Tarea de Investigación

Laboratorio de Higiene y Ambiente.

ABSORCION ATOMICA: Este método consiste en la medición de las especies atómicas por su absorción a una longitud de onda particular. La especie atómica se logra por atomización de la muestra, siendo los distintos procedimientos utilizados para llegar al estado fundamental del átomo lo que diferencia las técnicas y accesorios utilizados.

La técnica de atomización más usada es la de A.A con llama, que nebuliza la muestra y luego la disemina en forma de aerosol dentro de una llama de aire acetileno u óxido nitroso-acetileno.

Otra técnica de atomización es la electrotérmica, que utiliza el horno de grafito como accesorio. El método consiste en colocar la muestra diluida dentro de un tubo de grafito, que luego es calentado con una resistencia eléctrica pasando por distintos intervalos de temperatura para secar, calcinar y finalmente atomizar la muestra en el rango 2200-2700 ºC.

Una tercer metodología denominada generación de hidruros aprovecha la cualidad de algunos elementos tales como As, Sb, Sn, Se, Bi y Te de formar hidruros volátiles bajo un ambiente reductor, los que una vez generados en condiciones especiales son trasladados por un gas portador a una celda de cuarzo la que es calentada a una temperatura optimizada para producir la atomización del analito a adosar. Una variante la constituye la técnica de vapor frío, que aprovecha la facultad del mercurio de emitir vapores monoatómicos a temperatura ambiente .

En todas estas técnicas de A.A se produce la absorción de energía de longitud de onda adecuada y una cuantificación similar por el sistema óptico y electrónico del espectrofómetro al que se encuentra adosado el accesorio correspondiente, o sea nebulizador / quemador en llama, horno de grafito ó generador de hidruros / vapor frío. Todas las metodologías citadas son muy versátiles y contando con un buen surtido de lámparas permite abordar campos analíticos en áreas como química clínica, toxicología, medio ambiente, metalurgia, bromatología, industria farmacéutica, edafología, etc..

CROMATOGRAFÍA DE GASES: La cromatografía agrupa un conjunto importante y diverso de métodos, que permite separar componentes estrechamente relacionados en mezclas complejas, lo que en muchas ocasiones resulta imposible por otros medios. En todas las separaciones cromatográficas, la muestra se desplaza con una fase móvil, que puede ser un gas, un líquido o un fluido supercrítico. Esta fase móvil se hace pasar a través de una fase estacionaria con la que es inmiscible, y que fija a una columna o a una superficie sólida. Las dos fases se eligen de tal forma, que los componentes de la muestra se distribuyen de modo distinto entre la fase móvil y la fase estacionaria.

Una clasificación fundamental de los métodos cromatográficos se basa en el tipo de fase móvil y estacionaria, y en la clase de equilibrios implicados en la transferencia de los solutos entre las fases, existiendo tres tipos de cromatografía:

• Cromatografía de Líquidos (LC)

• Cromatografía de gases (GC)

• Cromatografía de Fluidos Supercríticos (SFC)

En esta descripción daremos principal énfasis a la cromatografía Gaseosa.

* CROMATOGRAFÍA DE GASES (GC)

En este tipo de cromatografía la muestra se volatiliza y se inyecta en la cabeza de una columna cromatográfica. La elusión se produce por el flujo de una fase móvil de un gas inerte. A diferencia de la mayoría de los otros tipos de cromatografía, la fase móvil no interacciona con las moléculas del analito; su única función es la de transportar el analito a través de la columna. Existen dos tipos de cromatografía gaseosa

• Cromatografía de gas- líquidos

• Cromatografía de gas- sólido

En este programa utilizamos el primer tipo de cromatografía, la cual se basa en la distribución del analito entre una fase móvil gaseosa y una fase líquida inmovilizada sobre la superficie de un sólido inerte.

Específicamente en el laboratorio se trabaja con un cromatógrafo de gases VARIAN 3380, el cual esta acoplado a un detector de captura de electrones (ECD) y un headspace Autosampler HP7694E.

Cromatógrafo de Gases VARIAN 3380

Aplicaciones
La cromatografía ha llegado a ser el principal método para la separación de especies químicas estrechamente relacionadas entre sí. A demás, se puede emplear para la identificación cualitativa y para la determinación cuantitativa de las especies separadas.

Aplicaciones Especificas.
Es utilizado para determinar óxido nitroso (N2O) gaseoso en muestras de agua de mar.

MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA: El microscopio electrónico es usado cuando nos hace falta una gran resolución para la observación de la muestra, ya que si el microscopio óptico consigue una resolución de hasta 0'2 micrómetros, el electrónico nos proporciona una resolución de varios Armstrongs.

