Unidad 1-fase 1 Solucion Del Problema Analitico 1.docx

QUIMICA ANALITICA E INSTRUMENTAL “Fase 1 – Identificación del problema analítico” LECHE CONTAMINADA CON PLOMO

Presentado Luz Amelia Rodríguez Parra. Cód.: 1052389604 Deicy Liliana Martinez Holguín. Cód.: 1053605577 Diana Marcela Cercado. Cód.: 1053608206

Presentado a: SINDY JOHANA ESCOBAR

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA “UNAD” ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS DE LA INGENIERIA Y TECNOLOGIA MARZO-2019

por:

Paso 1. Identifique una problemática asociada a la contaminación de alimentos desde la lectura del material “Anexo 1-Problema

Estudiante

Alimento contaminante origen de la Limite contaminación permisible (mg/kg) Deicy Martinez Leche Plomo Uso de 0,02 materiales durante el ordeño, almacenamiento y transporte de leche Amelia Atún Mercurio Inadecuado 0,5 Rodríguez manejo de residuos tóxicos (minerías termoeléctrica) Diana marcela cebolla cadmio Manejo de 0.05 cercado Avella fungicidas y pesticidas, control y almacenamiento del producto Paso 2. Lluvia de ideas Causas por las cuales la leche se contamina con plomo La presencia de metales pesados en alimentos y particularmente en productos lácteos, constituye un tema de actualidad debido a la contaminación de la cadena trófica: 



El suelo contaminado en el que se producen el alimento para el ganado: Se hace constante uso de sustancias biosólidas, fertilizantes, estiércol de ganado, agroquímicos y la irrigación con aguas contaminadas son algunas de las actividades que contaminan el ambiente y específicamente los suelos agrícolas y de pastoreo el uso de materiales durante el ordeño almacenamiento y transporte de la leche: los cuales pueden contaminarse por al estar en contacto con el suelo y el aire, ya que el plomo es un mineral presente en el ambiente que puede elevar su contenido si se explota en la producción industrial. (Humberto Rodríguez Fuentes1, 2012)



El agua que ingieren los bovinos (provenientes de bebederos cuyos elementos fijos son soldados con plomo de los cuales cantidades significativas de plomo pueden infiltrarse si el agua contiene altos niveles de acidez o poco contenido mineral puede corroer estos elementos fijos. (Dr. Franco Danza. n: Dr. Daniel Danatro, 2013)

Efectos de la contaminación por plomo la leche: La exposición de los animales a este elemento tóxico puede provocar: trastornos clínicos tales como pérdida del apetito, anemia, crecimiento retardado, disminución de la productividad y de los índices reproductivos, afección del sistema inmune lo que incrementaría su susceptibilidad a enfermedades, aparición de alteraciones mutagénicas, carcinogénicas y teratogénicas, abortos o algo peor aún, la afección del organismo, pero con ausencia de cualquier signo clínico. Está demostrado que metales como el plomo puede ejercer efectos tóxicos como se ha mencionado, pueden transferirse y ser un factor de riesgo de intoxicación en la salud pública. Algunos efectos negativos sobre el hombre, pueden ser tales como daños a nivel del sistema nervioso, en la función hepática y renal, en el sistema músculoesquelético, alteraciones mutagénicas, efectos carcinogénicos e inmunológicos, específicamente en la población infantil que es más sensible a dichos efectos. (José R González-Montaña, 2009) Para lograr una mejor identificación de esta contaminación de plomo que afecta a la leche, se debe establecer una determinación e identificación del contenido de esta sustancia presente, en muestras crudas ya que es importante para establecer cuáles son los contenidos que posee el alimento y si exceden los límites permitidos por las autoridades sanitarias. Plan de muestreo más adecuado para a la identificación: Realizar un estudio transversal con las muestras adquiridas en hatos donde se produce la leche durante un periodo de fijo y continuo de tiempo. Las variables para el diseño del plan de muestreo: Este muestreo se realiza en leche líquida. Muestras tomadas en ciertos hatos una en un municipio terminado Periodo fijo de un mes consecutivo. Criterio de Inclusión: Leches de hato del municipio de xxx. Criterio de Exclusión: Leche no pertenecientes a hatos en el municipio xxx. Universo poblacional y marco muestral: Leche l producida en hatos del municipio de xxx. El muestreo se puede realizar de la siguiente manera: Muestras recolectadas semanalmente entre 12 a 15 muestras de leche líquida de hato. Con un total de 48 a 60 muestras de leche mensual. Todas las muestras se pueden analizadas por duplicado. Tipo de muestreo: Muestreo consecutivo – Doble ciego. Estudio de corte transversal. Las muestras fueron tomadas en los hatos del municipio de xxx; el personal de muestreo no conoce la leche en estudio en el momento de realizar el análisis con el ánimo de no sesgar el estudio.

