quiz 1 quimica

Comenzado el: sábado, 20 de octubre de 2012, 21:07

Completado el: sábado, 20 de octubre de 2012, 22:55

Tiempo empleado: 1 hora 47 minutos

Vencido: 32 minutos 45 segundos

Puntuación bruta: 0/15 (0 %)

Calificación: de un máximo de

1Puntos: 1Las escalas macro, semimicro y micro se refieren a:

Seleccione una respuesta.

a. El tipo de análisis.

b. La composición de la muestra.

c. La cantidad de analito en la muestra.

d. El orígen de la muestra.

CorrectoPuntos para este envío: 1/1.

2Puntos: 1

La definición: “Es el estudio del propósito del análisis, su alcance, la tecnología disponible y los resultados esperados”, corresponde a:


a. Definición del problema

b. Interpretación

c. Análisis estadístico

d. Análisis químico

Correcto

Puntos para este envío: 1/1.

3Puntos: 1Los siguientes son factores que se deben tener en cuenta en la instalación y uso de la balanza, EXCEPTO:


a. Dejar enfriar las muestras en desecadores antes de pesarlas.

b. La sensibilidad a la vibración.

c. Mantener las puertas de la balanza cerradas.

d. La altura sobre el nivel del mar.


4Puntos: 1

“Cualquiera que sea el método aplicado, una vez mineralizada la muestra, se deja enfriar, se disuelve en agua hasta un volumen exacto conocido, completando con agua destilada hasta la marca de balones________, con lo cual se tiene el analito en solución, y de allí se toman alícuotas exactamente medidas utilizando pipetas_______, conforme a la técnica analítica que se vaya a utilizar!”; La opción que completa mejor el anterior párrafo es:


a. volumétricos, aforadas

b. de fondo plano, aforadas

c. esmerilados, graduadas

d. de fondo redondo, graduadas

IncorrectoPuntos para este envío: 0/1.

5Puntos: 1De las siguientes, la unidad que pertenece al Sistema Internacional SI es:


a. Mole

b. Día

c. Tonelada

d. Hora


6Puntos: 1

Las siguientes son mediciones de un crisol de masa 15,1280 g, hechas por cuatro estudiantes, con una misma balanza analítica:

Est. A Est. B Est. C Est. D15,126515,1285

15,126915,1271

15,127815,1281

15,131015,1285

Media 15,1275 15,1270 15,1279 15,1298La serie más exacta es:


a. Est. B

b. Est. C

c. Est. D

d. Est. A


7Puntos: 1Para la reacción química Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4 <-------> 2PbSO4 + 2H2O, la expresión de su constante de equilibrio es:A. Keq = [PbSO4] 2[H2O]2 / [H2SO4] 2[PbO2]B. Keq = [PbSO4] 2 [H2O] 2 / [H2SO4] 2[PbO2] [Pb]C. Keq = [PbSO4]2 [H2O] / [H2SO4]D. Keq = [PbSO4]2 / [H2SO4]2


a. A

b. B

c. C

d. D


8Puntos: 1Se prepara una solución de cloruro de amonio (NH4Cl), disolviendo 0,5 moles de la sal en agua y completando a un litro. Kb = 1,8 x 10-5 . El pOH de la solución resultante es:


a. 9,2

b. 4,8

c. 2,8

d. 11.5


9Puntos: 1

En la siguiente ecuación que establece el equilibrio de un ácido débil en agua, x2 / (0,1 – x) = 4,3 x10-28, la [ H+] en moles/lt, es:

A 6,55 x 10-15 y el valor de x no puede descartarse.

B 6,55 x 10-15 y el valor de x puede descartarse.

C 4,3 x 10-28

D 1,72 x 10-28


a. A

b. B

c. C

d. D


10Puntos: 1El pH de una solución 0,5N de ácido acético es: (Ka = 1,75 x 10 -5)


a. 2,5

b. 3.8

c. 4,5

d. 2.2


11Puntos: 1El pH de una solución 0,2M de ácido sulfúrico (H2SO4) es:


a. 3,5

b. 2,8

c. 0,4

d. 1,5


12Puntos: 1

Si preparamos una solución de ácido nítrico (HNO3) 0,01M, su concentración de hidroxilos en moles/lt, será:

A 10-2

B 10-7

C 10-9

D 10-12


a. A

b. B

c. C

d. D


13Puntos: 1

Si se tiene un electrolito poco soluble en solución, en equilibrio con sus iones, un aumento en la temperatura:


a. No afecta la Kps porque aumentan simultáneamente la velocidad de disolución y la velocidad de deposición.

b. Aumenta la Kps porque aumenta la velocidad de disolución del electrolito poco soluble.

c. Disminuye la Kps porque los iones adquieren más energía cinética.

d. Aumenta la Kps porque tiende a evaporarse el solvente.


14Puntos: 1

El oxalato de calcio (CaC2O4), es un precipitado, cuya Kps en agua destilada a T ambiente es = 2,6 x 10-9. Su solubilidad será máxima en una solución 0,1N de:

A K3PO4

B KCl

C Bi2(SO4)3

D Li2SO4


a. A

b. B

c. C

d. D


15Puntos: 1

El aumento en la temperatura incide sobre el valor de la solubilidad y de la constante del producto de solubilidad de tal manera que un aumento de 10°C en la temperatura __________velocidad de reacción. La opción que mejor se ajusta a la anterior frase es:


a. divide por dos

b. multiplica por 10

c. duplica

d. triplica


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Act 9: Quiz 2

Revisión del intento 1

Comenzado el: sábado, 3 de noviembre de 2012, 17:46

Completado el: sábado, 3 de noviembre de 2012, 17:56

Tiempo empleado: 9 minutos 47 segundos



1Puntos: 1

Los siguientes procedimientos hacen parte de las etapas a seguir para realizar un análisis gravimétrico, EXCEPTO:


a. Titulación

b. Calcinación

c. Filtración

d. Precipitación


2Puntos: 1

CONTEXTO: Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabraPORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones:Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación.Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación.Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA.

Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA.

PREGUNTA: En el análisis de calcio por gravimetría, el compuesto obtenido en la calcinación es calcio metálicoPORQUE generalmente se hace a 550ºC


a. A

b. B

c. C

d. D


3Puntos: 1

CONTEXTO: Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabraPORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones:Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación.Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación.Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA.Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA. PREGUNTA: El elemento analítico de interés que ha sido previamente añadido a la muestra original, podrá después ser relacionado con dicha muestra a partir de las proporciones estequiométricas en las cuales el analito determinado se encuentra en ella PORQUE el compuesto obtenido finalmente después de la preparación química de la muestra contendrá en su composición o será el elemento analítico de interés.


a. A

b. B

c. C

d. D


4Puntos: 1

El peso equivalente del ácido fosfórico (H3PO4) es igual a:


a. PM/ 1

b. PM/ 3

c. PM/ 2

d. PM/4


5Puntos: 1

El peso equivalente del ácido sulfuroso (H2SO3) en la reacción:, (PM del H = 1. PM del S = 32), H2SO3 + NaOH -----> NaHSO3 + H2O es:


a. 51 g

b. 68 g

c. 17 g

d. 34 g


6Puntos: 1

El peso equivalente de un ácido es su peso molecular:


a. Dividido por el volumen del titulante.

b. Dividido por el número de hidrógenos.

c. Multiplicado por mil.

d. Dividido por dos.


7Puntos: 1

Para el análisis de cloruros en un alimento, se pesaron 4,2098 g de muestra que se sometieron a calcinación y disolución, llevándose finalmente a 400 mL en un balón aforado. De allí, se tomó una alícuota de 25 mL, a la cual se añadieron 25 mL de nitrato de plata 0,1N, obteniéndose un precipitado blanco que se aisló adecuadamente con nitrobenceno. Luego, se tituló el exceso de nitrato de plata con solución de sulfocianuro de potasio (KSCN), 0,1N, gastándose 16,5 mL de este último. La concentración de cloruros en el alimento es:

(PM Cl = 35,5 g).


a. 3,8%

b. 12,2%

c. 7,5%

d. 11,5%


8Puntos: 1

Durante la valoración con nitrato de plata en el método de Mohr para la determinación de cloruros solubles, aparece en el punto de contacto de la solución

con la gota que cae, un precipitado rojo que desaparece al agitar la solución antes del punto final. Este precipitado es de:


a. Ag2CrO4

b. AgCl

c. K2CrO4

d. AgNO3


9Puntos: 1

Si la constante de disociación del complejo [Hg(CN)4-2] es 4 x 10 -42, su constante de

estabilidad es:

A. 2,5 x 10 -41

B. 2,5 x 10 41

C. 5 x 10-42

D. 5 x 10 41


a. A

b. B

c. C

d. D


10Puntos: 1

CONTEXTO: Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabraPORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones:

Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación.Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación.Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA.

Marque D, si tanto la afirmación como la razón son FALSAS.

PREGUNTA: En la valoración por retroceso, se añade una cantidad exactamente medida de solución de EDTA-Zinc o EDTA-Mg para que reaccione con el catión de interés PORQUE este último desplaza al cinc o al magnesio, dejándolos en libertad para que se puedan valorar corrientemente con la solución de EDTA normal.


a. A

b. B

c. C

d. D


11Puntos: 1




PREGUNTA: Las volumetrías de formación de complejos tienen su fundamento en las reacciones de formación del complejo correspondiente, PORQUE como cualquier otra volumetría, basan su cuantificación en la medición del volumen del complejo formado.


a. A

b. B

c. C

d. D


12Puntos: 1

CONTEXTO: Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabraPORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones: Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación.Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación.Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA.


PREGUNTA: Los métodos analíticos indirectos con yodo-yoduro de potasio emplean una solución patrón de yodoPORQUE se valoran sustancias oxidantes.


a. A

b. B

c. C

d. D


13Puntos: 1

El peso equivalente del calcio en su titulación con permanganato de potasio

Ca++ + C2O4= ---- CaC2O4

CaC2O4 + H2SO4 ----- CaSO4 + H2C2O4

H2C2O4 + MnO4- + H+ ---- CO2 + Mn+2

es:


a. 80 g

b. 20 g

c. 40 g

d. 10 g


14Puntos: 1

En una valoración de una muestra de dicromato de potasio, se añade un exceso conocido de yoduro de potasio a una alícuota de 10 ml de dicromato de potasio y el yodo liberado se titula con 15,5 ml de una solución de tiosulfato de sodio 0,15N. Los gramos de dicromato de potasio que tiene la solución en % son:


a. 12,8 %

b. 11,4%

c. 8,5 %

d. 5,5 %


15Puntos: 1

CONTEXTO:Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabraPORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones:



PREGUNTA: Los métodos analíticos directos con yodo-yoduro de potasio emplean una solución patrón de yoduro de potasio PORQUE se valoran sustancias reductoras.


a. A

b. B

c. C

d. D


Usted se ha autentificado como FLOR MARINA GERENA (Salir)



Act 13: Quiz 3







1

Puntos: 1

Dados los potenciales estándar de las dos siguientes semiceldas: Ag0│Ag+[0,049] E= +0,799 v y Ni0│Ni++[0,85] E= -0,240 v, La fuerza electromotriz de la celda formada es:


a. +0.560 V

b. +1,039 V

c. +0.319 V

d. -0.560 V

Correcto


2

Puntos: 1


Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación.

Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación.

Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA.


PREGUNTA: El error alcalino o error de sodio consiste en que a pH muy alto, superior a 9,0, el potenciómetro mide iones sodio como si fueran iones hidronio, de tal manera que el pH aparente es mayor que el real PORQUE la membrana de los electrodos de vidrio se hace sensible a otros iones como el sodio y otros cationes alcalinos.


a. A

b. B

c. C

d. D

Correcto


3

Puntos: 1






PREGUNTA: La celda completa para efectuar la medición del pH compuesta por la combinación de dos electrodos, uno de referencia y uno indicador, se reemplaza en la práctica por el electrodo de calomel saturado y el electrodo de vidrio PORQUE si se observa con detenimiento la escritura de los dos electrodos, se encuentra que en el electrodo de vidrio ya existe uno de referencia y es el de plata cloruro de plata saturado.


a. A

b. B

c. C

d. D

Incorrecto


4

Puntos: 1






PREGUNTA: Los electrodos selectivos de iones se desarrollaron gracias al descubrimiento del error alcalino en los primeros electrodos de vidrio PORQUE se investigó en la composición de vidrios en los cuales el error alcalino sea máximo, que pueden ser utilizados para determinar cationes distintos del hidrógeno.


a. A

b. B

c. C

d. D

Incorrecto


5

Puntos: 1

En una celda electrolítica, se llama cátodo a la parte que:


a. Recibe los electrones de la especie que se oxida.

b. Transfiere los electrones a través de la solución

c. Tiene un potencial constante y no se afecta por la propiedad que se quiere medir.

d. Transfiere los electrones a la especie que se reduce.

Correcto


6

Puntos: 1

Para un análisis de níquel, se pesaron 10 gramos de un mineral, se calcinaron, trataron con ácido clorhídrico y se llevaron a un litro, leyéndose luego en un colorímetro a 405 nm, encontrándose una A de 0,346. Simultáneamente, en el mismo colorímetro se leyó una serie de diluciones seriadas de níquel en p.p.m., con las cuales se preparó una gráfica de calibración que ajustada por mínimos cuadrados arrojó la expresión matemática

A = 13,365 x 10-3c

La concentración de níquel en la muestra en % Peso a peso es:


a. 0.13%

b. 0,26%

c. 2.28%

d. 0.90%

Correcto


7

Puntos: 1

En el análisis de una solución de dicromato de potasio, peso molecular 294 g/mol-g, se encontró que su absortividad molar a 420 nm es de 0,187. Una muestra de la solución se colocó en una celda cilíndrica de 1 cm de lado en un espectrofotómetro, obteniéndose una Absorbancia de 0,540. La concentración de la solución en g /l es:


a. 2520 g/l.

b. 849,7 g/l.

c. 1050 g/l.

d. 425.8 g/l.

