Llevar a cabo la cuantificación de ion permanganato en una muestra problema.

[pic 1]

Instituto Tecnológico de Chihuahua

Laboratorio de Análisis instrumental

Practica 1: Curvas de calibración

Ing. Lozano Saucedo María Abigael

Grupo B

Equipo 1

Hernandez Leos Johana Elizabeth (16060276)

Gallegos Camarena Daniela (15060976)

Vargas Hernandez Jair Alejandro (16060478)

Objetivos

• Generar una curva de calibración.
• Llevar a cabo la cuantificación de ion permanganato en una muestra problema.

Justificación

La obtención de una curva de calibración, nos permite cuantificar la concentración de muestras problema con cierto grado de certidumbre, es ahí donde la estadística y la química interaccionan para proporcionar las herramientas necesarias para asegurar la calidad de los resultados generados en el proceso.

La práctica presentada es un ejemplo dinámico de una situación de la vida real en la que se tiene que determinar la concentración de una sustancia (analito) en una muestra desconocida. Los patrones preparados fueron sometidos a las pruebas debidas para lograr obtener una señal correspondiente a la concentración de cada uno de éstos. Una vez obtenida la señal se puede elaborar una curva de calibración que permita visualizar la concentración buscada una vez realizados los cálculos necesarios ya que la curva de calibración se basa en la relación proporcional entre la concentración y una determinada señal analítica.

Hipótesis

Se planea^[a] ver si es posible determinar mediante un análisis instrumental la creación de una curva de calibración a través de la medición con el espectrofotómetro, calculando las señales de absorción ^[b]de los patrones para así mismo crearla, y de tal manera a través de la regresión lineal poder determinar la concentración en partes por millón (ppm) de la muestra problema.

Fundamento Teórico

Curvas de calibración en los métodos analíticos

Para conocer un poco más el concepto de una curva de calibración lo podemos definir como la representación gráfica de una señal que se mide en función de la concentración de un analito. Esto nos sirve para identificar cual es el modelo que nos ayuda a estimar los parámetros que permitan determinar la linealidad de esa curva.

Calibración de estándar externo

Este método es utilizado en la aplicación de un analito en el cual los componentes de la matriz de la muestra como la de los componentes no interfieren en el análisis.

Calibración de adición de estándar

Este método consiste en agregar un volumen fijo de la muestra, a las soluciones estándares diluyendo a un volumen final constante.

Calibración de estándar interno

 La calibración con estándar interno se utiliza para compensar errores aleatorios o errores instrumentales. Se aplica en técnicas instrumentales que permitan la determinación multielemental. El paso más importante en este método  es la selección adecuada de estándar interno.

Para construir la curva de calibración son necesarias disoluciones que contengan una ciertas cantidad de concentración conocida de analito, a las cuales podemos llamar patrón o estándar. El patrón o estándar ayuda a intensificar la señal del analito. Una observación importante para construir una curva de calibración se pueden usar dos puntos, pero para que estadísticamente hablando sea más confiable la curva de calibración se necesitan tres puntos. Pero sin embargo si el método se encuentra en una etapa de desarrollo, el mínimo número de puntos utilizados será de 5 o 6 para que la variabilidad sea pequeña y el intervalo lineal sea suficiente.

Es muy importante efectuar la medición de blanco y se les llama así a todas las disoluciones que contienen todos los reactivos y disolventes usados en el análisis pero sin utilizar el analito^[c].  

Metodología

1. Se partió de una solución madre de 500 ppm de ion permanganato de la se supone fue elaborada previamente en el laboratorio a base de permanganato de potasio (KMnO4).

[pic 2]

1. Se procedió a preparar una solución intermedia de concentración de 250 ppm a partir de la solución madre después de haber hecho un reajuste en los cálculos ya hechos, esto debido a que inicialmente no se tenía contemplado preparar una solución intermedia, pero por cuestión de cantidad se decidió hacer la solución intermedia (ver imagen 1)[pic 3]

1. Una vez preparada la solución intermedia lo siguiente fue preparar los patrones con las concentraciones dadas (ver imagen 2). Con 3 pipetas volumétricas se midieron los ml exactos para lograr las concentraciones esperadas. Se hizo un cambio en el material, se intercambió la propipeta por una perilla de succión por la facilidad que ésta da para llenar las pipetas.