Las muestras se entregan al analista en tubos de 50 mL numeradas consecutivamente; las cuales se procesan y analizan por duplicado. Cobertura: El muestreo represento entre un 30-50% de los hatos en el municipio de xxx El estudio debe cubrir la cantidad mayor de muestras asequibles en ese periodo de tiempo independientemente del tipo de leche que se muestreo por raza y finca. Unidad de observación estadística: Se realizó el muestreo en los hatos de leche. La cantidad de muestra a tomar equivalió al mínimo de muestra más el 20%. Determinación de los niveles de Pb en leche 20 % necesaria para realizar el análisis por duplicado, teniendo en cuenta muestras por fortificar y una contramuestra. Una cantidad mínima de 15 mL por duplicado. Período de referencia: El muestreo se llevó a cabo entre un periodo fijo que fue aproximadamente de un mes consecutivo. (Choque, 2015) PARÁMETROS ESTADÍSTICOS MÁS RELEVANTES PARA EL TRATAMIENTO DE LOS DATOS. Se puede usar un análisis estadístico utilizando un diseño de bloques al azar con el # de hatos y ocho repeticiones; se puede usar el método de Tukey para realizar la comparación de medias con un nivel de significancia (%). Los parámetros estadísticos manejados podrían ser medida de centralización: mediana, media aritmética, moda, los de dispersión como: varianza, probabilidad, aplicadas al contenido del plomo. (Humberto Rodríguez Fuentes1, 2012) EL PLOMO COMO AGENTE CONTAMINANTE: El plomo es una sustancia tóxica que se va acumulando en el organismo afectando a diversos sistemas del organismo, con efectos especialmente dañinos en los niños de corta edad. El plomo se distribuye por el organismo hasta alcanzar el cerebro, el hígado, los riñones y los huesos y se deposita en dientes y huesos, donde se va acumulando con el paso del tiempo. Para evaluar el grado de exposición humana, se suele medir la concentración de plomo en sangre. Los niños de corta edad son especialmente vulnerables a los efectos tóxicos del plomo, que puede tener consecuencias graves y permanentes en su salud, afectando en particular al desarrollo del cerebro y del sistema nervioso. El plomo también causa daños duraderos en los adultos, por ejemplo, aumentando el riesgo de hipertensión arterial y de lesiones renales. En las embarazadas, la exposición a concentraciones elevadas de plomo puede ser causa de aborto natural, muerte fetal, parto prematuro y bajo peso al nacer, y provocar malformaciones leves en el feto Una vez dentro del cuerpo, el plomo se distribuye hasta alcanzar el cerebro, el hígado, los riñones y los huesos, y se deposita en dientes y huesos, donde se va acumulando con el paso del tiempo. El plomo almacenado en los huesos puede volver a circular por la sangre durante el embarazo, con el consiguiente riesgo para