Incorrecto


8

Puntos: 1

Se analiza una solución de permanganato de potasio, de la cual se llena una celda cilíndrica de 1 cm de lado, y se coloca en el haz de luz de un espectrofotómetro, a λ = 530 nm, obteniéndose una lectura de 65% de T. Si la absortividad del permanganato es de 0, 025, la concentración de la solución en gramos por litro es:


a. 3.1 g/l.

b. 7,5 g/l.

c. 9.1 g/l.

d. 12.8 g/l.

Correcto


9

Puntos: 1






PREGUNTA: En algunos de los métodos instrumentales de análisis, para poder utilizar una radiación dada, es necesario hacerle un tratamiento previo para polarizarla PORQUE se requiere que sus desplazamientos eléctricos sucedan en un solo plano.


a. A

b. B

c. C

d. D

Correcto


10

Puntos: 1






PREGUNTA: La energía radiante o radiación electromagnética, que comprende todos los tipos de energía conocidos, puede definirse además como una dualidad onda-partícula, PORQUE además de las propiedades de onda, posee otras características de pequeños paquetes de energía a los que se denomina fotones.


a. A

b. B

c. C

d. D

Correcto


11

Puntos: 1

La característica más importante para evaluar el desempeño de una columna en cromatografía de gases es:


a. El Número de platos teóricos.

b. El Coeficiente de partición.

c. La Altura equivalente de plato teórico.

d. La Resolución.

Incorrecto


12

Puntos: 1

La eficiencia de separación de compuestos de una columna cromatográfica está dada por:


a. Su coeficiente de partición.

b. El tamaño de las partículas del relleno.

c. El número equivalente de platos teóricos.

d. Su retención relativa

Correcto


13

Puntos: 1

Si se tiene una mezcla de vitaminas en una solución de cloroformo, la clase de cromatografía más apropiada para poder separarlas analíticamente es:


a. Iónica.

b. De adsorción.

c. De reparto.

d. De tamiz molecular.

Incorrecto


14

Puntos: 1

La técnica de separación que utiliza un conglomerado denominado macroión como fase estacionaria se denomina cromatografía de:


a. Intercambio iónico.

b. Filtración por gel.

c. Adsorción.

d. Reparto.

Correcto


15

Puntos: 1

La mejor forma de cuantificar los compuestos separados por cromatografía de gases es midiendo en los picos de su cromatograma el:


a. Peso por cortado y pesada

b. Tiempo de retención.

c. Área, considerando la altura y su ancho en la base.

d. Área, considerando la altura y su ancho a media altura.

Incorrecto


Actividad 1, Revisión de Presaberes


Comenzado el: viernes, 21 de septiembre de 2012, 23:06

Completado el: viernes, 21 de septiembre de 2012, 23:35




1Puntos: 1

Los gramos de hipoclorito de sodio que se requieren para preparar 10 litros de una solución al 5% p/v son:


a. 50 g

b. 350 g

c. 500 g

d. 100 g


2

Puntos: 1

Contexto: Esta pregunta consta de un enunciado, problema o contexto, a partir del cual se plantean cuatro opciones numeradas de 1 a 4 de las cuales, se deberá seleccionar la combinación de dos opciones que responda adecuadamente a la pregunta, de acuerdo con la siguiente información:

Marque A si 1 y 2 son correctas.Marque B si 1 y 3 son correctas.Marque C si 2 y 4 son correctas.

Marque D si 3 y 4 son correctas

Enunciado: Al reaccionar el hidróxido de hierro con el ácido sulfúrico, se pueden formar:

1. FeSO3

2. FeS2O7

3. Fe2(SO4)3

4. FeSO4


a. A si 1 y 2 son correctas.

b. B si 1 y 3 son correctas.

c. C si 2 y 4 son correctas.

d. D si 3 y 4 son correctas


3Puntos: 1

El equilibrio que presentan las reacciones químicas se expresa como:


a. Velocidad de descomposición igual a velocidad de formación.

b. Las concentraciones de las sustancias afectadas por sus coeficientes estequiométricos.

c. La relación de cantidades de reactivos a cantidades iguales de productos.

d. La relación con las condiciones de pH, temperatura, presión y adición de reactivos.


4Puntos: 1

Contexto: Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabra PORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones:

Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación.Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación.Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA.Marque D, si tanto la afirmación como la razón son FALSAS,Enunciado: Los haluros (Cl-, Br-, I-) de sodio o de potasio tratados con solución de nitrato de plata (AgNO3) producen precipitadosPORQUE se obtienen los haluros de plata correspondientes que son insolubles en agua.


a. la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación.

b. la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación.

c. la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA.

d. tanto la afirmación como la razón son FALSAS,


5Puntos: 1

Para la reacción: Hidróxido férrico más ácido sulfúrico, los productos son:

A. Fe2(SO4)3 + H2O

B. FeSO4 + H2O

C. FeS + H2O

D. FeSO3 + H2O


a. A

b. B

c. C

d. D


6Puntos: 1

Para la reacción: Hidróxido de magnesio más ácido sulfhídrico, los productos son:

A. MgSO4 + H2O

B. MgSO3 + H2O

C. MgS2O7 + H2O

D. MgS + H2O


a. A

b. B

c. C

d. D



Actividad 3, Reconocimiento de la Primera Unidad


Comenzado el: viernes, 21 de septiembre de 2012, 23:41

Completado el: sábado, 22 de septiembre de 2012, 00:10




1Puntos: 1

Una condición que debe cumplir una muestra para análisis es:


a. Aparecer en cantidad menor

b. Aparecer como traza

c. Ser homogénea,




d. Ser principal,


2Puntos: 1

En las reacciones de oxidación – reducción, la sustancia que se oxida:


a. Forma hidronios.

b. Es el catión.

c. Acepta electrones.

d. Es el agente reductor.


3Puntos: 1

El pH de una solución preparada al disolver 0,05 moles de ácido acético y 0,15 moles de acetato de potasio en un litro de agua. (Ka = 1,75 x 10 -5. Kw = 10-14), es:


a. 4,3

b. 2,6

c. 3,6

d. 5,2


4Puntos: 1

Se prepara una solución de formiato de sodio, disolviendo 0,45 moles de la sal en un litro de agua (Ka = 2,1 X10-4. Kw = 10-14). La concentración de ión hidronio, de la solución resultante, es:

A. 4,7 X 10-18

B. 4,6 X 10-6

C. 2,1 X 10-9

D. 8,9 X 10-14


a. A

b. B

c. C

d. D


5Puntos: 1

La definición “Medio de obtener información sobre el analito”, corresponde al siguiente concepto:


a. Muestra

b. Analito

c. Método

d. Técnica

Correcto


6Puntos: 1

La concentración de hidronios de un jugo de naranja que es 0,05 M en el ácido cítrico (Ka es 4 x 10-7), es:

A. 4,6 X 10-6

B. 8,7 X 10-3

C. 8,9 X 10-14

D. 1,4 x 10-4


a. A

b. B

c. C

d. D


Usted se ha aut

Actividad 4 Lección Evaluativa 1


Comenzado el: sábado, 22 de septiembre de 2012, 00:16

Completado el: sábado, 22 de septiembre de 2012, 01:07




1Puntos: 1

Los siguientes son criterios que se deben tener en cuenta para escoger el procedimiento de análisis más adecuado, EXCEPTO:


a. El orígen de la muestra

b. El costo del análisis

c. La escala a la que se va a realizar el análisis.

d. Si se requiere la composición total de la muestra o solamente la cuantificación de algunos de sus componentes.


2Puntos: 1

El valor del Kps del Yodato de plomo (s= 1x 10-2 g/l del ión yodato), es:

A. 1,05 x 10-5

B. 7,44 x 10-13

C. 2,33 x 10-5

D. 6,91 x 10-9.


a. A

b. B

c. C

d. D

3Puntos: 1

0.645 m2 expresado en cm2 es:

A. 6.8 x 10-4 cm2

B. 3.0 x 10-2 cm2

C. 6.4 x 103 cm2

D. 8,7 X 10-3 cm2


a. A

b. B

c. C

d. D


4Puntos: 1

La concentración de hidronios (H+), de una solución 0,03 M de borato diácido de amonio (Ka = 5,5 X 10-10. Kb = 1,75 X 10-5, Kw = 10-14), es:

A. 2,2 X 10-6

B. 2,1 X 10-9

C. 5,6 x 10-10

D. 4,9 X 10-12


a. A

b. B

c. C

d. D


5Puntos: 1

Se prepara una solución mezclando 0,5 moles de ácido láctico y 0,5 moles de lactato de sodio y completando el volumen a un litro. Su pH es: (Suponga despreciable el aumento de volumen).


a. 4,4.

b. 10,5

c. 3,8

d. 9,3


6Puntos: 1

La solubilidad en g/l a 25°C del Sulfato de bario (Kps = 1,1 x 10-10), es:

A. 2,02 x 10-4g/L

B. 2,44 x 10-3g/L

C. 3,3 x 10-3g/L

D. 4,02 x 10-5g/L


a. A

b. B

c. C

d. D


7Puntos: 1

El pH de una solución de cianuro de potasio KCN 0,2 M (Kw =10-14. Ka = 4,9 X 10-

10), es:


a. 11,3

b. 2,4

c. 10,4

d. 5,5


8Puntos: 1

La concentración de iones hidronio de una solución de ácido p–nitro benzoico 0,1 M, si su Ka = 4x10- 4, es:

A. 6,3 x 10-3

B. 2,9 x 10-10

C. 1,5 x 10-2

D. 2,9 x 10-2


a. A

b. B

c. C

d. D


9Puntos: 1

La concentración de hidronios, de una solución acuosa de clorhidrato de anilina 0,09 M (Kb es 4x10- 10), es:

A. 2,02 x 10-4

B. 6,51 x 10-3

C. 1,7 x 10-8

D. 2,44 x 10-3


a. A

b. B

c. C

d. D


10Puntos: 1

Una sal que al disolverse en el agua se hidroliza y produce pH ácido es porque proviene de la unión de:


a. Un ácido y una base débiles.

b. Un ácido débil y una base fuerte.

c. Un ácido fuerte y una base débil

d. Un ácido y una base fuertes.



Actividad 7 Reconocimiento de la Segunda Unidad


Comenzado el: sábado, 27 de octubre de 2012, 21:20

Completado el: sábado, 27 de octubre de 2012, 22:04




1Puntos: 1

Para el análisis de plata en una moneda, se pesaron 0,5 g de muestra, la cual después de disuelta se tituló por complejación con 5,8 ml de una solución 0,1N de amoníaco, según la reacción Ag+ + 2NH4OH → [Ag(NH3)]2+ El porcentaje de plata en la moneda es (PM del Ag = 107 g):


a. 6,2%

b. 22,1%



c. 12,5%

d. 4,5%


2Puntos: 1

En una titulación, los mililitros de una solución 0,3N de ácido nítrico (HNO3) que se necesitarán para neutralizar 50 mL de una solución 0,08N de hidróxido de potasio (KOH) son:


a. 13,3 mL.

b. 18 mL

c. 6.5 mL

d. 25 mL


3Puntos: 1

En la determinación de humedad, las muestras pierden los siguientes tipos de compuestos, EXCEPTO:


a. Solventes.

b. Proteínas.

c. Alcoholes

d. Agua


4Puntos: 1




ENUNCIADO: Los cianuros de sodio y potasio se emplean para eliminar interferencias por metales en análisis volumétrico con EDTA acomplejando los metales:

1. Al

2. Fe.

3. Ni

4. Cu.


a. A

b. B

c. C

d. D


5Puntos: 1

Durante el análisis de un alimento que contiene hierro, se pesaron 3,8329 g del alimento, los cuales después de una calcinación inicial se disolvieron con ácido clorhídrico, completándose un volumen de 500 mL. De allí, se tomó una alícuota de 50 mL, que tratada apropiadamente con hidróxido de amonio, permitió obtener un precipitado de hidróxido férrico, que se colocó en un crisol, llevándose a 800°C en una mufla. Una vez frío el crisol, se pesó, obteniéndose 0,2512 g de residuo. El % de Fe2O3 en la muestra es:


a. 28,5%

b. 65,5%

c. 45,8%

d. 7,2%


6Puntos: 1

En el análisis de una harina, se tomaron 10 g los cuales se calcinaron en una cápsula a 600°C. Después, las cenizas se disolvieron en ácido clorhídrico y se completaron a 250 mL en un matraz aforado. De allí, se tomó una alícuota que se tituló usando murexida como indicador, gastándose 5,8 mL de EDTA 0,01M. El % de calcio en la muestra es:


a. 3,4%

b. 2,7%

c. 0,23%

d. 1,5%










1Puntos: 1

El peso equivalente del ácido fosfórico en la reacción: H3PO4 + 2NaOH ---- Na2HPO4 + 2H2O (PM P = 31, PM Na = 23, PM O = 16) es:


a. 65 g

b. 98 g

c. 49 g

d. 33 g


2Puntos: 1

En el control de calidad de un agua oxigenada, se tomó una alícuota de 25 ml de una muestra representativa de un lote de producción, la cual se valoró con permanganato de potasio 0,01N, empleándose 8,7 ml. La concentración del peróxido de hidrógeno en volúmenes/ml es:




a. 0,01 vol/mL

b. 1,8 vol/mL

c. 0,45 vol/mL

d. 0,020 vol/mL


3Puntos: 1




ENUNCIADO: De los siguientes compuestos, los complejos son:

