado - El tamizado: es el procedimiento para lograr un tamaño homogéneo de la materia particulada - La homogeneización por medio de un molino de bolas - La subdivisión por el procedimiento del cuarteo o por medio de aparatos especiales para dividir muestras Toma de muestras líquidas En principio la toma de muestra líquidas se presenta más sencilla que la de sólidos, aunque esta afirmación es sólo cierta cuando la muestra líquida tiene una única fase o bien cuando la muestra líquida tiene una única fase o bien cuando la cantidad de muestra es suficientemente pequeña para que antes de la toma de muestra pueda ser homogeneizada por agitación. En caso de querer tomar una porción de una muestra de gran volumen, de una mezcla de líquidos de diferentes densidades o con materia particulada en suspensión, de nuevo puede haber una gran dificultad para conseguir una muestra representativa. En cualquier caso, el volumen a tomar dependerá básicamente de la concentración del analito de interés en la muestra. La homogeneidad no debe ser supuesta. La toma de muestra se realiza de manera diferente según el líquido se halle en reposo en un solo recipiente o en varios, o que se trate de líquidos en movimiento. Cuando hay corrientes, la muestra se toma a contracorriente como es el caso de ríos, tuberías, etc. En líquidos homogéneos suele bastar con introducir varias veces una pipeta y tomarlas cantidades de líquido precisas para completar el volumen de muestra requerida. Para muestrear botellas o pequeños contenedores se pueden utilizar jeringas. Si las características del líquido permiten suponer la existencia de zonas de distintas composición, se procede a efectuar tomas a distintas profundidades por medio de sondas para líquidos

Los muestreadores de profundidad contienen algún tipo de mecanismo para quitar el tapón del recipiente cuando éste se encuentra a una determinada profundidad. Uno de estos puede ser una botella de 1 litro sujeta con una cuerda y un contrapeso para que se hunda. El tapón va sujeto con una cuerda para que en un momento determinado se abra la botella. Las cuerdas pueden sustituirse por utensilio para el muestreo de líquidos en alambres o varillas metálicas en el caso sistemas abiertos de muestreo de depósitos. Los muestreadores automáticos se abren cuando una varilla toca el fondo del depósito o cuando una pesa mensajero se desliza sobre la guía actuando sobre un mecanismo que permite la entrada del líquido. El aire es expulsado a través de un tubo al exterior. La toma de líquidos en movimiento puede efectuarse de manera continua o intermitente mediante la colocación de una derivación en la tubería. Se pueden obtener muestras en distintos puntos con llaves que a tal efecto se dispongan en las tuberías. Cuando el líquido se bombea, pueden tomarse muestras de líquido a intervalos regulares de tiempo. Cuando el líquido contiene materias insolubles en suspensión, pero es posible obtener por agitación una suspensión uniforme y estable por lo menos durante el tiempo necesario para tomar la muestra, se practica en ella la toma por uno de los procedimientos anteriores. En mezclas de líquidos inmiscibles lo mejor es dejar separar las distintas capas y efectuar diversas tomas de los componentes de cada capa, mezclándolas después en las proporciones adecuadas. a) Muestras Líquidas en Movimiento en Sistemas Abiertos. Se utilizan contenedores en forma de botellas de cuello amplio que descansan en una cesta con un peso y un tapón que puede quitarse en una profundidad predeterminada (o que salta por presión hidrostática), para volver a colocar el tapón antes de recuperar la botella con la muestra. Uno de los modelos más usados de este tipo de botellas es el Niskin, tanto de PVC como de teflón. En ocasiones se utilizan también equipos que bombean continuamente la muestra y que tienen un sistema de filtración incorporado cuando esto es necesario. Respecto a la localización de los puntos de toma de muestras, se tienen que evitar puntos superficiales o muy cerca del fondo, así como zonas de estancamiento. De hecho, se recomienda mantener una distancia mínima de 30 cm respecto a la superficie y al fondo. b) Muestra Líquidas en Movimiento en Sistemas Cerrados. En sistemas cerrados, el parámetro que puede controlar el nivel de homogeneidad de las muestras líquidas es la velocidad del flujo dentro del sistema. La muestra se