el feto. Los niños con desnutrición son más vulnerables al plomo porque sus organismos tienden a absorber mayores cantidades de este metal en caso de carencia de otros nutrientes, como el calcio. Los grupos expuestos a mayor riesgo son los niños de corta edad (incluidos los fetos en desarrollo) y los pobres La exposición al plomo también puede causar anemia, hipertensión, disfunción renal, inmunotoxicidad y toxicidad reproductiva. Se cree que los efectos neurológicos y conductuales asociados al plomo son irreversibles. El Instituto de Sanimetría y Evaluación Sanitaria ha estimado que, según datos de 2015, la exposición al plomo causó 494 550 muertes y la pérdida de 9,3 millones de años de vida ajustados en función de la discapacidad (AVAD) debido a sus efectos a largo plazo en la salud. La mayor carga corresponde a los países de ingresos bajos y medianos. El Instituto estimó asimismo que la exposición al plomo fue responsable del 12,4% de la carga mundial de discapacidad del desarrollo intelectual idiopático, del 2,5% de la carga mundial de cardiopatía isquémica, y del 2,4% de la carga mundial de accidentes cerebrovasculares. ¿POR QUE LA PRESENCIA DE PLOMO EN LA LECHE? Una de las formas en que los animales se protegen de los metales pesados es encapsularlos en los depósitos grasos, donde pueden pasar toda la vida sin afectarnos. Muchas personas, cuando bajan de peso o inician una dieta de desintoxicación sienten debilidad, dolor de cabeza y se vuelven fácilmente irritables. Esto se debe a que, al disolverse las grasas, las toxinas regresaron al torrente sanguíneo. Cuando seres humanos y otros mamíferos producen leche, su rico contenido en grasas también implica la transmisión de estas toxinas. Es por ello que la leche de vaca suele transmitirnos antibióticos, hormonas, pesticidas y muchas otras toxinas que la vaca acumuló a lo largo de su vida (conoce los efectos de los lácteos en la salud). Los metales pesados no son una excepción. La leche de vaca se usa como parámetro para conocer los niveles de contaminación por plomo y de radiación, debido a su capacidad para absorber la radiación circundante. ENFERMERDADES CAUSAS POR LECHE CONTAMINADA POR PLOMO Los síntomas del envenenamiento por plomo incluyen, irritabilidad, insomnio, erupciones, letargo o hiperactividad, pérdida de apetito, dolores de cabeza. En altos contenidos puede provocar disconfort abdominal, daños del sistema nervioso y encefalitis. A altos niveles, puede provocar convulsiones, coma y muerte En hombres, la exposición a altos niveles de plomo puede alterar la producción de espermatozoides. No se ha demostrado definitivamente que el plomo produce cáncer (es carcinogénico) en seres humanos. Ratas y ratones a los que se

administró dosis altas de un tipo de compuesto de plomo desarrollaron tumores en el riñón.

PLAN DE MUESTREO Sustancia química: plomo (Pb4) en leche Problemática Seleccionada por el grupo colaborativo Grupo colaborativo: Tipo

nnnne

de muestreo

Consecutivo-doble ciego

Explicación

Se recluta toda la población de existente en los hatos del municipio en cuestión(12-15 muestras semanales),por un mes (40-68,muestra), se analizan por duplicado partiendo de una muestra de 15ml de leche en frascos codificados , el analista no conoce la procedencia de la leche, con el amino de no sesgar en los resultados , los resultados obtenidos se llevan análisis estadístico; utilizando un diseño de bloques al azar con el # de hatos y # de análisis realizados, para cada muestra usamos parámetros estadísticos como media aritmética, sabremos el promedio de repetitividad del presencia de plomo en muestra, luego la varianza para identificar la incidencia de ausencia-presencia y finalmente intervalo de confianza para establecer el rango de hallazgo del plomo Pb4.

del plan de muestreo

Justificación

Este tipo de muestreo es muy práctico y eficaz ya que a través del muestreo consecutivo el investigador puede incluir todos los criterios inclusión vistos consecutivamente, en un determinado periodo de tiempo hasta alcanzar un número determinado de muestras bajo las mismas condiciones, aun así hay que tener presente algunos factores relacionados con el tiempo transcurrido durante el análisis, que pueden afectar este método.

Tamaño nuestral

Referencias usadas para el plan de muestreo

Choque, C. G. (2015). Determinación de los niveles de plomo en leches. Recuperado el 04 de 03 de 2019, de Universidad Nacional de Colombia: http://bdigital.unal.edu.co/47779/1/599661.2015.pdf Humberto Rodríguez Fuentes1, E. S. (2012). METALES PESADOS EN LECHE CRUDA DE BOVINO. Recuperado el 04 de 03 de 2019, de http://respyn.uanl.mx/index.php/respyn/article/viewFile/155/137

2. Características y propiedades fisicoquímicas de la muestra Características Muestra: Leche producida por secreción glándula mamaria de vaca de la muestra

Reino: Animalia Flio: Arthopoda clase: Mammalia Familia: Bovidae

Propiedades físicas de muestra

La leche de vaca tiene una densidad media de 1,032 g/l. Es la una mezcla compleja y heterogénea compuesta por un sistema coloidal de tres fases: 