1. [Hg(CN)4]=

2. HSO4=

3. [Co(NH3)6]+3

4. MnO4-


a. A

b. B

c. C

d. D


4Puntos: 1

El peso equivalente del acomplejante, en la reacción:

Sn+2 + 4Cl- <---- SnCl4 = ,(PM Cl = 35,5, PM Sn = 118,7) es:


a. 118,7 g

b. 35,5 g

c. 142 g

d. 71 g


5Puntos: 1

El indicador que se debe utilizar para el punto final de una titulación de ácido oxálico (H2C2O4) con permanganato de potasio es:


a. Fenolftaleína

b. Rojo de metilo

c. Azul de metileno

d. Permanganato de potasio

Incorrecto


6Puntos: 1

De un mineral que contiene magnesio, se tomó una muestra de 4,0000 g, que se disolvió hasta 750 mL; luego se midió una alícuota de 200 mL, precipitándose cuantitativamente como hidróxido de magnesio. Posteriormente se calcinó hasta óxido de magnesio obteniendo un peso de 0,9875 g. El porcentaje de magnesio del mineral es (PM Mg = 27, PM O = 16):


a. 3,4%

b. 13,4%

c. 34,8%

d. 58,1%


7Puntos: 1

El peso equivalente del Na2C2O4 de acuerdo con la semirreacción C2O4-2 ----

2CO2 + 2e- (PM Na = 23, PM C = 12, PM O = 16), es:


a. 45 g

b. 31 g

c. 134 g

d. 67 g


8Puntos: 1

Contexto: Esta pregunta consta de dos proposiciones así: Una afirmación y una Razón, unidas por la palabraPORQUE. Se deben leer completamente, examinando la veracidad de cada proposición y la relación teórica que las une, señalando la elegida de acuerdo con las siguientes instrucciones:

Marque A si la afirmación y la razón son verdaderas y la razón es una explicación CORRECTA de la afirmación.Marque B si la afirmación y la razón son VERDADERAS, pero la razón NO es una explicación correcta de la afirmación.Marque C si la afirmación es VERDADERA, pero la razón es una proposición FALSA.Marque D, si la afirmación es FALSA, pero la razón es una proposición VERDADERA.

ENUNCIADO: El compuesto H2HgCl4 es de coordinación PORQUE recibe electrones de dos cloruros y doshidrógenos ligantes.


a. A

b. B

c. C

d. D


9Puntos: 1

Para analizar un compuesto que contiene calcio, se pesaron exactamente 2,0000 g, se disolvieron a un volumen final de 500 ml. Se tomó una alícuota de 150 ml precipitándose cuantitativamente como hidróxido de calcio, se calcinó hasta obtener óxido de calcio cuyo peso fue de 0,0850 g. El porcentaje de CaO que tiene la muestra es:


a. 13,4%

b. 53.9%

c. 14,2%

d. 48,9%


10Puntos: 1

: En el análisis de estaño en un alimento, se pesaron 5,000 g del alimento, que después de su tratamiento preliminar se completaron a volumen en un balón aforado de 500 mL y de allí se tomó una alícuota de 10 mL que se tituló con cloruro de sodio, según la reacción:

Sn+2 + 4Cl - ⇆ SnCl4 =

Gastándose 7,9 mL de cloruro de sodio 0,1N para llegar al punto final. El % de estaño en el alimento si su Peso equivalente es 59,3 g, es:


a. 65,2%

b. 35,5%

c. 46,8%

d. 33,4%






Actividad 11 Reconocimiento de la Tercera Unidad







1Puntos: 1

Las transiciones electrónicas de la capa interna de los átomos están relacionadas con la acción de:


a. Radiaciones de microondas

b. Rayos X

c. Radiaciones Ultravioleta

d. Rayos gamma


2

Puntos: 1

: La notación abreviada de la celda con electrodos metálicos de plata y cobre, sumergidos en las soluciones molares de sus iones y unidos por un puente salino con KCl, se puede visualizar como:

A. Cu° │Cu+2 [1M] ║ Ag+ [1M] │Ag°

B. Cu° ║ Ag+ [1M] ║ Cu+2 [1M] │Ag°

C. Ag° │Cu+2 [1M] ║ Ag+ [1M] ║ Cu°

D. Cu° ║Cu+2 [1M] ║ Ag+ [1M] ║Ag°


a. A

b. B

c. C

d. D


3Puntos: 1

Si se desea analizar una mezcla problema por cromatografía, conociendo que sus componentes son solubles en agua y no tienen carácter iónico, se debe seleccionar la técnica cromatográfica basada en:


a. Filtración por gel

b. Intercambio iónico

c. Adsorción

d. Reparto

Correcto


4Puntos: 1

Para seleccionar la técnica cromatográfica adecuada, que permita una buena separación de los constituyentes de una mezcla problema, se deben tener en cuenta las siguientes propiedades, EXCEPTO:


a. Carácter iónico

b. Densidad de la muestra

c. Peso molecular de los constituyentes

d. Solubilidad en agua


5Puntos: 1

El análisis cromatográfico de jugos de frutas, tratando de cuantificar ácidos cítrico y málico, se realiza en columnas de ______________


a. Intercambio aniónico.

b. absorción,

c. intercambio catiónico

d. reparto,


6Puntos: 1

La isoterma de adsorción ideal que representa el fenómeno de la adsorción, base de la cromatografía del mismo nombre, expresa que dicho fenómeno es constante, es decir que las siguientes afirmaciones son ciertas, EXCEPTO:


a. El equilibrio se establece instantáneamente.

b. No hay saturación en la superficie del adsorbente

c. El adsorbente está perfectamente definido.

d. El adsorbente siempre retiene igual cantidad de sustancias.









1Puntos: 1

Cuando las ondas que constituyen una radiación se mueven en un solo plano, se dice que la radiación es________; La palabra que completa mejor el enunciado es:


a. Polarizada

b. Monocromática

c. Magnética

d. Policromática


2Puntos: 1

El sistema de dobles enlaces separados por un enlace sencillo, que causa la absorción de energía luminosa por parte de un compuesto, se denomina:


a. Auxócromo

b. Grupo funcional

c. Cromóforo

d. Cromóforo conjugado


3Puntos: 1

La clase de cromatografía de gases, más corrientemente utilizada es aquella en que en a través de la columna, que tiene un soporte impregnado de una fase líquida, se hace pasar un flujo de gas de arrastre a presión. Para un buen desarrollo del análisis, la fase líquida debe:


a. Ser volátil.

b. Formar derivados volátiles.

c. Reaccionar químicamente con el gas de arrastre.

d. Ser un buen solvente para los componentes de la muestra.


4Puntos: 1

El potencial de electrodo de la siguiente media pila, Cu° | Cu+ [0,06M] E = + 0,521, comparada con el electrodo de hidrógeno estándar es:


a. 1,860 v

b. 0,448 v

c. 0,112 v

d. 0,456 v


5Puntos: 1

Los porcentajes de Transmitancia correspondientes a los valores de Absorbancia 0,015 y 0,280, son:


a. 96,6% y 52,5%

b. 35,5% y 12,9%

c. 90,1% y 52,5%

d. 96,6% y 28,7%


6Puntos: 1

Se analizó un componente orgánico de un alimento, cuyas soluciones presentan un máximo de absorción a 420 nm, donde su absortividad tiene un valor de 2 x 103. Si una solución de concentración desconocida de este compuesto mostró una absorbancia de 0.810 en una celda de 2 cm de lado, la concentración molar de la solución es:

A. 1.05 x 10 -4 M

B. 3.15 x 10 -3 M

C. 2.02 x 10 -4 M

D. 8.18 x 10 -3 M


a. A

b. B

c. C

d. D


7Puntos: 1




Enunciado: De las siguientes, son desviaciones físicas de la Ley de Beer los efectos:1. de la concentración:2. de las celdas

3. del equilibrio químico

4. del solvente


a. A

b. B

c. C

d. D


8Puntos: 1

De las siguientes características de los picos cromatográficos, las que se tienen en cuenta para calcular la eficiencia de una columna son:


a. Ancho del pico a mitad de altura

b. Ancho del pico en la base

c. Altura de la línea base

d. Altura del pico


9

Puntos: 1La radiación compuesta por ondas de diferente longitud de onda se denomina________; La palabra que completa mejor el enunciado es:


a. Monocromática

b. Polarizada

c. Magnética

d. Policromática


10Puntos: 1

Las radiaciones de utilidad analítica deben ser________; La palabra que completa mejor el enunciado es:


a. Polarizadas

b. Monocromáticas

c. Policromáticas

d. Magnéticas


3. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION MOLECULAR ULTRAVIOLETAVISIBLE

Por:Sergio Valladares

Merck Química Chilena Soc. Ltda.

3.1. INTRODUCCIÓN

La espectrofotometría de absorción molecular ultravioleta visible, comúnmente llamada espectrofotometría UV-VIS, tiene una larga y continua historia en el campo de la química analítica. Esta técnica está basada en la medición de absorción de radiación U.V. o visible por determinadas moléculas. La radiación correspondiente a estas regiones del espectro electromagnético provocan transiciones electrónicas a longitudes de ondas características de la estructura molecular de un compuesto.

3.2. CONCEPTOS BÁSICOS DE ESTRUCTURA MOLECULAR

Toda consideración de la estructura de las moléculas debe comenzar con un estudio de los “enlaces químicos”, las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en una molécula.

Enlace iónico:el enlace iónico es un enlace que se forma por la transferencia de uno o más electrones de un átomo o grupo de átomos.

Enlace covalente:

se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones. La mayoría de estos enlaces abarcan dos o tres pares de electrones. Así dos átomos forman un enlace covalente simple cuando comparten un par de electrones; un enlace covalente doble, dos pares de electrones y un triple enlace tres pares de electrones.

CH3 - CH3; CH2 = CH2; CH = CH

3.3. ORBITALES MOLECULARES Y ENLACE QUÍMICO

Las distribuciones espaciales de los electrones en las moléculas se denominan orbitales moleculares (O.M.) y de una manera simple se puede suponer que el orbital molecular es la suma de losorbitales atómicos (O.A.) enlazantes y que el número de orbitales resultante es igual al número de orbitales utilizados en la combinación.

«Cuando se combinan dos O.A. resulta un orbital molecular de enlace de baja energía y un orbital molecular antienlazante de alta energía ».

O.A. sigma (σ):en las moléculas orgánicas está asociado con el enlace simple. Resulta del solapamiento frontal de dos orbitales atómicos.

O. Molecular σ enlazante ; O. Molecular σ* antienlazante.

O.A. pi (π):el doble enlace en las moléculas orgánicas contiene dos tipos de orbitales moleculares, un orbital σ y un orbital π.

Los orbitales moleculares π resultan del solapamiento lateral de orbitales atómicos π.

O. Molecular π enlazante ; O. Molecular π* antienlazante.

Además de los electrones σ y π, muchas moléculas orgánicas contienen electrones que no forman enlaces. Estos electrones no compartidos se representan en el símbolo η.

Figura 3.1. Transiciones electrónicas entre orbitales σ, π, y η.

Tabla 3.1. Características de transiciones electrónicas entre orbitales σ, π y η

Transición λ (nm) ξ (L mol4cm-1) Ejemplo

σ → σ* <200 - Hidrocarburos saturados

π → π* 200–500 104 Alquenos, alquinos aromáticos

η → σ* 160–260 102 – 103 H2O, CH3OH, CH3CL

η → π* 250–600 10 – 103 Carbonilos, nitro, nitrato, carbonilo.

3.4. RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA (R.E.)

La radiación electromagnética es un tipo de energía que se transmite por el espacio a enormes velocidades. Muchas de las propiedades de la R.E. se explican convenientemente mediante la teoría ondulatoria clásica con parámetros como velocidad, frecuencia, longitud de onda y amplitud. En contraste con otros fenómenos ondulatorios, como el sonido, la R.E. no requiere un medio de transporte para su transmisión, por lo tanto se transmite fácilmente en el vacío.

La teoría ondulatoria para la R.E. no explica completamente los fenómenos asociados con la absorción o la emisión de energia radiante, para estos procesos es necesario considerar la energía radiante como un flujo de partículas discretas de energía llamados fotones o cuantos.

Estos dos conceptos se complementan muy bien (dualidad, onda partícula) y se aplican tanto al flujo de electrones como al de otras partículas elementales.

En la Figura 3.2. se ha representado el vector eléctrico en la ordenada, de una onda electromagnética.

Figura 3.2. Haz de radiación electromagnética

3.5. PARÁMETROS ONDULATORIOS

Período (p):tiempo necesario para que dos máximos sucesivos de una onda pasen por un punto.

Frecuencia (v):número de oscilaciones del campo eléctrico por segundo y es igual 1/p (1 ciclo por segundo = 1 Hertz, Hz). La frecuencia es una magnitud invariable que está determinada por la fuente de radiación.

Velocidad de propagación (V1):

velocidad a la que un frente de onda se desplaza a través de un medio, depende tanto de la densidad del medio como de v. En el vacío la velocidad de la R.E. es independiente de la frecuencia: Cvacío =2.997 × 1010 cm/s ≈ 3.0 × 1010 cm/s

Longitud de onda (λ):

es la distancia lineal entre dos máximo o dos mínimos sucesivos de una onda.

Unidades de λ

Angström Å 10-10m (rayos X; UV en el vacío)

Nanometro nm 10-9m (UV-VIS)

Micrometro μm 10-6m (IR)

Número de onda: se define como el número de ondas por centímetro y es igual a 1/λ (cm-1).