toma en la dirección opuesta a la del flujo líquido. El diámetro del tubo de toma de muestra, que va conectado al recipiente de muestra, deberá adaptarse también a la velocidad del flujo de la muestra. c) Muestras de Líquidos Almacenados en Contenedores. El problema de este tipo de muestras lo constituye la posible heterogeneidad de la muestra debido a una estratificación por las diferentes densidades de los líquidos. Considerando que habitualmente es imposible llevar a cabo una homogeneización previa en los tanques, una solución posible es tomar porciones a diferentes profundidades, usando una botella en un cesto portador que se pueda abrir en un nivel determinado y cerrarse después de recolectar la muestra. Este procedimiento es especialmente indicado si los analitos de interés tienden a acumularse en la parte superior o inferior del tanque. Otros sistemas de recolección se basan en un sistema cilíndrico o rectangular con embolo, que sube hasta una altura determinada, permitiendo el paso del líquido, y que se cierra una vez que se ha llenado. d) Muestras de Líquidos Estáticos en Sistemas Abiertos. Este tipo de situación viene representado por el agua de un lago o de un embalse, que aunque estrictamente hablando puede haber un cierto movimiento de masas de agua, la hipótesis de situación estática es bastante apropiada. Al igual que en el caso anterior, será necesario tomar la muestra a diferentes profundidades Toma de Muestras Gaseosas. Un factor de especial importancia a considerar en la toma de muestras gaseosas es la gran dependencia de la composición de la muestra con respecto a la temperatura y la presión. El análisis de las muestras gaseosas puede ser la determinación del gas en sí o bien de analitos presentes ya sea en forma particulada o en suspensión. En el muestreo de gases se usan recipientes que “atrapan” el gas. Para ello se hace circular el gas a través de una ampolla de vidrio (250-1000 ml de capacidad) que se cierra por los dos extremos. A veces es necesario arrastrar el gas y esto se consigue con un frasco de agua, que mediante desplazamiento consigue una depresión o también con una jeringa y otro dispositivo mecánico que desplace el aire de la toma muestras.

En el caso de muestreo de aire, se hace pasar una cantidad de aire a través de un tren de muestreo que contiene: - Filtro: consta de una membrana (0,45 µm) que retiene las partículas sólidas. - Bomba de aspiración: es una bomba de vacío que hace que circule el aire a través de todo el sistema. - Medidor de flujo: pueden ser de dos tipos: • Los que miden velocidad: son pequeños y de bajo costo, pero tienen la desventaja de medir la velocidad puntualmente y deben vigilarse con frecuencia durante el periodo de muestreo. El más simple es el rotámetro que consta de un flotador esférico de acero inoxidable en el interior de un tubo en forma cónica con una escala. El flotador se eleva y desciende en proporción directa a la velocidad de flujo. • Los que miden volumen: registran el flujo total y son más útiles. Un ejemplo es el contador de gas y su mecanismo es un conjunto de fuelles de plástico que se llenan y se vacían alternativamente, haciendo que se muevan las agujas de las carátulas mediante un sistema de palancas. - Dispositivos de muestreo: el tercer componente del tren de muestreo es el colector, que puede ser de dos tipos dependiendo de los contaminantes: • Si los contaminantes están en forma de aerosol la muestra se recoge mediante un filtro de fibra de vidrio o vidrio fritado. Otro dispositivo colector para contaminantes en aerosol es el muestreador de impacto, que consiste en presentar superficies de choque en el recorrido del gas. • Si los contaminantes están en forma gaseosa, los gases pueden escogerse por absorción en un líquido, sólido, o llenado de un recipiente evacuado al vacío. Entre los dispositivos utilizados en la absorción están los lavadores que pueden contener líquidos o sólidos que retengan el componente a analizar. El dispositivo de absorción más eficiente es el frasco lavador de vidrio fritado que permite una dispersión eficiente del gas a) Muestras de Gases Licuados en Cilindros. Los gases licuados pueden tomarse como gases o como líquidos, dependiendo de la presión de los contenedores. Antes de tomar las porciones de muestra se recomienda abrir las válvulas para llenar las líneas del gas y evitar pérdidas e los componentes más volátiles. b) Muestras de Gases en Movimiento.