Solución: los minerales, así como los hidratos de carbono se encuentran disueltos en el agua.  Suspensión: las sustancias proteicas se encuentran con el agua en suspensión.  Emulsión: la grasa en agua se presenta como emulsión. Contiene una proporción importante de agua (cerca del 87%). El resto constituye el extracto seco que representa 130 g por I y en el que hay de 35 a 45 g de materia grasa. Otros componentes principales son los glúcidos lactosa, las proteínas y los lípidos. Los componentes orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas, vitaminas), y los componentes minerales. La leche contiene diferentes grupos de nutrientes. Las sustancias orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas) están presentes en cantidades más o menos iguales y constituyen la principal fuente de energía. Estos nutrientes se reparten en elementos constructores, las proteínas, y en compuestos energéticos, los glúcidos y los lípidos. (Archundia, 2010)

Propiedades químicas

El pH

la leche es ligeramente ácido (pH comprendido entre 6,6 y 6,8).Otra propiedad química importante es la acidez, o cantidad de ácido láctico, que suele ser de 0,15-0,16% de la leche.

de la muestra Las sustancias proteicas de la leche son las más importantes en el aspecto químico. Se clasifican en dos grupos: proteínas (la caseína se presenta en 80% del total proteínica, mientras que las proteínas del suero lo hacen en un 20%), y las enzimas. La actividad enzimática depende de dos factores: la temperatura y el pH; y está presente en todo el sistema de

diversas formas. La fosfatasa es un inhibidor a temperaturas de pasteurización e indica que se realizó bien la pasteurización. La reductasa es producida por sustancias ajenos a la leche y su presencia indica que está contaminada. La xantoxidasa en combinación con nitrato de potasio (KNO3) inhibe el crecimiento de bacterias butíricas. La lipasa oxida las grasas y da olor rancio a los productos y se inhibe con pasteurización. La catalasa se incrementa con la mastitis y, si bien no deteriora el alimento, se usa como indicador microbiológico. (Araneda, 2018) REFERENCIAS Choque, C. G. (2015). Determinación de los niveles de plomo en leches. Recuperado el 04 de 03 de 2019, de Universidad Nacional de Colombia: http://bdigital.unal.edu.co/47779/1/599661.2015.pdf Humberto Rodríguez Fuentes1, E. S. (2012). METALES PESADOS EN LECHE CRUDA DE BOVINO. Recuperado el 04 de 03 de 2019, de http://respyn.uanl.mx/index.php/respyn/article/viewFile/ 155/137 Araneda, M. (2018). propiedades fisicas y quimicas de la leche. Recuperado el 10 de 03 de 2019, de blog edualimentaria. com: http://www.edualimentaria.com/leche-y-derivadoscomposicion-y-propiedades Archundia, M. A. (2010). Características Físico-Químicas y Microbiologica de la Leche. Recuperado el 10 de 03 de 2019, de blog: http://analisisquimicosdelaleche.blogspot.com/

Propuesta de solución del problema analítico.

EJERCICIO 1. 1. Considere la siguiente situación. Se desea tomar una muestra de agua de 10 mL con la mayor exactitud posible para el análisis de calcio en el agua. En el laboratorio se cuentan con 3 pipetas volumétricas de dicha capacidad para las cuales se realizan experimentos que buscan determinar la incertidumbre de cada una. En la siguiente tabla se muestra la determinación de los volúmenes en mL de cada una de las pipetas volumétricas:

Para cada conjunto calcule: a. Media o promedio estadístico Pipeta 1= 9,70001667 Pipeta 2= 9,49261667 Pipeta 3= 9,90271667 b. Desviación estándar Pipeta 1= 0,01101752 Pipeta 2= 0,00907467 Pipeta 3= 0,01495024 c. Coeficiente de variación Pipeta 1= 0,00113582 Pipeta 2= 0,00095597 Pipeta 3= 0,00150971

d. El intervalo de confianza empleando t-student con un nivel de confianza de 95%