3.6. PROPIEDADES CORPUSCULARES DE LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Ciertas interacciones de la radiación con la materia requieren que la R.E. sea tratada como paquetes de energía llamados fotones o cuantos.

donde h es la constante de Planck, h = 6.63. 10-27 erg.s

3.7. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

El espectro comprende una gran variedad de longitudes de onda o energías. El siguiente esquema describe cualitativamente las principales regiones utilizadas con fines analíticos.

Figura 3.3. Propiedades espectrales, aplicaciones e interacciones de la radiación electromagnética

Energia

Numero de onda

σ

Longitud de ondo

λ

Frecuencia ν

Tipo de radioció

n

Tipo de espectrosco

pio

Tipo de transición cuántica

kcal/mol

Electrovolts eV

cm-1 cm Hz

9.4 × 107

4.1 × 1063.3 × 1010

3 × 10-11 1021

9.4 × 105

4.1 × 1043.3 × 108

3 × 10-9 1019

9.4 × 103

4.1 × 1023.3 × 106

3 × 10-7 1017

9.4 × 101

4.1 × 1003.3 × 104

3 × 10-5 1015

9.4 × 10-1

4.1 × 10-23.3 × 102

3 × 10-3 1013

9.4 × 10-3

4.1 × 10-43.3 × 100

3 × 10-1 1011

9.4 × 10-5

4.1 × 10-63.3 × 10-2

3 × 101 109

9.4 × 10-7

4.1 × 10-8 3.3 × 10-4

3 × 103 107

3.8. INTERACCIONES ENTRE LA MATERIA Y LA ENERGÍA RADIANTE (E.R.)

Cuando la radiación pasa desde el vacío a la superficie de una porción de materia, el vector eléctrico de la radiación interacciona con los átomos y moléculas del medio. La naturaleza de esta interacción depende de las propiedades de la materia y puede dar lugar a la transmisión, la absorción o la dispersión de la radiación.

FENÓMENO EXPLOTACIÓN ANALÍTICA

Transmisión Indice de refracciónDispersión Reflexión. Efecto Tyndal. NefelometriaAbsorción Molecular, atómica

3.9. ABSORCIÓN DE LA RADIACIÓN

Al pasar R.E. por una capa transparente de un sólido, líquido o gas, pueden eliminarse selectivamente ciertas frecuencias como consecuencia del proceso llamado absorción. En este caso la E.R. se transfiere a los átomos o moléculas que constituyen la muestra, como resultado de ello estas partículas pasan del estado de menor energía a estados de mayor energia o estados excitados.

3.9.1 Absorción molecular

La absorción por moléculas poliatómicas, es un proceso considerablemente más complejo que la absorción atómica, ya que el número de estados de energía está muy aumentado. Aquí la energia total de una molécula está dada por:

E = Eelectrónica + Evibracional + Erotacional

Para cada estado de energía electrónica de la molécula hay normalmente varios estados vibratorios posibles y a su vez, para cada uno de éstos existen numerosos estados rotatorios. Como consecuencia el número de posibles niveles de energía de una molécula es mucho mayor que el de una partícula atómica. Es por ello que los espectros de absorción aparecen como anchas bandas.

3.9.2 Espectro de absorción

Tanto las moléculas como los átomos tienen un número limitado de niveles o estados energéticos cuantizados. Para que se produzca absorción de radiación, la energía del fotón excitante (incidente) debe igualar a la diferencia de energía entre el estado fundamental y uno de los estados excitados de la especie absorbente. Estas diferencias de energía (ΔE) son únicas, por lo tanto permiten caracterizar los constituyentes de una muestra. Para este objeto se obtiene experimentalmente una representación gráfica de la variación de la absorbancia en función de la longitud de onda.

Figura 3.4. Espectros de absorción molecular característicos

3.9.3 Medidas cuantitativas de la radiación - Ley de Beer

La Figura 3.5. esquematiza el fenómeno de absorción, aquí un haz de radiación monocromático, pasa a través de una capa de solución de b cm de espesor y que contiene una especie molecular absorbente cuya concentración es c.

Figura 3.5. Fenómeno de absorción

Como consecuencia de las interacciones entre los fotones y las partículas absorbentes, la potencia del haz disminuye de Po a P. Por lo tanto la transmitancia T de la solución es la fracción de radiación incidente transmitida (o no absorbida) por la solución según:

Según la Ley de Beer, entonces, la absorción A estará determinada por:

donde: ξ absortividad molar b longitud de paso óptico c concentración en moles/l

3.9.4 Medición experimental de la absorción

Según vimos en el esquema anterior la absorción es directamente proporcional a la longitud (b) de la trayectoria de la radiación a través de la solución y a la concentración (c) de la especie absorbente: A = a . b . c (con a: cte. de proporcionalidad).

Si c se expresa en moles por litro y b en cm, entonces la absortividad se denomina absortividad molar (ξ):A=ξ.b.c.

La Ley de Beer se cumple igualmente en soluciones que contienen más de una especie absorbente, siempre que no haya interacción entre dichas especies. Por tanto, para un sistema multicomponente la relación será:

AT = A1+A2+………+An

AT = ξ1bc1+ξ2bc2+………+ξnbcn

3.9.5 Limitaciones a la aplicabilidad de la Ley de Beer

Se observan frecuentemente desviaciones de la proporcionalidad entre A y c (cuando b es constante). Algunas de estas desviaciones son importantes y representan limitaciones reales de la ley. Estas son de tipo:

químico; instrumental.

La Ley de Beer es sólo aplicable a soluciones en las que las interacciones dependientes de la concentración de las moléculas o iones son mínimas. Concentraciones “alts” alteran las absortividades molares y por lo tanto conducen a una relación no lineal entre A y c.

a) Desviaciones químicas

Cuando las especies absorbentes experimentan asociación, disociación o reacción con el solvente originan productos con características absorbentes distintas de las del analito.

Un ejemplo típico se observa con soluciones de dicromato potásico no amortiguadas, en las que existen los siguientes equilibrios:

Cr2O7+H2O ↔ 2HCrO4 ↔ 2H+ + 2CrO4-2

A casi todas las longitudes de onda los valores de ξ del ion dicromato y las dos especies de cromatos son muy diferentes.

b) Desviaciones instrumentales

Radiaciónpolicromática:

el requisito básico para el cumplimiento de la Ley de Beer es que la radiación incidente sea monocromática. Dependiendo de las características tecnológicas del sistema óptico del instrumento será más o menos accesible poder utilizar en forma práctica una radiación una radiación limitada a una sola longitud de onda.

Radiacióndispersa:la radiación dispersa suele diferir considerablemente en longitud de onda con respecto a la radiación principal; además puede alcanzar el detector sin haber pasado a través de la muestra.

3.10. APLICACIONES DE LAS MEDICIONES DE ABSORCIÓN DE RADIACIÓN ULTRAVIOLETA Y VISIBLE

3.10.1 Especies absorbentes

La absorción de radiación ultravioleta y visible por una especie M, puede considerarse como un proceso en dos etapas, la primera de las cuales corresponde a la excitación según:

M+h.v→M*

donde M* representa la partícula atómica o molecular en su estado electrónico excitado que se produce como resultado de la absorción del fotón h v. Este estado excitado tiene un breve tiempo de existencia (10-8 a 10-9 s) y desaparece a través de través de algunos de los diferentes procesos de relajación (calor).

M*→M+calor

La absorción de la radiación ultravioleta o visible, se produce por lo general como consecuencia de la excitación de los electrones de enlace; debido a esto, la longitud de onda de los picos de absorción se puede correlacionar con los tipos de enlace existentes en la especie que se estudia.

3.10.2 Explotación analítica

Identificación proximal de los grupos funcionales en una molécula. Método bastante selectivo para el análisis cuantitativo de compuestos cuyos

enlaces producen absorción.

Conviene considerar tres tipos de transiciones electrónicas que permiten explicar porqué algunas especies pueden absorber energía radiante. Estos tres tipos son:

Los electrones π, σ y η.

Los electrones d y f.

Los electrones de transferencia de carga.

a) Especies químicas absorbentes que contienen electrones π, σ y η

La absorción de radiación ultravioleta y visible (200–800 nm) se restringe a un número limitado de grupos funcionales, llamados cromóforos, que contienen electrones de valencia con energías de excitación relativamente bajos.

Tabla 3.2. Caracteristicas de absorción de algunos cromóforos comunes

Cromóforo Ejemplo Disolvente λmáx (nm) εmáx Tipo de transición

Alqueno C6H13CH = CH2 n-Heptano 177 13,000 π→π*

Alquino C5H11C=C—CH3 n-Hexano178196225

10,0002,000160

π→π*--

Carbonilo n-Heptano

n-Hexano

186280

180

1,00016

larga

π→σ*π→π*

π→σ* π→π*

Carboxilo

Etanol 204 41 π→π*

Amido

Agua 214 60 π→π*

Azo CH3N=NCH3 Etanol 339 5 π→π*

Nitro CH3NO2 Isooctano 280 22 π→π*

Nitroso C4H9NO Éter etílico300665

10020

-π→π*

Nitrato C2H5ONO2 Dioxano 270 12 π→π*

b) Absorción en la que participah los electrones d y f Iones de los metales de transición Serie de los lantánidos y actínidos

Los iones y complejos de los 18 elementos de las dos primeras series de transición son coloreados en uno de sus estados de oxidación o en todos ellos. Dependiendo las características colorimétricas del complejo; del tipo de ligando (agente complejante) y del estado de oxidación.

Tabla 3.3. Efecto de los ligantes sobre los máximos de absorción asociados con transiciones d-d

λmáx (nm) para los ligantes indicados

Ion central

Aumento de fuerza del campo de unión

6CI 6H2O 6NH3 3en(1) 6CN-

Cr (III) 736 573 462 456 380

Co (III) - 538 435 428 294

Co (II) - 1345 980 909 -

Ni (II) 1370 1279 925 863 -

Cu (II) - 794 663 610 -

(1) en = etilendiamina, un ligante bidentado.

c) Absorción por transferencia de carga

Para fines analíticos es el tipo más importante de absorción por especies inorgánicas, debido a que las absortividades molares de los picos son muy grandes (ξ < 105). Esta es una particular característica de los complejos inorgánicos denominados también, complejos de transferencia de carga.

Ejemplos:

Hierro III- ion tiocianato Hierro II - (o-Fenantrolina)

Ion triyoduro I3-

3.11. INSTRUMENTACIÓN

Los instrumentos que miden la absorción selectiva de la radiación en las soluciones se conocen con los nombres de: colorímetros, fotómetros y espectrofotómetros. Hoy en día es pertinente diferenciar los instrumentos según su sistema de detección: detectores simples (convencional) o detectores multicanal (arreglo de diodo).

Algunos de los diseños básicos de los instrumentos usados en la medición de la absorción de Energía Radiante se ilustra en el siguiente esquema:

Figura 3.6. Diagrama de bloques de diferentes tipos de instrumentos de medición de la absorción molecular

http://www.fao.org/docrep/field/003/AB482S/AB482S03.htm#note3.31

3.11.1 Breve descripción de los principales componentes de instrumentos convencionales

a) Fuente de energía radiante

Debe producir un haz de radiación cuya potencia sea suficiente para facilitar la detección y medida; debe ser estable. Ej.:

Lámpara de hidrógeno Lámpara de deuterio.

Ambas lámparas producen un espectro continuo entre 160–375 nm y deben emplearse ventanas de cuarzo en los tubos: ya que el vidrio absorbe fuertemente en esta región del espectro electromagnético.

Lámpara de filamento de tungsteno

Es la fuente más común para la zona del visible e infrarrojo. Esta lámpara es útil para la región entre 320 – 2,500 nm.

b) Sistema selector de la longitud de onda de trabajo

(i) Fotómetro (colorímetro): este tipo de instrumentos utiliza filtros que permiten obtener bandas de radiación que abarcan un intervalo limitado de longitudes de onda (con un fotómetro no es posible obtener una banda de absorción variable en forma continua).

Región λ (nm Color filtro Color solución

380–435 Azul Amarillo

480–490 Verde azuloso Rojo

500–560 Verde amarillento Violeta

580–595 Anaranjado Azul verdoso

595–650 Rojo Verde azuloso

(ii) Espectrofotómetro: utilizan un complejo sistema óptico de selección de longitud de onda (sistema monocromador). el cual consta de variados componentes tales como:

prisma o rejilla; lentes;

espejos;

ranuras de entrada y salida.

Estos instrumentos pueden seleccionar longitud de onda en forma continua y en algunos casos con precisión de décimas de nm. Por lo tanto, es posible obtener en forma continua el espectro de absorción de una molécula.

c) Recipientes para la muestra

La mayor parte de las aplicaciones espectrofotométricas utiliza las muestras en solución líquida, por esta razón se requieren recipientes para colocar la muestra (celdas). La celda debe transmitir el 100% de la energía radiante en la zona espectral de trabajo.

Región U.V. = Celdas de cuarzo(200–2,000 nm)

Región VIS = Celdas de vidrio(350–2,000 nm)

Algún tipo de plástico.

La longitud más común para el trabajo en las regiones UV-VIS es 1 cm (otras son: 2, 5 y 10 cm).

d) Detección de la radiación

Dispositivo electrónico llamado transductor que convierten la energía radiante en una señal eléctrica.

Requisitos: • Responder a la E.R. en un amplio intervalo de λ. • Poseer elevada sensibilidad.• Respuesta lineal. • Tiempo de respuesta rápido, etc…Detectores de fotones: • Celdas fotovoltaicas. • Tubos fotomultiplicadores.• Fototubos. • Diodo de silicio.e) Procesadores de señales e instrumento de lectura

Dispositivo electrónico que amplifica la señal eléctrica generada en un detector. En este sentido existe una amplia gama de alternativas, desde galvanómetros hasta avanzadas computadoras.