[pic 4]

[pic 5]

1. El patrón de concentración a 25 ppm tuvo que ser repetido ya que, durante el proceso, éste se volvió de una tonalidad rojiza (ver imagen 3). Después de indagar se llegó a la conclusión de que probablemente el tapón que se utilizó para tapar dicho matraz aforado estaba contaminado dado que, ese tipo de tapones puede llegar a absorber algunas sustancias las cuales entraron en contacto con el patrón al momento de agitar y mezclar[pic 6][pic 7]

[pic 8]

1. Las celdas que pertenecen al espectrofotómetro fueron lavadas y posteriormente llenadas con los patrones, blancos y solución intermedia (ver imagen 4). Para realizar el llenado se dio la instrucción de llenar la celda con la sustancia correspondiente y vaciarla para eliminar los restos de agua del lavado previo, ya que de no hacerlo se pudo haber modificado la concentración y dado señales en base a la nueva concentración. Cada celda se llenó con una pipeta volumétrica hasta la mitad de la marca amarilla y procurando manejar las celdas por el lado opaco del vidrio y en una gradilla en todo momento mantenerlas seguras (ver imagen 5).[pic 9][pic 10][pic 11]

1. Las celdas fueron llevadas al espectrofotómetro (ver imagen 6) para poder medir las señales que serían emitidas por cada patrón, muestra y los 3 blancos.  Al conocer finalmente el instrumento se recomendó poner siempre un blanco en el lugar número 1, espacio que viene señalado con una flecha de color blanco. [pic 12][pic 13]
2. Una vez dentro las celdas, el espectrofotómetro procedió a tomar las señales de cada una de las celdas puestas en su lugar (ver imagen 7). Dado que el espectrofotómetro solo tiene espacio para 6 celdas se tuvieron que meter en 2 vueltas. Una vez emitidas las señales se tomó nota de cada una de ellas para proceder a hacer los cálculos correspondientes con el objetivo de generar la curva de calibración.[pic 14][pic 15]

Resultados

En la práctica se tuvieron ciertos inconvenientes de los cuales se hablarán a continuación:

1. Al agregar en cada matraz el volumen de acuerdo a la concentración correspondiente del patrón, el pipeteador no retenía correctamente a la solución patrón en la pipeta volumétrica por lo que se tuvo que cambiar a la perilla de succión, por lo que el trabajo resultó más eficiente en cuanto a agilidad y rapidez, aunque de igual manera se encontraron desventajas por la rapidez de succión, cierta parte de la solución patrón se iba completamente hacia dentro de la perilla, en estos casos sería una buena solución conseguir pipeteadores nuevos o practicar más el uso de la perilla de succión, para conseguir mejores resultados y mejorar la rapidez en la preparación de mezclas.[pic 16][pic 17]
2. Otro de los problemas que se enfrentaron fue que uno de los patrones que se iban a utilizar, exactamente el patrón de 25 ppm (ver imagen 8) se contaminó, esto a partir de una hipótesis en la cual se cree que fue por un tapón de hule, ya que este tipo de tapones debido a su porosidad retienen muchas sustancias a través de sus poros, entonces al preparar el patrón, este se contaminó y se procedió a realizar un nuevo patrón; es recomendable utilizar tapones de vidrio para evitar problemas de este tipo.

A continuación, se darán a conocer las señales obtenidas por el espectrofotómetro HACH DR/4000 U de los patrones, así como el de la muestra problema en la Tabla 1. ¨Datos para la curva de calibración¨ y la curva de calibración obtenida, en la cual se tuvo que eliminar el punto de los 250 ppm para obtener una mayor confiabilidad en los resultados (ver gráfica 1).

...