2. Para el ejercicio anterior, calcule el error relativo y absoluto teniendo en cuenta el volumen nominal correspondiente y realice un análisis de acuerdo a las diferencias entre errores y dispersión de los datos brindados entre cada pipeta, y determine la pipeta volumétrica que es más precisa y exacta. 𝐸𝐴 = 𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑉𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 El valor real viene a ser en este caso el volumen nominal de 10ml que hace cada pipeta y el experimental la media estándar hallada anteriormente Pipeta 1 𝐸𝐴 = 10𝑚𝑙 − 9,700016𝑚𝑙 = 0,29𝑚𝑙

Error absoluto 𝐸𝑟 = 𝐸𝑟 =

𝑉𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢 ∗ 100 𝑥̅

0,29𝑚𝑙 ∗ 100 = 2,98% 9,70001

Pipeta 2 𝐸𝐴 = 10𝑚𝑙 − 9,4926𝑚𝑙 = 0,5074𝑚𝑙 𝐸𝑟 =

0,5074𝑚 ∗ 100 = 5,34% 9,4926

Pipeta 3 𝐸𝐴 = 10𝑚𝑙 − 9,9027𝑚𝑙 = 0,0973𝑚𝑙 𝐸𝑟 =

0,0973𝑚𝑙 ∗ 100 = 0,98% 9,902

Teniendo en cuenta esto datos podemos deducir: Podemos decir que pipeta con mejor precisión y exactitud es la # 3 por qué? De acuerdo a los datos de desviación estándar presenta una minina diferencia en los intervalos de medición solo 0,009%, y está más cercana que las demás en cuanto al valor real de 10 ml solo un 0,98% de diferencia según dato de error relativo. Mientras que los intervalos de medida según desviación

3. Las interferencias son compuestos químicos que perturban la caracterización de un analito en una muestra problema. ¿Cuáles son los métodos más comunes para ser eliminadas antes de un análisis? Separación: Este método implica la formación de dos fases, incluyendo fenómenos como los de precipitación, extracción con disolventes inmiscibles, volatilización, cromatografía, diálisis, etc. Enmascaramiento: A veces es posible inactivar las especies interferentes mediante el empleo de reactivos adecuados, con lo cual, a efectos prácticos, es como si éstas hubiesen sido separadas. Generalmente se utilizan procesos redox o de formación de complejos mediante los cuales se disminuye la concentración de las especies que perturban hasta niveles inferiores a los de sus límites de detección. (Usal, 2012) En el momento de elegir un método de separación o uno de enmascaramiento para la eliminación de interferencias debe tenerse en cuenta que los métodos de enmascaramiento son más rápidos que los de separación, pero éstos son generalmente más efectivos frente a cualquier método de observación que haya que aplicarse.

4. ¿Cuáles son los criterios necesarios para escoger un procedimiento de análisis? Justifique su respuesta a través de un ejemplo    

Definir el tipo de muestra a analizar (fijar un límite) Identificar el marco muestral lista de los elementos de la población a tomar la muestra Selección del procedimiento para realizar el muestreo Determinar el tamaño del muestreo

Veamos un plan de muestreo simple: Tenemos un lote de Duraznos en almíbar compuesto por 5000 unidades o sea nuestro tamaño de lote (N) es de 5000 latas de duraznos a las cuales por CAA les queremos determinar el peso escurrido. Como los planes de muestreo consisten en tomar una sola muestra de n elementos de un lote de N artículos, con base a la información obtenida por tablas se decidirá si se acepta o no el lote. d es el número de unidades defectuosas que se encontraron en la muestra. Si d es menor a un número de aceptación, c, se acepta el lote. Si no, se rechaza. Como nuestro lote es de 5000 unidades por tablas nos corresponde tomar una muestra n de 13 unidades. Las tablas también nos informan sobre el número de aceptación que puede tener mi lote, en nuestro caso es 2, es decir, 2 unidades de mis 13 unidades pueden no cumplir con el peso escurrido. Al realizar el análisis, 1 de mis 13 unidades no cumple las especificaciones del Código Alimentario Argentino. Como el número de unidades defectuosas d=1 y mi criterio de aceptación c es 2 entonces como c>d, se acepta el lote. En este caso el Plan de muestreo

utilizado no es aplicable para los factores que constituyen peligro para la salud o que por calidad sean altamente objetables para el consumidor, tales como presencia de sustancias contaminantes, insectos, latas hinchadas, etc.