Figura 3.7. Componentes y materiales de los instrumentos espectroscópicos

3.11.2 Esquema general de los sistemas ópticos de espectrofotómetros

Figura 3.8. Sistema con arreglo de diodo mono haz

Figura 3.9. Sistema convencional doble haz

3.12. ANÁLISIS CUALITATIVO Y CUANTITATIVO

3.12.1 Técnicas cualitativas

Las aplicaciones cualitativas no ofrecen una herramienta muy útil, ya que con estos espectros existe un número relativamente escaso de máximos y mínimos. Sin embargo el análisis cualitativo es una excelente herramienta cuando va precedido de algún método de separación.

3.12.2 Análisis cuantitativo

a) Aplicación:

Compuestos orgánicos:

Aldehídos y cetonas

Aromáticos Drogas

Vitaminas, etc…Compuestos inorgánicos:

(especies absorbentes)

Compuestos no absorbentes → Derivatización(Por ej.: formación de complejos coloreados).

b) Principales características:

Alta sensibilidad: Absortividades molares ξ ≈ 105

Intervalos de concentración 10-4 a 10-6M.

Selectividad: selección de la longitud de onda en la que el único componente absorbente de una muestra sea la sustancia que se determina.

Precisión y exactitud: dependiendo del nivel de concentración es posible lograr valores menores que 1% de error relativo.

3.12.3 Procedimiento en el análisis cuantitativo

a) Recopilación de antecedentes:

Referencias bibliográficas. Métodos normalizados.

b) Preparación y/o tratamiento de la muestra:

Separación del compuesto de interés (precipitación, extracción por solvente, cromatografía, etc…).

Derivatización si es necesaria.

c) Selección de la longitud de onda de trabajo (λ máx.):

Obtención del espectro de absorción:

En el espectro de mono haz, se va alternando la medida de la absorbancia entre el disolvente (blanco) y la solución que contiene la muestra en la medida que se va variando gradualmente la longitud de onda.

En el espectro de doble haz, la operación descrita anteriormente es posible hacerla automática y simultáneamente.

Para ello los instrumentos disponen de sistemas con microprocesador que permiten una fácil y expedita obtención de la información. Mediante estos instrumentos es posible hacer barrido de longitudes de ondas en determinadas zonas del espectro y a diferentes velocidades.

La excepción a esto último la proporcionan los espectrofotómetros de Arreglo de Diodos ya que dada su configuración es posible obtener el espectro de absorción en un amplio rango de longitudes de onda (200–800 nm) en fracción de segundos.

Una vez establecida la longitud de λ máx. (máxima sensibilidad) se prepara la curva de calibración.

3.13. CURVA DE CALIBRACIÓN

Set de soluciones de concentraciones crecientes del analito, en un rango tal que se cumple la Ley de Beer.

« No es conveniente suponer que para una determinada concentración se cumple la Ley de Beer y por ello utilizar un patrón único como referencia ».

Una vez obtenidos los distintos puntos (o niveles de calibración) se debe determinar la ecuación de la recta mediante análisis de regresión lineal (o ajuste de la curva por mínimos cuadrados). Los instrumentos automatizados traen estas funciones ya incorporadas en su sistema de cálculo, lo cual permite obtener el resultado final directamente.

La ecuación que relaciona la absorbancia con la concentración más común es del tipo:

Y = Ax + B donde:A = pendiente (ξ)

B = intercepto

r es un parámetro estadístico que da cuenta de la “calidad” de la curva de calibración y se denomina coeficiente de regresión. En análisis cuantitativo se considera buena una curva cuando su valor de r es mayor que 0.99.

3.14. OTRAS APLICACIONES

3.14.1 Análisis de mezclas

Definimos anteriormente que en una mezcla de sustancias absorbentes, a una misma longitud de onda las absorbancias son aditivas.

Considerando esto, es posible determinar componentes en una mezcla determinando las respectivas absorbancias a diferentes longitudes de onda.

Así tendremos:

A1 = Cxξx + Cyξy a λ1

A2 = Cxξx + Cyξy a ι2

A partir de estándares puros de las especies X e Y se obtienen, por separado los respectivos valores de las absortividades molares de X e Y. Luego quedan como incógnitas las concentraciones de X e Y a ambas longitudes de onda y se resuelve el sistema de ecuaciones.

Figura 3.10. Espectros de absorción mezcla componentes

3.14.2 Titulaciones

Las titulaciones espectrofotométricas son otras aplicaciónes mediante las cuales es posible determinar constantes termodinámicas tales como de formación de complejos metálicos, etc…

3.15. BIBLIOGRAFÍA

Hewlett Packard. 1988. The Diode-Array Advantage in UV-VIS Spectroscopy. Publication No12 - 5594–8912.

Inge, J.A. Jr. and Crouch, S.R. 1988. Spectrochemical Analysis. Prentice Hall International, Inc.

Skoog, D.A. y West, D.M. 1984. Análisis Instrumental. 2a edición. Ed. Interamericana.

4. ESPECTROSCOPIA DE ABSORCION ATOMICA

Por:Blago Razmilic


4.1. INTRODUCCIÓN

Los principios teóricos de la absorción atómica fueron establecidos en 1840 por Kirchhoff y Bunsen en sus estudios del fenómeno de autoabsorción en el espectro de los metales alcalinos y alcalino térreos.

La base de la espectroscopia de absorción atómica (EAA) la entregó Kirchhoff al formular su ley general: « cualquier materia que pueda emitir luz a una cierta longitud de onda también absorberá luz a esa longitud de onda». El significado práctico de esto fue recién desarrollado en 1955 por el australiano Walsh, apareciendo los primeros instrumentos comerciales a principios de 1960.

4.2. FUNDAMENTO TEÓRICO

El átomo consiste de un núcleo y de un número determinado de electrones que llenan ciertos niveles cuánticos. La configuración electrónica más estable de un átomo corresponde a la de menor contenido energético conocido como “estado fundamental”.

Si un átomo que se encuentra en un estado fundamental absorbe una determinada energía, éste experimenta una transición hacia un estado particular de mayor energía. Como este estado es inestable, el átomo regresa a su configuración inicial, emitiendo una radiación de una determinada frecuencia.

La frecuencia de la energía radiante emitida corresponde a la diferencia de energía entre el estado excitado (E1) y el estado fundamental (Eo) como se encuentra descrito en la ecuación de Planck:

h = constante de Planckυ = frecuenciac = velocidad de luzλ = longitud de onda

Según la teoría atómica, el átomo puede alcanzar diferentes estados (E1, E2, E3, …) y de cada uno de ellos emitir una radiación (λ1, λ2, λ3, …) característica, obteniéndose así un espectro atómico, caracterizado por presentar un gran número de líneas discretas. En absorción atómica es relevante solamente aquella longitud de onda

correspondiente a una transición entre el estado fundamental de un átomo y el primer estado excitado y se conoce como longitud de onda de resonancia.

De la ecuación de Planck, se tiene que un átomo podrá absorber solamente radiación de una longitud de onda (frecuencia) específica. En absorción atómica interesa medir la absorción de esta radiación de resonancia al hacerla pasar a través de una población de átomos libres en estado fundamental. Estos absorberán parte de la radiación en forma proporcional a su concentración atómica.

La relación entre absorción y concentración se encuentra definida en la Ley de Lambert-Beer.

Como la trayectoria de la radiación permanece constante y el coeficiente de absorción es característico para cada elemento, la absorbancia es directamente proporcional a la concentración de las especies absorbentes.

4.3. INSTRUMENTACIÓN

Los componentes básicos de un equipo de absorción atómica son:

La fuente radiante más común para las mediciones de absorción atómica es la lámpara de cátodo hueco, que consiste en un cilindro relleno con un gas inerte dentro del cual se encuentra un cátodo (construido del metal a analizar) y un ánodo. Al aplicar un cierto potencial a través de los electrodos esta fuente emite el espectro atómico del metal del cual está construido el cátodo.

En la EAA se utilizan atomizadores con y sin llama para producir átomos libres del metal en el haz de la radiación. El atomizador con llama está compuesto de un nebulizador y un quemador. La solución de la muestra es convertida primero a un fino aerosol, y luego llevada a la llama que entrega la energía suficiente para evaporar el solvente y descomponer los compuestos químicos resultantes en átomos libres en su estado fundamental. Las mezclas de gases más usados para producir la llama adecuada son: aire/propano, aire/acetileno y óxido nitroso/acetileno. Generalmente, la elección dependerá de la temperatura requerida para la disociación de los compuestos y de las características químicas del elemento a determinar.

En los atomizadores sin llama-atomización electrotérmica con horno de grafito el vapor atómico se genera en un tubo de grafito calentado eléctricamente, en cuyo interior se ubica la muestra. Estos atomizadores presentan diversas ventajas, como una alta eficiencia en generar vapor atómico, permite el empleo de pequeños volúmenes de muestra y análisis directo de muestras sólidas.

Los espectrofotómetros de absorción atómica poseen generalmente monocromadores de red con montaje de Littrow o de Czerny-Turner. Estos monocromadores permiten aislar una línea de resonancia del espectro emitido por la lámpara de cátodo hueco.

Como detector, se emplea un fotomultiplicador que produce una corriente eléctrica, la cual es proporcional a la intensidad de la línea aislada por el monocromador. Un amplificador selectivo amplifica la señal pasando luego a un dispositivo de lectura que puede ser un voltímetro digital o un registrador u otros.

4.4. APLICACIONES

La EAA constituye una de las técnicas más empleadas para la determinación de más de 60 elementos, principalmente en el rango de μg/ml-ng/ml en una gran variedad de muestras. Entre algunas de sus múltiples aplicaciones tenemos el análisis de: aguas, muestras geológicas, muestras orgánicas, metales y aleaciones, petróleo y sus subproductos; y de amplia gama de muestras de industrias químicas y farmacéuticas.

La espectroscopia de absorción atómica con llama es el método más empleado para la determinación de metales en una amplia variedad de matrices. Su popularidad se debe a su especificidad, sensibilidad y facilidad de operación. En este método la solución muestra es directamente aspirada a una llama de flujo laminar. La llama tiene como función generar átomos en su estado fundamental, de los elementos presentes en la solución muestra. Temperaturas cercanas a los 1,500–3,000°C son suficientes para producir la atomización de un gran número de elementos, los que absorberán parte de la radiación proveniente de la fuente luminosa.

Otros sistemas han sido descritos con el fin de mejorar la eficiencia de la atomización, en los cuales de deposita la muestra sólida o como suspensión en un accesorio especial para introducirlo a la llama (navecilla de tantalio, cubeta de Delves).

Desde el inicio, en 1955, de la espectroscopia de absorción atómica como método de análisis, hubo un nuevo ímpetu de desarrollar sistemas de atomización con llama, además de existir un interés continuo en conocer el mecanismo mediante el cual la solución muestra es convertida a vapor atómico en la llama. El resultado fue el desarrollo de un quemador con un cabezal de ranura, obteniéndose de este modo un camino óptico alargado a través de la llama, lo que proporciona una mayor sensibilidad al método. Estos quemadores emplean generalmente una cámara de premezclado de combustible/oxidante en combinación con un sistema para aspirar la solución muestra a la llama. En la Figura 4.1. se observan los procesos que experimenta una solución muestra con estos sistemas de atomización en la llama.

Figura 4.1. Diagrama del proceso de atomización en una llama

El número de átomos generados en su estado fundamental en la etapa de atomización determinará la cantidad de radiación absorbida.

El quemador del premezclado, que consiste en la combinación de un nebulizador con un quemador. En este sistema continuo la solución muestra es aspirada por arrastre con el gas comburente a través de un nebulizador para generar un aerosol fino dentro de una cámara donde se mezcla con los gases combustible y comburente auxiliar. Un deflector de flujo, ubicado en la cámara de premezclado, permite que las gotitas más grandes impacten contra él, caigan al fondo de la cámara y se escurran por el tubo de drenaje. El aerosol compuesto por las gotitas más finas es transportado hacia el cabezal del quemador, donde ocurre la combustión y la atomización de la muestra. Una entrada de gas oxidante auxiliar directa a la cámara de premezclado permite que los ajustes del flujo del oxidante sean efectuados por medio de la línea auxiliar, mientras que el flujo a través del nebulizador permanece constante. De esta forma la velocidad de aspiración de la muestra es independiente de las condiciones de la llama.

Los nebulizadores pueden ser regulados para variar la velocidad de aspiración de la solución muestra (1–4 ml/min). Estos están hechos de un material resistente a la corrosión.

Diferentes tipos de cabezales son utilizados dependiendo del tipo de llama a emplear. Estos se construyen de titanio para darle una resistencia al calor y a la corrosión, siendo los más empleados de 10 cm de ranura simple (llama acetileno/aire), 10 cm de ranura triple para soluciones con alto contenido de sólidos y cabezal de 5 cm (llama acetileno/óxido nitroso).

El tiempo necesario para la atomización de una muestra dependerá de la velocidad de entrada de los gases en la llama y se expresa con altura de la llama, de modo que la medición de la absorbancia se debe realizar en una zona en que la atomización sea completa.

La llama debe ser en lo posible transparente, es decir, no debe absorber parte de la radiación proveniente de la lámpara. En general, la llama debe poseer una lata eficiencia en la producción de átomos libres y ésta debe evitar que ocurran reacciones del elemento a determinar con productos de la combustión de los gases empleados o con otros componentes de la muestra. Al respecto, la temperatura de la llama tiene un cierto grado de importancia, siendo a veces más valiosas las propiedades reductoras u oxidantes (según relación entre gases combustible/comburente) de ella. La razón óptima combustible/comburente dependerá:

del tipo de quemador; de los gases (combustible/comburente);

del elemento a determinar.