El procesado de las muestras para la observación al microscopio consta de los siguientes pasos:

Fijación: Se lleva a cabo con fijadores muy potentes; como por ejemplo los glutaraldehídos, que fijan las proteínas, o el tetróxido de osmio que fija los lípidos.

Inclusión en resina sintética: Con un previo paso de deshidratación, mediante una serie de alcoholes de graduación ascendente a los que se añade un último baño de óxido de propileno. Tras este proceso se incluye la muestra en la resina.

Corte: Con el ultramicrotomo que posee cuchillas de diamante. Los cortes se harán de 200 a 400 Armstrongs ( más delgados que para el microscopio óptico ).

Montaje: Se monta el corte sobre una rejilla de cobre u oro, que más tarde se pondrá sobre el objetivo del microscopio electrónico.

Microscopios electrónicos: Existen dos tipos, de transmisión y de barrido.

Microscopio electrónico de transmisión:

Para este tipo de microscopio se recubren las muestras con carbono u oro para reflejar bien los electrones, ya que este sistema consiste en la obtención de imágenes mediante la recolección de los electrones reflejados por la muestra. Ya que en este sistema el haz de electrones barre la muestra.

Microscopio electrónico de barrido

El microscopio electrónico de transmisión consiste e un largo tubo, en cuyo interior se coloca un filamento de tungsteno que funciona como cátodo. Este provoca, al ser excitado por un ánodo situado bajo él, un haz de electrones al que se le hace pasar por un sistema condensador. El haz de condensado incidirá sobre el objetivo, en el cual está colocada la muestra. Los electrones que la sobrepasen serán proyectados hacia una pantalla fluorescente situada en el fondo del tubo. Por lo tanto, la imagen que vemos es la proyección de un chorro de electrones sobre una pantalla fluorescente. Todos estos procesos se realizarán con el vacío hecho en el tubo, para la correcta transmisión de los electrones.

ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA (EAA): Principios generales de la EAA. Los métodos espectroscópicos se basan en la medida de la radiación electromagnética emitida o absorbida por la materia; los métodos de emisión utilizan la radiación emitida cuando un analito es excitado por energía térmica, eléctrica o radiante; los métodos de absorción están basados en la disminución de la potencia de la radiación electromagnética como consecuencia de la absorción que se produce en su interacción con el analito.

La EAA se refiere a la absorción de elementos. Si se aplica energía a un átomo, esta puede ser absorbida y un electrón externo puede ser promovido a una configuración conocida como estado excitado; dado que ese estado es inestable, el átomo retornará inmediatamente al estado fundamental, emitiendo energía.

La característica de interés en las medidas de absorción atómica, es la cantidad de luz absorbida por un analito, a la longitud de onda resonante, cuando pasa a través de una nube atómica. Conforme al número de átomos se incrementa en el paso de la luz, la cantidad de luz absorbida o aumentará.

La ley de Beer, muestra la relación entre absorbancia y concentración del analito, mediante la ecuación.

A = a.b.c Donde A = absorbancia

a = coeficiente de absortividad (constante)

b = Longitud del camino óptico

c = concentración

Instrumentación de absorción atómica:

Los instrumentos de absorción atómica tienen los siguientes aditamentos:

• Fuente de luz. Una de las fuentes más ampliamente empleada en EAA es la lámpara de cátodo hueco. Estas lamparas son diseñadas para emitir el espectro atómico de un elemento; se utilizan lámparas especificas para el elemento que se va a determinar.

• Celda de absorción. Produce los átomos de la muestra. Se hace necesario generar un vapor atómico en el paso del rayo de luz de la fuente. Este se obtiene generalmente al introducir la muestra en un generador de átomos o alternativamente, en un horno calentado mediante electricidad, que se encuentra alineado en el paso óptico del espectrofotómetro.

• Monocromador para la dispersión de la luz. La selección de una fuente especifica y de una longitud de onda particular de la fuente, permite determinar la concentración del elemento seleccionado en presencia de otros. La longitud de onda aislada por el monocromador incide directamente sobre el detector.

• Detector. El detector mide la intensidad de la luz y amplifica la señal. El detector es un fotomultiplicador que produce una corriente eléctrica dependiente de la intensidad de la luz incidente. La corriente eléctrica del fotomultiplicador es procesada por la electrónica del elemento; se produce una señal que es una medida de la atenuación de la luz en la celda de muestreo.

• Pantalla. Muestra la lectura después de que han sido procesadas por el instrumento electrónico.

Control de interferencias en EAA. Las interferencias en absorción atómica están bien definidas,

como también los medios de tratarlas.

La interferencia está constituida por todo fenómeno cuyo resultado desvirtúa la determinación.

Las interferencias existentes en EAA se clasifican como:

Interferencias debidas a la llama

Interferencias de ionización.

Interferencias debidas a la matriz

Interferencias químicas

Interferencias espectrales.