(ANMAT, 2017)

EJERCICIO 2

1. Considere la siguiente situación. Se desea tomar una muestra de agua de 100 mL con la mayor exactitud posible para el análisis de sodio en el agua. En el laboratorio se cuentan con 3 balones aforados de dicha capacidad, para los cuales se realizan experimentos que buscan determinar la incertidumbre de cada uno. En la siguiente tabla se muestra la determinación de los volúmenes en mL de cada una de los balones aforados:

Para cada conjunto calcule:

a.

Media o promedio estadístico Balón 1= 100,0333333 Balón 2= 100,283333 Balón 3= 99,65

b.

Desviación estándar Balón 1= 0,294392029 Balón 2= 0,42622373 Balón 3= 0,59916609

c.

Coeficiente de variación Balón 1= 0,002942939 Balón 2= 0,0042502 Balón 3= 0,00601271

d.

El intervalo de confianza empleando t-student con un nivel de confianza de 95%

LIM INFERIOR LIM SUPERIOR

BALON 1 BALON 2 BALON 3 99,72438785 99,836039 99,0212138 100,3422788 100,730628 100,278786

2. Del ejercicio anterior calcule el error relativo y absoluto teniendo en cuenta el volumen nominal correspondiente y realice un análisis de acuerdo a las diferencias entre errores y dispersión de los datos brindados entre cada balón, y determine el balón aforado que es más preciso y exacto.

Análisis:

VOLUMEN ml

ANALISIS DE DISPERSION 101 100.8 100.6 100.4 100.2 100 99.8 99.6 99.4 99.2 99

BALON 1 REAL BALON 2 BALON 3

0

1

2

3

4

5

6

7

MEDICION

Teniendo los datos de la media de cada una de las mediciones con los diferentes valores podemos compararlos y vemos que el dato que más se acerca al valor nominal (real) es el balón 1, de igual forma si observamos la gráfica de dispersión podemos ver que la línea que más se acerca a la línea de referencia (valor nominal) es la línea azul que corresponde al balón 1. Estos datos nos confirman que el balón aforado más preciso y exacto es el balón 1

3. ¿Cuál es el propósito del análisis cualitativo y del análisis cuantitativo en Química Analítica? Cite dos ejemplos El Análisis Cualitativo tiene por propósito el reconocimiento o identificación de los elementos o de los grupos químicos presentes en una muestra. Análisis Cuantitativo es la aplicación de las leyes de la estequiometria. La forma de proceder es tomar una cantidad perfectamente determinada de muestra (en peso o en volumen) y someterla a reacciones químicas que tengan lugar de forma prácticamente completa y en las que intervenga el componente a determinar, deduciéndose la cantidad buscada del peso del producto de la reacción (métodos gravimétricos) o del volumen de reactivo consumido (métodos volumétricos). (Anonimo, 2012) Ejemplos: 1. Determinación volumétrica de calcio en una muestra de cemento. 2. Determinación gravimétrica del contenido de sulfato en forma de trióxido de azufre SO3 en una muestra de yeso

4. Defina cuáles son los requisitos mínimos que se deben tener en cuenta en la toma de una muestra para el análisis de un analito determinado. Cite un ejemplo. 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. 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. Así, si la roca es homogénea, no es necesario más que una del tamaño de un puño de una mano. Pero si la muestra es heterogénea (cuyo extremo lo representan las pegmatitas) será necesario extraer un mayor volumen a fin de que todos los minerales queden incluidos Precauciones:  Naturaleza del material: Cada tipo de muestra se obtendrá de un modo particular de acuerdo a su naturaleza. Del mismo modo se envasará y procesará según sus características. 2 Para este caso en particular sólo nos referiremos a muestras sólidas, entre ellas a las rocas, pudiendo ser éstas mono o poliminerales.





Modo de tomar la muestra De acuerdo al tipo de material que va a ser muestreado se adoptará la forma más adecuada. Así para muestras sólidas, y en este caso particular rocas, se utilizan mazas y piquetas. Se obtiene un volumen importante al cual se le quita todo el material alterado o que sea susceptible de meteorizarse, dejando un núcleo fresco; siempre considerando el tamaño de acuerdo a su característica. Tamaño y cantidad de especímenes El tamaño de la muestra a tomar dependerá de la homogeneidad o heterogeneidad del material. Ejemplo: Análisis de suelos (FNCYM, s.f.)