Tabla 4.1. Temperatura máxima (°C) de distintas llamas

Combustible Aire Oxígeno

Gas alumbrado 1,700 2,700

Propano 1,930 2,800

Butano 1,900 2,900

Hidrógeno 2,100 2,780

Acetileno 2,300 3,100

Cianógeno 2,300 4,300

La llama aire/acetileno es la más empleada, debido a que ofrece para muchos elementos un medio ambiente y temperatura suficientes para la atomización. La llama es completamente transparente y solamente muestra autoabsorción bajo los 230 nm.

La introducción de la llama óxido nitroso/acetileno (2,900 – 3,000°C) permite la determinación de aquellos elementos que nos dejan determinar con llama aire/acetileno como Al, Si, Ti, etc… Como producto de su baja velocidad de combustión, esta llama energética ofrece un medio ambiente químico, térmico y óptimo favorable, pero posee dos desventajas: numerosos elementos son ionizados y muestran una emisión relativamente fuerte.

La llama hidrógeno/argón es utilizada en la determinación de As, Se, Cd y Zn. Su gran ventaja es su alta transparencia en el ultravioleta ideal para la determinación de As y Se. Sin embargo, se debe contar con grandes interferencias, debido a la menor temperatura de llama.

En espectroscopia de absorción atómica la concentración de un elemento en una muestra se determina por comparación de la absorbancia de la solución muestra con la absorbancia de soluciones estándar de concentración conocida. Si cualquier constituyente de la muestra altera uno o más pasos en el proceso de formación de átomos en su estado fundamental en la llama, llevará a un error en la medición de la concentración. Las interferencias que se pueden producir en espectroscopia de absorción atómica se clasifican en: físicas químicas, de ionización y espectrales.

4.5. INTEREFERENCIAS FÍSICAS

Este tipo de interferencias está relacionado con la efectividad con que la solución es transportada a la llama y son causadas por diferencias en las propiedades físicas de las soluciones: viscosidad, tensión superficial o presión de vapor.

Un ejemplo de estas interferencias se observa en la determinación de Mg y Cu en presencia de ácido fosfórico. A mayor concentración de H3PO4 la viscosidad de la solución aumenta, disminuyendo la velocidad de aspiración de ella y una fracción menor llega a la llama, produciéndose una absorbancia menor de la muestra.

También la presencia de solventes orgánicos produce este tipo de interferencias debido a un aumento en la eficiencia de la nebulización (menor viscosidad y menor tensión superficial), lo que produce un aumento de la absorbancia.

Una forma de compensar este tipo de interferencia es preparar las soluciones estándar con los mismos componentes de la matriz de la solución problema.

4.6. INTERFERENCIAS QUÍMICAS

Interferencia química es cualquier alteración en el número total de átomos libres formados por unidad de volumen debido a la formación de compuestos químicos termoestables. Las causas más comunes de éstas son:

i. Disociación incompleta de la molécula formada o formación de una sal difícil de fundir.

El efecto del fosfato en la determinación de calcio es un ejemplo de este tipo de interferencia. El calcio con el fosfato forman el fosfato de calcio, el cual se transforma en pirofosfato de calcio, que es relativamente estable en una llama aire/acetileno. Así la cantidad de átomos libres de calcio generados en la llama será menor que la obtenida con una solución de calcio de igual concentración, pero sin presencia de fosfato, provocando una disminución de la señal.

Existen otros componentes refractarios que dan también una disminución de la señal de absorción del elemento de interés. Tal es el caso de silicatos, aluminatos y pirosulfatos de calcio, magnesio, estroncio y bario.

ii. Reacción espontánea de los átomos libres con otros átomos o radicales presentes en el medio ambiente.

Esta interferencia es causada por la formación de óxidos e hidróxidos u ocasionalmente carburos o nitruros, debido a la reacción de los átomos libres con los productos de la combustión de la llama. Aproximadamente unos 30 metales no se pueden determinar con llama aire/acetileno (ejemplo: aluminio, silicio, boro, elementos lantánidos, etc.). La magnitud de la interferencia va a depender del tipo de estequiometría de la llama.

Las interferencias químicas pueden ser minimizadas por las siguientes formas:

Empleo de llamas con mayores temperaturas. Como ejemplo tenemos la llama acetileno/óxido nitroso, la que es capaz de descomponer totalmente los compuestos refractarios.

Agregar a la solución muestra un elemento “buffer”, el cual forma con el elemento interferente un compuesto más estable que con el elemento a determinar. El ejemplo más conocido es la adición de lantano o estroncio en la determinación de calcio en presencia de fosfato.

Preparación de las soluciones estándar de modo tal que su composición sea lo más semejante con la de la solución problema. Esta alternativa es difícil de aplicar debido a que requiere un conocimiento completo de la muestra.

4.7. INTERFERENCIA DE IONIZACIÓN

Un átomo neutro en su estado fundamental puede ser ionizado a temperaturas elevadas. Estos iones exhiben propiedades espectroscópicas diferentes a un átomo neutro y no pueden ser determinados por espectroscopia de absorción atómica. Así, el número total de átomos disponibles para la absorción atómica. Así, el número total de átomos disponibles para la absorción de la radiación por unidad de volumen disminuye, lo que produce una pérdida de sensibilidad. Esta interferencia depende tanto de la temperatura de la llama como del potencial de ionización del elemento en estudio.

La ionización puede ser detectada notando que la curva de calibración tiene una desviación positiva a concentraciones altas, dado que la fracción de átomos ionizados es menor a concentraciones mayores. Estas interferencias se pueden eliminar agregando a todas las soluciones estándar y a la muestra un exceso del elemento que sea fácilmente ionizable en la llama, por ejemplo: el sodio, potasio, litio o cesio, o mediante el empleo de una llama de menor temperatura.

4.8. INTERFERENCIAS ESPECTRALES

En este tipo de interferencias, la radiación del elemento a determinar es directamente influenciada, existiendo interferencias espectrales de línea e interferencias espectrales de banda:

Las interferencias espectrales de línea ocurren cuando hay superposición de dos líneas atómicas o cuando éstas no son resueltas por el monocromador.

Un ejemplo para el primer caso se tiene en la determinación de trazas de zinc en una matriz de hierro, debido a que la línea de absorción del hierro (213.86 nm) se superpone a la línea de resonancia del zinc (213.86 nm).

El empleo de lámparas multielementales fabricadas con una combinación inadecuada de elementos puede producir interferencias del segundo tipo, si dentro de la banda espectral del monocromador se encuentra una línea de resonancia de otro elemento junto a la del elemento a determinar.

En general este tipo de interferencias no son frecuentes debido a la naturaleza muy específica de la longitud de onda que se usa en espectroscopia de absorción atómica. Si se llegan a presentar se pueden eliminar seleccionando una segunda línea de resonancia del elemento de interés (probablemente se obtenga mayor sensibilidad o empleando una ranura del monocromador más angosta).

Las interferencias espectrales de banda se producen debido a la absorción de la radiación por moléculas o radicales, y por dispersión de la radiación por sólidos. Para ambos efectos, que en principio son distintos, se emplea el término absorción de fondo. Aquí existe una pérdida de radiación no específica que lleva a absorbancias mayores que la absorbancia obtenida por el analito. La señal está compuesta por la absorción del elemento a determinar más la absorción no específica.

La absorción molecular ocurre cuando una especie molecular en el atomizador posee un perfil de absorción que se superpone al del elemento de interés. El espectro molecular del hidróxido de calcio muestra un máximo de absorción en la línea de resonancia del bario.

Este problema es más serio en la región espectral bajo los 250 nm, donde concentraciones altas de metales alcalinos y de otras sales muestran una alta absorción molecular.

La dispersión de la luz ocurre cuando partículas de sólidos causan una deflexión de parte de la radiación de la fuente fuera del eje del sistema monocromador-detector. Estos problemas son relevantes con muestras conteniendo altas concentraciones de elementos refractarios.

Los métodos más empleados en la corrección de la absorción de fondo (BG) son:

i. Método de corrección de doble línea.

En este método se realiza la medición de una línea de emisión no absorbida por el analito, cuyo valor se resta al valor de la medición obtenida a la longitud de onda de resonancia del analito. El método tiene la desventaja que a veces no es fácil disponer de una línea de no resonancia cercana a la línea de resonancia del analito.

ii. Método de corrección continua de fondo.

La forma más eficaz para medir la absorción de fondo es realizar la medición empleando una lámpara de deuterio o de hidrógeno que emite un espectro continuo bajo los 320 nm. En estos instrumentos ambas fuentes radiantes (lámpara de cátodo hueco (LCH) y de deuterio (LD) son moduladas a la misma frecuencia, pero desfasadas, recorriendo el mismo camino óptico a través de la muestra en el monocromador para llegar al detector. Este observa alternadamente en el tiempo las dos fuentes radiantes. La absorción de fondo disminuye la intensidad de ambas fuentes, mientras que la absorción proveniente de la lámpara de cátodo hueco. La electrónica del instrumento separa ambas señales y compara la absorción de ambas fuentes entregando una señal corregida con respecto a la absorción de fondo.

4.9. ANÁLISIS CUANTITATIVO

Cuando la absorbancia de soluciones estándar de concentración conocida del elemento a determinar se grafica vs. la concentración, se obtiene una curva de calibración. La curva así obtenida es generalmente lineal a bajas concentraciones y la concentración de la muestra puede ser determinada por interpolación de su absorbancia en la curva de calibración.

Para emplear este método de análisis cuantitativo la composición de las soluciones estándar deben ser preparadas lo más semejante posible a la composición de la solución-muestra para compensar o eliminar interferencias.

Especialmente útil resulta el empleo del método de adición estándar, el cual permite trabajar en presencia de una interferencia sin eliminarla y obtener una determinación con buena exactitud del elemento en la solución-muestra. Interferencias físicas y algunas interferencias químicas pueden ser compensadas empleando este método que consiste en la adición de cantidades diferentes de una solución estándar del elemento a determinar a varias porciones iguales de la solución-muestra. De esta forma, la interferencia afectará por igual a todas las soluciones. Si existe interferencia, se observará que la pendiente de la adición estándar es menor que la de la curva de calibración.

4.10. BIBLIOGRAFÍA

Schrenk, W.G. Applied Spectroscopy. 40 (1), XIX, 1986.

Slavin, M. Atomic Absorption Spectroscopy. John Wiley & Sons, New York. 1978.

Van Loon, J.C. Analytical Atomic Absorption Spectroscopy. Academic Press, New York. 1980.

Welz, B. Atom-Absorptions Spektroskopie. Verlag Chemie, Weinhe

5. PRINCIPIOS BASICOS DE CROMATOGRAFIA

Por:Blago Razmilic


5.1. FUNDAMENTOS

El fundamento de la mayoría de las técnicas cromatográficas es un equilibrio de fases. El soluto se distribuye entre una fase móvil y una fase estacionaria.

[X]m = concentración de soluto X en la fase móvil;[X]s = concentración de soluto X en la fase estacionaria.

El coeficiente de distribución Kx, para el soluto X, está dato por:

Si el coeficiente es independiente de la concentración, un gráfico de [X]m vs [X]m es lineal y el sistema cromatográfico es lineal, en cambio si varía con las concentraciones el sistema es no lineal. La linealidad es un requisito para la eficiencia y los peak obtenidos corresponden a un peak agudo de tipo Gaussiano.

La velocidad de migración de un soluto está caracterizada por:

tR =tiempo de retención. Corresponde al tiempo transcurrido desde que se inyecta la muestra en el sistema, hasta la detección del máximo del peak de elución;

VR =volumen de retención. Corresponde al volumen total de eluyente que fluye por el sistema durante el tiempo de retención:

VR = tR. Fc

Fc = velocidad de flujo de la fase móvil (ml/minuto) a la temperatura de la columna; t'R = tR - tM Vm = tM Fc

t'R = tiempo de retención corregido;t'M = tiempo muerto (lo que demora en salir una especie no retenida,t0);Vm = volumen muerto o volumen intersticial de la columna; V'R = t'R.Fc

V'R = volumen de retención corregido.

El coeficiente de distribución termodinámico Kx es una medida del grado de retención del compuesto X. El factor de capacidad K'x es una medida más práctica que puede ser determinada directamente del cromatograma. Está dado por:

La relacióon entre el volumen de retención y el factor de capacidad es:

VR = Vm(1 + K'

x) = Vm + VmKx

Vs = volumen de fase estacionaria. En cromatografía de adsorción Vs se reemplaza por el área del adsorbente (Am).

Reemplazando los volúmenes por los tiempos nos queda:

El tiempo de retención también puede ser corregido por la temperatura y la presión. Esto no es necesario en cromatografía de gases es primordial. El volumen de retención específico VG, incorpora estas correcciones y constituye el volumen neto de eluyente a 0°C necesario para transferir la mitad del soluto en un sistema normalizado a 1 gramo de fase estacionaria y sin presión en la gota.

Tc = temperatura de la columna en grados Kelvin;Wm = peso en gramos de fase estacionaria;j = presión corregida dada por:

Pi = presión interna;Po = presión externa.

5.2. EFICIENCIA DE LA COLUMNA

La medida cuantitativa de la eficiencia es el número de platos teóricos n, el cual en términos de tiempos de retención es:

Wh = anchura del peak a la altura media;

o el volumen de retención:

mientras que el número de platos teóricos efectivos N, está en base del tiempo de retención corregido:

w = anchura del peak.