Una situación representativa de este caso son los gases producidos por la actividad de una industria y transportados por una tubería hacia una chimenea. La toma de muestra puede plantearse directamente en la tubería. En cualquier caso, los valores altos de difusión y caudal que tienen los gases en esta situación permiten formular la hipótesis de que el flujo es turbulento, con lo que la muestra será homogénea, en su sección transversal. Se recomienda tomar la muestra en intervalos de tiempo predefinidos aleatoriamente o según un patrón sistemático. c) Muestras de Gases Almacenados en Tanques. El principal problema con este tipo de muestras es la separación en capas de los componentes de la muestra debido a las diferentes densidades. Se sugiere tomar porciones a intervalos aleatorios o continuos para tener información de la heterogeneidad de la muestra. d) Muestras de Gases en la Atmósfera. El objetivo principal de la toma de muestra de gases en la atmósfera suele estar relacionado con el control del nivel de contaminación; en este caso lo importante no es el gas en sí, sino los analitos que contiene. La toma de muestra de gases en la atmósfera puede adolecer de falta de representatividad debido a la gran extensión que ésta ocupa y no por la heterogeneidad espacial de la muestra. En consecuencia, es necesario diseñar una toma de muestra que incluya un gran número de muestras. Las estrategias que se sugieren son las siguientes: • Tomar muestras simultáneamente en diferentes puntos dentro del área de estudio. • Tomar muestra de forma continua dentro de un periodo y zona preestablecidos. • Tomar muestras de forma discontinua durante un tiempo determinado. El equipo de toma de muestra suele ser un captador activo que succiona la muestra de aire que atraviesa filtros y trampas que retengan, de forma física o química, al analito o analitos objeto de estudio. En estas condiciones el analito puede ser retenido por precipitación, formación de complejos o simplemente por adsorción en un sustrato inerte. e) Equipos para la Toma de Muestra y Posterior Almacenamiento de Muestra de Gases.

Los equipos de toma de muestras son diseñados de forma tal que también sirven de contenedores para mantener las muestras hasta el momento de su análisis. Algunos ejemplos de estos contenedores son: • Contenedores de vidrio. • Pipetas de gas rellenas de líquido. • Contenedores en los que se ha hecho vacío. Toma de muestras especiales 

Toma de muestra de planta: para conocer la composición química tenemos que especificar la zona de la planta que hemos elegido, lo más utilizado es el análisis foliar (de las hojas). Hay que tener en cuenta que la composición química puede variar por muchos factores como el cambio de estación, del día a la noche, etc.

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Toma de muestra de materiales higroscópicos y peligrosos: se utiliza la “caja seca”, una caja con atmósfera de nitrógeno de tal modo que no sea alterada la muestra por la humedad o el oxígeno atmosférico. Cualquier recipiente en el que eliminemos el oxígeno previamente, puede servir.

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Toma de muestra de aleaciones: Hay que tener en cuenta que a medida que se enfría la aleación, los metales de punto de fusión más alto se irán solidificando primero. Por tanto, en la superficie que se enfría mucho antes habrá una mayor pureza del metal con un punto de fusión más alto y en el interior habrá mayor riqueza del material con un punto de fusión más bajo

Preparación de las muestras para análisis 

La mayor parte de las determinaciones analíticas se llevan a cabo con soluciones de la muestra, con las siguientes normas de solubilidad:

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Los compuestos cuyas moléculas son polares o iónicas son más solubles en disolventes polares que los compuestos no polares, y los compuestos no polares son más solubles en disolventes no polares.

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De dos compuestos con calores de fusión semejantes, el del punto de fusión más alto es menos soluble en un mismo disolvente.

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De dos sólidos con punto de fusión semejantes, el que tenga calor de fusión más elevado es menos soluble en un disolvente determinado.

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De dos sustancias con el mismo calor de disolución, su solubilidad en un disolvente determinado guarda la misma proporción de sus puntos de fusión.

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Los sólidos de elevada energía reticular son insolubles en agua.

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Un gas con temperatura crítica y un punto de ebullición más elevado es más soluble que otro de menor temperatura crítica y punto de ebullición más bajo

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La flexibilidad de algunas moléculas favorece la solubilidad en determinados disolventes. Todos los líquidos normales solubles son entre sí siempre y cuando sus presiones internas sean semejantes.

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Toda sustancia capaz de formar con el agua puentes de hidrógeno es soluble en ella.

Aseguramiento de la calidad de la toma de muestra Prácticamente todos los conceptos y prácticas para asegurar la calidad de los datos y resultados analíticos pueden en un principio ser aplicados a la etapa de toma demuestra, aunque esto pueda conllevar un aumento de su coste. El aseguramiento de la calidad de la toma de muestra se fundamentará en una planificación adecuada, en la documentación y en el control del proceso. Los métodos de toma de muestra, especialmente en análisis de rutina, deberán esta rescritos y estandarizados en forma de procedimientos normalizados de trabajo. Éstos no han de corresponder únicamente a etapas específicas y detalladas de la toma demuestra, sino que también tienen que incluir un esquema de toma de decisiones asociadas a la estrategia general de la toma de muestra. Es obligatorio tener una documentación detallada y formalizada de todo el proceso, para posibilitar el reconocimiento y el control de los posibles errores. Dentro del control de calidad habrá que considerar también una serie de muestras adicionales, blanca de muestra y replicada, para corregir posibles errores sistemáticos y poder estimar la variabilidad de la operación de la toma de muestra. Manipulación, conservación, transporte y almacenamiento de la muestra cuando el transporte de la muestra al laboratorio se realiza después de unas horas de ser tomada generalmente es suficiente el mantenerlas a 4° pero para tiempos C; superiores, en especial para muestras biológicas, es aconsejable transportarlas debidamente congeladas. El material de los contenedores debe ser cuidados a mente seleccionado para evitar posible contaminación o pérdida de analitos (el polietileno y el teflón son materiales por lo general bastante aconsejables). Debe tomarse las debidas precauciones para evitar la exposición de las muestras a humedades extremas. En el transporte de sólidos debe evitarse que tengan lugar problemas desegregación, y si sucede, re homogeneizar las muestras después del transporte. Una mención especial merece el transporte de fluidos biológicos tales como la sangre, en los que se aconseja re homogeneizar las muestras después del transporte. La muestra debe