Ejercicio 3 Considere la siguiente situación. Se desea tomar una muestra de glucosa de 5 mL con la mayor exactitud posible para el análisis de concentración de glucosa. En el laboratorio se cuentan con 3 pipetas volumétricas de dicha capacidad para las cuales se realizan experimentos que buscan determinar la incertidumbre de cada una. En este sentido, en la siguiente tabla se muestra la determinación de los volúmenes en mL de cada una de las pipetas.

Pipeta Pipeta 1 2 5,56 5,16

Pipeta 3

5,23

5,20

5,02

5,32

5,29

5,08

5,26

5,13

5,05

5,30

5,12

5,01

5,12

5,09

5,10

5,03

Para cada conjunto calcule: a. Media o promedio estadístico PIPETA 1 𝑋= PIPETA 2

5.56 + 5.23 + 5.32 + 5.26 + 5.30 + 5.12 = 𝟓. 𝟐𝟗 6

𝑋=

5.16 + 5.20 + 5.29 + 5.13 + 5.12 + 5.09 = 𝟓. 𝟏𝟔 6

𝑋=

5.03 + 5.02 + 5.08 + 5.05 + 5.01 + 5.10 = 𝟓. 𝟎𝟒 6

PIPETA 3

b. Desviación estándar PIPETA 1 5.56-5.29=0.27 5.23-5.29=-0.06 5.32-5.29=0.03 5.26-5.29=-0.03 5.30-5.29=0.01 5.12-5.29=-0.17

Varianza:

(0.27)2 + (−0.06)2 + (0.03)2 + (−0.03)2 + (0.01)2 + (−0.17)2 = 0.0178 6 DESVIACION ESTANDAR √0.000101155 = 𝟎. 𝟏𝟑𝟑

PIPETA 2 5.16-5.16=0 5.20-5.16=0.04 5.29-5.16=0.13 5.13-5.16=-0.03 5.12-5.16=-0.04

5.09-5.16=-0.07

Varianza (0)2 + (0.04)2 + (0.13)2 + (−0.03)2 + (−0.04)2 + (−0.07)2 = 0.00431 6 DESVIACION ESTANDAR √0.000076805 = 𝟎. 𝟎𝟔𝟓

PIPETA 3 5.03-5.04=-0.01 5.02-5.04=-0.02 5.08-5.04=0.04 5.05-5.04=0.01 5.01-5.04=-0.03 5.10-5.04=0.06

Varianza (0.01)2 + (−0.02)2 + (0.04)2 + (0.01)2 + (−0.03)2 + (0.06)2 = 0.0011 6 DESVIACION ESTANDAR √0.0001936 = 𝟎. 𝟎𝟑

c. Coeficiente de variación

PIPETA 1 𝐶𝑉 =

𝐷𝐸𝑆𝑉𝐼𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 𝐸𝑆𝑇𝐴𝑁𝐷𝐴𝑅 ∗ 100 𝑃𝑅𝑂𝑀𝐸𝐷𝐼𝑂

𝐶𝑉 =

0.133 ∗ 100 = 𝟐. 𝟓𝟏 5.29

PIPETA 2 𝐶𝑉 =

𝐷𝐸𝑆𝑉𝐼𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 𝐸𝑆𝑇𝐴𝑁𝐷𝐴𝑅 ∗ 100 𝑃𝑅𝑂𝑀𝐸𝐷𝐼𝑂 𝐶𝑉 =

0.065 ∗ 100 = 𝟏. 𝟐𝟓 5.16

PIPETA 3 𝐶𝑉 =

𝐷𝐸𝑆𝑉𝐼𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 𝐸𝑆𝑇𝐴𝑁𝐷𝐴𝑅 ∗ 100 𝑃𝑅𝑂𝑀𝐸𝐷𝐼𝑂 𝐶𝑉 =

0.03 ∗ 100 = 𝟎. 𝟓𝟗 5.04

d. El intervalo de confianza empleando t-student con un nivel de confianza de 95%

Grados de libertad: 6-1=5 n confianza: 95% n significación: 5% Probabilidad: 1−

⍺ 0.05 = 1− = 0.975 2 2

Según la tabla grados de libertad 5 y probabilidad de 0.975=2.57

e. Para el ejercicio, anterior calcule el error relativo y absoluto teniendo en cuenta el volumen nominal correspondiente y realice un análisis de acuerdo a las diferencias entre errores y dispersión de los datos brindados entre cada pipeta, y determine la pipeta volumétrica que es más precisa y exacta