Por otra parte, el número de platos efectivos N, está relacionado con el número de platos teóricos:

obviamente el número de platos teóricos efectivos aumenta con la longitud de la columna, por lo tanto para comparar diferentes fases estacionarias es más conveniente considerar la altura del plato equivalente (HEPT) h, o la altura del plato equivalente efectivo H, los cuales están definidos por:

L = altura de la columna.

5.3. RESOLUCIÓN

Los solutos se separan en una columna cromatográfica cuando sus velocidades de migración son diferentes. La eficiencia de una columna se mide en términos del número del platos teóricos (n) o mejor aún del número de platos teóricos equivalentes (N), mientras que la eficiencia del solvente se cuantifica en términos de retención relativa (α) dos solutos A y B.

tRA = tiempo de retención no corregido de A;tRB = tiempo de retención no corregido de B;t΄RA = tiempo de retención corregido de A;t΄RB = tiempo de retención corregido de B.

El efecto combinado de la eficiencia de la columna y del solvente se expresa en términos de la Resolución (Rm) de la columna.

Rm = 2(tRB - tRB) WA + WB

WA = anchura de la base del peak A;WB = anchura de la base del peak B.

Si WA = WB

En general la resolución es función del factor de capacidad K'x y la retención relativa α y el número de platos teóricos en función del segundo soluto (nB):

o en función del número de platos teóricos efectivos (NB)

=factor de selectividad

=factor de capacidad

= eficiencia

La resolución puede modificarse alterando las propiedades termodinámicas del sistema (el cual cambia α y K') o las condiciones de la columna (velocidad de flujo, tamaño de partículas, etc…) para cambiar N.

Efecto de la temperatura: ecuación de Van't Hoff:

5.4. ENSANCHAMIENTO DE LAS BANDAS. CONTRIBUCION A LA ALTURA EQUIVALENTE DEL PLATO TEÓRICO.

Cuando un soluto pasa a través de la columna, el ancho de banda aumenta y el soluto se diluye en la fase móvil. La contribución al ensanchamiento dependerá fundamentalmente de la difusión de Eddy, la difusión molecular y la transferencia de masa.

En general, la contribución a la altura equivalente del planto teórico (H) es:

Hed = Cedp (difusión de Eddy);Hsp = Cmdp

2v/Dm (transferencia de masa en la fase móvil);Hld = CdDm/V (difusión longitudinal);Hsm = Csmdp

2v/Dm (transferencia de masa desde la fase móvil retenida a la fase móvil);Hmp = Csdf

2v/Ds(transferencia de masa en la fase estacionaria);dp = diámetro de partícula;Dm = coeficiente de difusión del soluto en la fase móvil;Ds = coeficiente de difusión del soluto en la fase estacionaria;v = velocidad lineal de la fase móvil;

df =Espesor del film de fase estacionaria (principalmente para LLC, para LSC se reemplaza por dp).

5.5. CROMATOGRAFIA DE GASES

En la cromatografía de gases, la fase móvil se llama gas portador y la fase estacionaria es un sólido con propiedades adsorbentes como el carbón vegetal, gel de sílice y tamices moleculares en cromatografía gas-sólido (GSC) ó la fase estacionaria es un líquido orgánico de alto punto de ebullición que se adhiere como una película delgada sobre un soporte sólido (GLC).

La cromatografía gas líquido (GLC, reparto) es muy similar a la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Las mayores diferencias se deben a las propiedades físicas de la fase móvil como la viscosidad, acidez, basicidad y compresibilidad.

La separación depende del factor de separación (α) y de la altura equivalente del plato teórico (H). El ensanchamiento de las bandas dependerá de la introducción de la muestra, de la columna y del sistema detector.

En la columna el ensanchamiento se produce por:

i. Velocidad de difusión del soluto en el gas a través de lo largo de la columna.ii. Equilibrio no instantáneo del soluto con el solvente de la fase estacionaria.

iii. Empaquetamiento y geometría de la columna.

La contribución a la altura equivalente del plato teórico está descrita por la ecuación de Van Deemter en función de la velocidad del gas portador (v).

A = difusión de Eddy = 2λdp

dp = diámetro de las partículas;λ = factor geométrico que indica la uniformidad de empaquetamiento de la columna;B = difusión longitudinal o molecular = 2γDg

Dg = coeficiente de difusión del soluto en el gas portador;γ = factor de corrección que tiene que ver con el camino del gas por los canales tortuosos;

Cliq =es una función del factor de capacidad, del grosor de la película y de la difusión del soluto en la fase estacionaria líquida;

Cgas =está relacionado con el diámetro de las partículas (dp

2/Dg) en columnas empaquetadas y del radio (r2/Dg) en las columnas tubulares abiertas.

5.5.1 El gas portador

El gas portador debe transportar los componentes volátiles de la muestra a través de la columna. Debe ser de alta pureza. Las impurezas, en especial oxígeno y agua pueden alterar químicamente la fase líquida y modificar los tiempos de retención. Debe ser inerte y no reaccionar con la muestra ni con la fase estacionaria. Los gases más utilizados son: Ar, CO2, He, H2, N2, O2. Fases móviles de bajas velocidades se consiguen con gases cuyos coeficientes de difusión son pequeños (Ar, N2, CO2), inversamente, gases con coeficientes de difusión grandes (H2, He) se utilizan para velocidades de flujo altas. Su elección también está condicionada al sistema detector.

El detector de conductividad térmica usa helio, excepto cuando se va a medir hidrógeno o helio, entonces emplea argón o nitrógeno.

El detector de ionización de llama usa helio o nitrógeno. El nitrógeno producirá más platos teóricos para una determinada longitud de columna, pero el análisis será mucho más lento. El helio producirá menos platos, pero el análisis será más rápido y es el gas recomendado para columnas larga. El nitrógeno tiene casi el doble de sensibilidad que el helio.

El detector de captura de electrones usa nitrógeno muy seco con corriente continua y argón con 5% de metano con corriente pulsada.

5.5.2 Sistemas para introducir la muestra

La muestra ya sea sólida (en solución), líquida ó gaseosa debe inyectarse rápida y cuantitativamenteen el gas portador. Para evitar el ensanchamiento de las bandas debe usarse la mínima canti dad de muestra posible.

Para la inyección de muestras gaseosas se utilizan jeringas de cierre hermético para gases y válvulas para muestrear gases. Mientras que para la inyección de líquidos se usan frecuentemente jeringas de 5, 10 y 25 μl. Los sólidos se manejan mejor disolviéndolos en un disolvente apropiado y utilizando una jeringa para inyectar la solución.

5.5.3 Horno para la columna

Para lograr el calentamiento y enfriamiento rápido de la columna se requiere un horno de baja inercia térmica. Además la temperatura debe ser reproducible dentro de 1°C y en todo el horno los gradientes deben ser como mínimo de 2°C. Las temperaturas utilizadas están en el rango de -50°C a sobre 400°C. El límite superior depende de la

tolerancia a la temperatura de los materiales utilizados. Si se utiliza material de teflón la temperatura no puede ser mayor que 220–250°C.

Existen hornos de acero inoxidable con paredes delgadas, tapas bien ajustadas y ventiladores de alta velocidad.

Debido a la gran diversidad de columnas, los hornos varían enormemente en tamaño y forma.

5.5.4 Columnas

Las columnas más utilizadas consisten en un tubo con partículas de tamaño uniforme las cuales son impregnadas con el líquido que constituye la fase estacionaria.

El soporte sólido debe cumplir ciertos requisitos que son:

i. Una superficie específica de 1 a 20 m2/g.ii. Un diámetro de poros uniforme del orden de 10μ o menos.

iii. Inactividad. Un mínimo de interacción química y adsortiva con la muestra.

iv. Partículas de forma regular, de tamaño uniforme para un relleno eficiente.

v. Resistencia mecánica, para que no se desmorone al manipularla.

Tabla 5.1. Soportes en Chromosorb más utilizados

Propiedades A G P W

Color Rosado Blanco nacarado Rosado Blanco

Tipo Flujo calcinado Flujo calcinado Calcinado Flujo calcinado

Densidad g/cm3 0.40 0.47 0.38 0.18

Empaquetado 0.48 0.58 0.47 0.24

Area (m2/g) 2.7 0.5 4.0 1.0

Area (m2/cm3) 25% 5% 30% 15%

Máx. pH fase líq. 7.1 8.5 6.5 8.5

Manipulación Buena Buena Buena Se triza

5.6. FASES ESTACIONARIAS

La selección de la fase estacionaria es muy importante. En primer lugar debe cumplir algunos requisitos fundamentales:

i. Debe ser inerte químicamente con la fase móvil y los constituyentes de la mezcla.

ii. Debe tener estabilidad térmica en un amplio rango de temperatura para la existencia en el estado líquido.

iii. Baja presión de vapor y baja viscosidad en el rango de temperatura deseado.

iv. Habilidad para unirse al soporte sólido o superficie inerte de una columna capilar.

Se han confeccionado muchas escalas en las cuales se determinan los índices de retención de una mezcla de solutos en una columna en particular y en una columna con fases estacionarias relativas:

Rohrshneider utilizó: benceno, etanol, butanona, nitrometano y piridina como solutos en una columna con una temperatura de 100°C. La fase estacionaria fue Escualeno. La diferencia entre los índices de retención para un soluto A está dado por:

ΔIA=Ib, A - Ia, A

Ib, A = es el índice de retención de un soluto A en una fase bIa, A = es el índice de retención de un soluto A en una columna de Escualeno.

Una comparación de los valores de ΔIA de las dos fases es una indicación de las polaridades relativas con respecto al soluto A en que el valor de ΔI máximo es la fase estacionaria más polar.

Tabla 5.2. Mezcla de 10 solutos (T = 120°C) utilizada por McReynolds

Simbolo Compuesto Grupo funcional

X. benceno alquenos, aromáticos

Y. 1-butanol alcoholes, nitrilos, ácidos

Z. 2-pentanonacetonas, éteres, aldehidos, ésteres, epóxidos, dimetilamino derivados.

U. 1-nitropropano nitro y nitrilo derivados

S. piridina bases aromáticas N-eterocíclicas

H. 2-metil-2pentano compuestos de cadena ramificada, especialmente alcoholes.

J. 1-yodobutano compuestos halogenados

K. 1-octino alquinos

L. 1,4 dioxano éteres, bases

M. cis-hidrindano esteroides apolares, terpenos, estructuras nafténicas.

5.7. CROMATOGRAFÍA GAS-SÓLIDO

En muchos casos las columnas adsorbentes presentan mayor selectividad que los líquidos de separación. Sin embargo, las desventajas principales son la larga duración

de los análisis y los peaks con grandes colas que dificultan el análisis cuantitativo. Ambos problemas se resuelven con la programación de la temperatura.

5.8. ANÁLISIS CUALITATIVO

El índice de Kovats relaciona el volumen de retención VR (ó el tiempo de retención tR) de un compuesto desconocido con otro que contiene n-hidrocarburos y que eluye antes y después que él. Para cada serie de parafinas existe un índice dado por:

I = 100 nn = número de moles de átomos de carbono de una parafina dada.

El índice de retención de un compuesto desconocido es calculado de:

x = número de carbonos del compuesto eluido antes que el desconocido;Vn

u = volumen de retención corregido del desconocido (u);Vn

x = volumen de retención corregido del hidrocarburo eluído antes del desconocido;Vn

x+1 = volumen de retención corregido del hidrocarburo eluído después del desconocido;x + 1 = número de carbonos del compuesto eluído después que el desconocido;

6. AMINOACIDOS ESENCIALES• ROL Y DETERMINACION DE LISINA, METIONINA Y

CISTINA• DETERMINACION DE LISINA DISPONIBLE

Por:Emilio Castro C. MSc.Laura Avilia M. Quím.

Fundación Chile

6.1. INTRODUCCIÓN

Los aminoácidos son esenciales para la síntesis de proteínas en músculos, sangre y órganos del cuerpo. Sin aminoácidos no es posible la síntesis de proteinasí y la vida.

En nutrición acuícola, se utilizan variados ingredientes tales como: harina de pescado, tortas de leguminosas, afrechillo de trigo, aceite de pescado y otros para la

formulación de los alimentos balanceados. El valor nutricional de estos insumos depende de su composición en carbohidratos, grasas, vitaminas, minerales y de un nutriente muy importante: La proteína.

Es bien conocido, que la calidad de la proteína de un alimento está determinada fundamentalmente por el tipo y cantidad de aminoácidos que la forman y por su digestibilidad.

6.2. EL CONTENIDO DE AMINOÁCIDOS EN LOS ALIMENTOS

Los ingredientes, se diferenician unos de otros, no sólo en el contenido de proteína bruta, sino también y de una forma sustancial en su composición de aminoácidos.

Los ingredientes de origen animal como por ejemplo la harina de pescado, se caracterizan por su excepcional contenido de lisina y aminoácidos azufrados, mientras que los insumos de origen vegetal y muy especialmente las tortas de soya se caracterizan por ser deficitarios en metionina y cistina.

La siguiente Tabla 6.1. ilustra los conceptos antes señalados:

Tabla 6.1. Contenido de aminoácidos en algunas materias primas de uso acuícola

Materia prima

Harina pescado (65%)

Harina pescado (> 67.5%)

Torta soya

Cebada

Proteína bruta (%)

65.00 67.74 45.90 11.10

Lisina (%) 5.07 5.58 2.88 0.43

Metionina (%) 1.91 2.00 0.63 0.20

Fuente: Fundación Chile, 1992.

El cuadro anterior, entre otras consideraciones, evidencia que el contenido de proteína bruta de una materia prima influencia directamente su aporte de aminoácidos. Sin embargo, desde el punto de vista nutricional, cobra mayor importancia el aminoácido que en esa proteína es el más limitante, ya que es el que determina la utilización de la proteína en la síntesis de la proteína corporal. El llamado “barril de Liebig”es una buena ilustración de este principio.