conservarse de forma que se reduzca al mínimo los riesgos de alteraciones que ésta pueda experimentar antes del análisis, bien sea por adsorción de H2O, de CO2, o por oxidaciones por contacto con la atmósfera. Como norma general se recomienda evitar al máximo su exposición al aire y a la luz y su manipulación. En condiciones normales la congelación constituye el método más adecuado para conservar las muestras durante largos períodos de tiempo, pero para tiempos cortos suele ser suficiente el mantenerlas a temperaturas comprendidas entre 2-4° C. Un proceso importante a considerar antes de guardar la muestra es someterla al proceso de secado. La humedad que puede contener la muestra depende del tamaño de las partículas que la constituyen, grado de humedad en el ambiente y, lo que es más importante, de la naturaleza de la muestra. Un elevado exceso de humedad en muestras sólidas puede dar lugar a reacciones irreversibles que alteren de forma importante la composición de la muestra. Por todo ello, los sólidos deben conservarse secos, eliminando previamente su contenido en agua en una estufa a 90-11O° en desecador o en un lugar relativamente sec o. C, No obstante, por regla general, la conservación de muestras sólidas es menos problemática que la de materiales biológicos, líquidos y gases. Para la conservación de materiales biológicos, alimentos, etc., durante largos períodos de tiempo, se recomienda el realizarlo: a) en bolsas de plástico congeladas a la temperatura del nitrógeno líquido b) liofilizarlas y mantenerlas en un lugar convenientemente seco. El tipo de tratamiento para la conservación de muestras líquidas depende de los análisis a realizar en las mismas. Por lo general, la estabilización de iones orgánicos se consigue por acidulación con ácido nítrico u otro ácido estabilizante. No obstante, sien la muestra se pretende realizar una especiación de metales, debe tenerse muy encuentra que los reactivos estabilizantes ácidos no produzcan cambios significativos en la forma original de los mismos (bien sea en el grado de oxidación en que se encuentra o en los compuestos a los que se encuentra unido). El tiempo que puede transcurrir hasta el análisis dependerá de la estabilidad de los analitos a determinar, hecho que en muchas ocasiones no sólo depende de los estabilizantes sino también de la naturaleza o componentes de la matriz. En muchas ocasiones es aconsejable utilizar recipientes opacos, no transparentes a la radiación ultravioleta, y mantener las muestras en contacto con gas inerte. El almacenaje de las muestras es en numerosas ocasiones inestable, especialmente cuando éstas no se pueden analizar inmediatamente después de llegar al laboratorio. En numerosas ocasiones, es de sumo interés preparar un duplicado de

la muestra, el cual se guarda, y puede utilizarse con el tiempo como de chequeo de los resultados obtenidos en los análisis iniciales. Para la conservación de la muestra durante largo períodos de tiempo se recomienda que el aire en el espacio libre del recipiente sea mínimo y que la naturaleza de éste sea hidrófoba, la superficie sea lisa y no porosa (teflón, polietileno). El pre acondicionamiento de la superficie, especialmente del cuarzo y de los recipientes de vidrio se lleva a cabo sumergiéndolo en un baño ácido (HNO3, HCl, HF diluido), o en reactivo quelante (EDTA), u oxidante (H2O2) seguido de sucesivos lavados con agua de elevada pureza. Limitaciones de la preparación manual de la muestra 

Sujeta a la variabilidad humana, originándose así errores

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Labor intensiva, por tanto cara Consumo de tiempo

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Desconectada del flujo automático de información Exposición de personas a medios peligrosos

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Exposición de experimentos delicados a contaminación humana Dificultad de reproducción tras cambios de personal

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Reaprendizaje tras largos periodos de no uso