PIPETA 1 MEDIA ERROR ABSOLUTO: X±Ea 0.133 ± 0.095 ERROR RELATIVO: 𝐸𝑟 =

𝐸𝑎 0.095 ∗ 100 = ∗ 100 = 71,4% 𝑋 0.133

PIPETA 2 ERROR ABSOLUTO: X±Ea 0.065 ±0.051 ERROR RELATIVO: 𝐸𝑟 =

𝐸𝑎 0.051 ∗ 100 = ∗ 100 = 78.46% 𝑋 0.065

PIPETA 3 ERROR ABSOLUTO: X±Ea 0.03±0.028 ERROR RELATIVO: 𝐸𝑟 =

𝐸𝑎 0.028 ∗ 100 = ∗ 100 = 93.3% 𝑋 0.03

f. Describa los pasos que se deben seguir para el desarrollo de un análisis cuantitativo  

Elección del Método Obtención de una muestra representativa

     

Preparación de la Muestra Disolución de la muestra Eliminación de Interferentes Medición de la propiedad del analito Cálculo de los resultados Evaluación confiabilidad de los resultados

g. ¿En qué consiste el tipo de muestreo sistemático? Explique a través de un ejemplo El muestreo sistemático es una técnica de muestreo aleatorio que los investigadores eligen con frecuencia por su sencillez y calidad regular. En el muestreo aleatorio sistemático, el investigador primero escoge aleatoriamente la primera pieza o sujeto de la población. A continuación, el investigador seleccionará a cada enésimo sujeto de la lista. El procedimiento del muestreo aleatorio sistemático es muy fácil y se puede hacer manualmente. Los resultados son representativos de la población a menos que se repitan ciertas características de la población por cada enésimo individuo, lo que es muy poco probable. El proceso de obtención de la muestra sistemática es muy similar a una progresión aritmética. 1. Número de inicio: El investigador selecciona un número entero que debe ser menor al número total de individuos en la población. Este número entero corresponderá al primer sujeto. 2. Intervalo: El investigador elige otro número entero que servirá como la diferencia constante entre dos números consecutivos en la progresión. El número entero se selecciona típicamente de modo que el investigador obtenga el tamaño de la muestra correcto. Por ejemplo, el investigador tiene una población total de 100 individuos y necesita 12 sujetos. Primero elige su número de partida, 5.

Luego, el investigador elige su intervalo, 8. Los miembros de su muestra serán los individuos 5, 13, 21, 29, 37, 45, 53, 61, 69, 77, 85, 93. Otros investigadores utilizan una técnica de muestreo aleatorio sistemático modificada en donde primero identifican el tamaño de la muestra necesario. A continuación, dividen el número total de la población por el tamaño de la muestra para obtener la fracción de muestreo. La fracción de muestreo luego se utiliza como la diferencia constante entre los sujetos.

Ejemplo: Se acercan las Navidades y cierta empresa de turrones cree que no va a poder entregar todos los pedidos a tiempo, a no ser que aumente la plantilla. La empresa dispone de un listado ordenado alfabéticamente de 20 personas con las mismas características para el puesto y que actualmente están en paro. Puesto que el tiempo apremia y no es posible hacer una entrevista para seleccionar al personal, se decide elegir cinco trabajadores de forma aleatoria usando el muestreo sistemático. Tenemos que elegir 5 elementos sistemáticamente de un total de 20, por tanto, se debe elegir uno de cada k=20/5=4. Se elige el punto de partida eligiendo un número al azar entre 1 y 4. Si obtenemos, por ejemplo, h=2, los elementos de la muestra serán 2, 2+4, 2+2·4, 2+3·4, es decir: 2, 6, 10, 14, 8.

Referencias Anonimo. (2012). Introduccion a la quimica analitica. Obtenido http://ocw.usal.es/ciencias-experimentales/quimicaanalitica/contenidos/CONTENIDOS/1.CONCEPTOS_TEORICOS.pdf

de

FNCYM. (s.f.). Geoquímica Analítica. Obtenido de http://www.fcnym.unlp.edu.ar/catedras/geoquimica/Archivos/Muestreo%20T P.pdf