6.3. AMINOÁCIDOS ESENCIALES

Los aminoácidos esenciales deben suministrarse necesariamente en la dieta, puesto que el organismo no puede sintetizarlos por si mismo.

Las especies salmonideas tienen un requerimiento de al menos 10 aminoácidos esenciales. Además, cada especie acuícola animal requiere una combinación de aminoácidos determinada. El requerimiento en aminoácidos no es una cantidad fija, sino que depende de la edad, sexo, variedad genética, nivel de rendimiento, etc…

La siguiente Tabla 6.2. muestra el requerimiento de aminoácidos esenciales para salmónidos.

Tabla 6.2. Aminoácidos esenciales para salmónidos (requerimiento dietario)

Aminoácido % Dieta % Proteína diaria

Arginina 2.4 6.0

Histidina 0.7 1.8

Isoleucina 0.9 2.2

Leucina 1.6 3.9

Lisina 2.0 5.0

Metionina (1) 1.6 4.0

Fenil alanina (2) 2.1 6.0

Treonina 0.9 2.2

Triptofano 0.2 0.5

Valina 1.3 3.2

(1) Sin cisteina (2) Sin tirosina

Fuente: Hardy, 1988 (comunicación personal).

La siguiente Tabla 6.3. muestra el requerimiento de aminoácidos esenciales para especies distintas a los salmónidos.

Tabla 6.3. Aminoácidos esenciales para peces no salmónidos (requerimiento como porcentaje de proteína dietaria)

Arginina Histidina Isoleucina Leucina Valina

Channel catfish 4.3 1.5 2.6 3.5 3.0

Tilapia 4.0 s/i s/i s/i s/i

Carpa común 4.3 2.1 2.5 3.3 3.6

Fuente: Wilson y Halver (1986)

6.3.1 Rol de los principales aminoácidos esenciales en nutrición acuícola

El diagnóstico de deficiencias nutricionales causadas por una mal nutrición protéica o aminoacídica en especies acuícolas y animales, es muy difícil de diagnosticar como consecuencia del estado general de alteración que se evidencia en el animal. Frente a un problema nutricional de este tipo, los principales indicadores que muestra el animal son: un deterioro en la eficiencia de conversión, una reducción en la tasa de crecimiento y una mortalidad mucho mayor que la esperada. Es decir, todos muy inespecíficos. Sin embargo, diversos investigadores han informado de signos, más



específicos que causarían en especies acuícolas, deficiencias nutricionales de ciertos aminoácidos en particular.

a) Arginina

Las especies acuícolas presentan un elevado requerimiento nutricional de arginina, alrededor de un 6% de la proteína dietaria en salmónidos y 4 a 5% en otras especies de peces.

b) Lisina

Ketola (1983), en ensayos de alimentación con alevines de truchas arco iris, realizados a nivel de laboratorio, observó una alta mortalidad y marcada erosión en la aleta caudal en los peces alimentados con dietas deficientes en lisina.

Anderson et al. (1991), por el contrario, en un ensayo destinado a determinar el requerimiento de lisina en alevines de salmón atlántico no observaron signos específicos de deficiencia nutricional durante los 140 días que duró este ensayo con una dieta deficiente en lisina. Si los peces deficientes evidenciaron un menor apetito, un menor ingesta de alimentos y por lo tanto, un menor crecimiento.

c) Metionina

Diversos estudios han indicado que la metionina es esencial para el óptimo crecimiento de las especies acuícolas y que la presencia de cistina reduce el requirimiento de metionina dietaria necesaria para un óptimo crecimiento. En truchas arco iris se ha informado que dietas deficientes en metionina pueden causar cuadros caracterizados por cataratas bilaterales. Esta situación la observó Porton et al. (1977) al alimentar truchas cuya principal fuente de proteína era un aislado de soya. Bajo condiciones prácticas dietas con un mínimo de 25% de harina de pescado “especial” para la alimentación de especies acuícolas son más que suficientes para evitar esta situación.

d) Triptofano

Post (1983) ha señalado que dietas deficientes en triptofano son también capaces de causar deficiencias nutricionales caracterizadas por lordosis y escoliosis.

6.4. DETERMINACIÓN DE AMINOÁCIDOS TOTALES

6.4.1 Consideraciones fundamentales

La determinación analítica de aminoácidos totales presenta las siguientes características:

a. Es lenta requiriendo como mínimo 2 a 3 días para una completa preparación de la muestra e hidrolisis de la proteína completa.

b. Es compleja, ya que:

1. La determinación de los aminoácidos azufrados demanda de un pretratamiento oxidativo con ácido fórmico previo a la hidrólisis ácida. Este pretratamiento tiene el propósito de convertir los aminoácidos sulfurados en derivados aminoacídicos estables.

2. La determinación del triptofano sólo es posible a través de una hidrólisis alcalina, ya que la hidrólisis ácida lo transforma en amonio afectando su estabilidad y la exactitud de la determinación.

c. Es de un alto costo ya que los tres procedimientos analíticos señalados anteriormente tienen un precio que fluctúa ente US$250 a 400, por muestra, en laboratorios comerciales.

d. Puede presentar tremendas variaciones en los valores que se determinen, debido a las diferencias metodológicas que existen en los distintos laboratorios. A modo de ejemplo señalaremos que algunos laboratorios utilizan un pretratamiento basado en una oxidación con ácido perfórmico mientras que otros laboratorios utilizan una hidrólisis directa con ácido bajo nitrógeno (Coon, 1993).

La deficiente consistencia que normalmente se obtienen en los valores de aminoácidos en muestras iguales, analizadas por distintos laboratorios frena las espectativas de los nutriólogos de utilizar esta información para optimizar la formulación de las dietas. No obstante lo anterior, significativos avances se han realizado en estos últimos años la determinación de aminoácidos en muestra biológicas incrementando su sensitividad, resolución, versatilidad y confiabilidad. Estos avances ha sido posibles gracias la gran desarrollo tecnológico que ha experimentado la cromatografía de intercambio iónico, de gas y en líquido de alta resolución, mejorando la presición y rapidez de estas determinaciones.

Si bien hasta hace poco tiempo este análisis era realizado en forma casi exclusiva por analizadores automáticos (autoanalizadores) de aminoácidos con el advenimiento de la cromatografía en fase líquida de alta resolución (HPLC) se han dado a conocer varias metodologías diferentes, para este propósito. Estas consideran derivatizaciones pre y post columnas. Los aminoácidos deben derivatizarse de manera de poder medirlos utilizando detectores corriente espectrofotométricos en la zona UV o fluorimétricos.

6.4.2 Etapas

Un muestreo representativo y una adecuada preparación de la muestra (molienda, tamizado, desgrasado) son críticos ya que pueden constituir una importante fuente de error analítico.

El primer procedimiento involucrado o etapa que considera este análisis corresponde a una hidrólisis ácida a que se somete una cantidad exacta de 20 mg de proteína con

10 ml de HCl 6N durante 24 horas (University of Missouri, Columbia, 1985, Comunicación personal).

Los aminoácidos liberados con excepción de la metionina, cistina y triptofano son derivatizados y analizados por HPLC detectándose a 254 nm (Williams, 1988), o bien en un analizador automático de intercambio iónico (University of Missouri, Columbia, 1985, comunicación personal). El segundo procedimiento o etapa involucra la oxidación con ácido performico para determinar los aminoacidos azufrados: cistina y metionina. Para este efecto se recomienda pesar exactamente ±10 mg de proteína y agregarle 5 ml de ácido performico frío. Los aminoácidos azufrados liberados se pueden analizar en el mismo analizador automático de intercambio iónico señalado anteriormente.

Finalmente, la tercera etapa corresponde a la determinación del triptofano involucra una hidrólisis alcalina con NaOH 6M a 110°C por 20 horas (Williams, 1988). Para cada uno de estos procedimientos existen factores críticos a considerar con el fin de lograr resultados válidos y consistentes.

6.4.3 Análisis cuantitativo específico para lisina, metionina y cistina

De los distintos métodos analíticos publicados para la determinación de los aminoácidos más limitantes (lisina, metionina, cistina) para dietas acuícolas y animales, analizaremos a modo ilustrativo el publicado recientemente por Cubedo Fernández (1990) en el J. Assoc. Off. Anal. Chem. Este método, se basa en realizar una derivación de los aminoácidos en precolumna con 9-fluorenilmetil cloroformato (9-FMC) y su cuantificación por cromatografía liquida en fase reversa. Para este propósito se procede básicamente de la siguiente forma:

1. Pese 25 mg de la proteína cruda de la muestra problema molida finamente.2. Tome y pese una porción de la muestra anterior y sométala a oxidación con

ácido perfórmico durante 16 horas previo a su hidrólisis con HCl 6N por 24 horas.

3. Derivatice con 9-FMC una alicuota de cada una de las soluciones anteriores.

4. Analice por cromatografía líquida en fase reversa una alicuota de las soluciones provenientes de las hidrólisis anteriores, utilizando un detector de fluorescencia con un filtro de exitación de 254 mm y un filtro de emisión de 313 mm.

La lisina, metionina y cistina son cuantificadas utilizando calibración de standards internos calibrados.

La precisión de este método ha sido evaluado en un hidrolizado simple y entre diferentes hidrolizados de una misma muestra encontrándose que el coeficiente de variación no fue superior a 4.1 y 5.9% respectivamente.

6.4.4 Determinación de lisina disponible

Esta determinación analítica de gran utilidad ya que determina el grado de deterioro térmico sufrido por las proteínas y por ende la disponibilidad biológica de las mismas. Presenta las siguientes características:

Método: Carpenter (1960)

Objetivo:evaluar la disponibilidad de los aminoácidos a través de la determinación química de la lisina disponible.

Principio del método:

determinación de lisina reactiva por reacción de grupos NH2 provenientes de la lisina, con FDNB (fluordinitrobenceno) y posterior cuantificación espectrofotométrica previa hidrólisis ácida por formación de dinitro fenil lisina.

Etapas:

Preparación de la muestra: molienda original.↓Molienda y tamizaje (ASTM malla #40).↓Pesada de precisión: 0.1 mg (balanza analítica).↓Procedimiento/reacción: suspensión en solución de NaHCO3 10'.↓Adición de solución de FDNB en etanol y agitación por 2 horas.↓Evaporación del etanol.↓Hidrólisis ácida por 16 horas.↓Filtrar, lavar, aforar.↓Dilución 10 ml filtrado/50 ml con ácido clorhídrico 1N.

Tomar una alicuota de 2 ml y colocarla en 3 tubos: El primer tubo corresponde al blanco, el segundo tubo a la muestra y el tercer tubo sirve para saber la cantidad de hidróxido de sodio necesaria a agregar para neutralizar la reacción en el blanco (ver esquema de la página siguiente).

La determinación implica que debe realizarse una determinación de lisina disponible en paralelo para una muestra standard.

Cálculo:

Lisina disponible (g/100 g Proteína):

Donde:Am : Absorbancia neta muestraAs : Absorbancia neta standardg : Peso muestra, g%P : % Proteína en muestra (Kjeldahl)

F : Factor de dilución, incluyendo contenido de lisina en standard.

1.09 :Factor de corrección por pérdida teórica de DNP-Lisina durante proceso de hidrólisis ácida. Se estima en un 8% (factor no aplicable a muestras de origen vegetal)

a) Ventajasi. Permite evaluar la disponibilidad de los aminoácidos y consiguientemente el

potencial daño térmico y/o calidad de procesamiento industrial a que fue sometida la proteína (valores ≥7.4% son aceptables en harinas de pescado adecuadamente procesadas).

ii. Es de bajo costo analítico en relación a bioensayos.

iii. Constituye una alternativa frente a pruebas de biodisponibilidad de aminoácidos realizados con bioensayos que en general presentan una gran impresición, son caros y demoran un largo tiempo.

b) Desventajasi. Durante la hidrólisis ácida algo del compuesto dinitrofenil lisina se destruye y

es necesario aplicar un factor de corrección igual a 1.09 (Carpenter, 1960).ii. La reacción del FDNB con la lisina reactiva no es específica.

6.5. BIBLIOGRAFIA

AOAC Official Methods of Analysis (1984). Lysine (Available) in Nutritional Supplements. Automated Method. p. 882.

Barlow, S.M. et al., 1984. Procedimientos químicos y biológicos para la determinación de lisina en harinas de pescado. IAFMM. Boletín Técnico No20. p.4.

Coon, C.N., 1993. Optimizing ingredient utilization through a better understanding of aminoacid bioavailability. p. 11–15 in Novus. Proceedings of the 1991 Technical Symposia.

Cubedo Fernández, A., 1990. Quantitative Analysis of Methionine, Cysteine and Lysine in Feeds by Reserve phase Liquid Chromatography Using Precolumn Derivatitization with 9-Fluorenylmethyl Cloroformate. J. Assoc. Off. Anal. Chem. (Vol. 73, No6, 935–939)

Gehrke, C.W. et al., 1985. Sample Preparation for Chromatography of Aminoacids: Acid Hydrolisis of Proteins. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 68 (5): 811–821.

Hardy, R.W, 1988. Nutrients requirements of farmed salmon. School of Fisheries. University of Washington. (Comunicación personal)

Merck Informa No26 1991. Determinación cuantitativa de la composición aminoacídica de proteínas de harinas de pescado. p. 2–5.

University of Missouri, Columbia, 1985. Aminoacid Analysis - Protein Hydrolisis. (Comunicación personal)

Wilson, P., 1986. Protein and Aminoacid Requirements of Fish. Ann. Rev. Nutr. 1986. 6:225-44.

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