Principios de análisis instrumental

imposible o en extremo difícil. En estos casos, el método de adi– ción de estándares es útil para contrarrestar los efectos de la matriz que alteran la pendiente de la curva de calibración. No obstante, no hay compensación con dicho método si hay especies absorben– tes extrañas, a menos que estén presentes en la misma concentra– ción en la disolución blanco. Método de adición de estándares El método de adición de estándares puede adoptar varias for– mas.¡¡ La que se selecciona con mayor frecuencia para los análisis fotométricos y espectrofotométricos y que se trata con detalle en la sección 1D.3, requiere la adición de uno o más volúmenes igua– les de disolución patrón a alícuotas de la muestra. Después, cada una de éstas se diluye hasta un volumen fijo antes de medir su absorbancia. En el ejemplo 14.1 está ilustrado un procedimiento con hojas de cálculo para el método de adiciones múltiples, mediante el cual se determina nitrito de manera fotométrica. - EJEMPLO 14.1 . El nitrito suele determinarse mediante un procedimiento espectrofotométrico en el que es utilizada la reacción de Griess. La muestra que contiene nitrito se hace reaccionar con sulfa– nilimida y N-(1-naftil) etilendiamina para formar una especie coloreada que absorbe radiación a 550 nm. Se sacan alícuotas de 5mL de la muestra y son vaciadas en matraces volumétricos de 50.00 mL. Luego, en cada matraz, se agregan con una pipeta 0.00, 2.00, 4.00, 6.00 y 8.00 mL de una disolución patrón que contiene 10.00 flM de nitrito, y se añaden los reactivos que forman el color. Después de la disolución por volumen, se mide la absorbancia de cada una de las cinco disoluciones a 550 nm. Las absorbancias son 0.139, 0.299, 0.486, 0.689 y 0.865, respectivamente. Diseií.e una hoja de cálculo para determinar la concentración de nitrito en la muestra original y su desviación estándar. Solución La hoja de cálculo se muestra en la figura 14.8. Observe que el resultado final indica que la concentración de nitrito en la muestra original es 2.8 ± 0.3 ¡.lM. La desviación estándar se calcula a partir de la recta de regresión 12 mediante un valor de x extrapolado de 1.385 mL y un valor y de 0.000 como se ilustra en el ejemplo 1.1 del capítulo l. Si quiere ahorrarse tiempo o muestra, es posible efectuar un análisis de adición estándar al utilizar sólo dos incrementos de muestra. En este caso, una sola adición de V, mL de patrón se aña– diría a una de las dos muestras. Este procedimiento se basa en la ecuación 14.1 (véase la sección 1D.3). A 1 c,V, e = _ ___:_.::.__:____ X (A1 - A¡)\\ (14.1) El método de adición única se ilustra en el ejemplo 14.2. 11 Véase M. Bader, f. Chem. Educ., 1980,57, p. 703, DOI: 10.1021/ed057p703. 12 Para más información sobre los métodos de adición estándar con ayuda de hojas de cálculo véase S. R. Crouch y F. J. Holler, Applications ofMicrosoft• Excel in Ana– lytical Chemistry, 3a. ed., caps. 4 y 12, Belmont, CA: Cengage Learning, 2017. >» 140 Análisis cuantitativo mediante mediciones de absorción 333 1 ' ' ''' ,, . '" '::.' . ~ ' • ' ' ·EJEMPLO 14.,2 , '.. : . . ' . .. \ . ' ' Una muestra de 2.00 mL de orina se trató con un reactivo que genera color con fosfato, después de lo cual la muestra se diluyó hasta 100 mL. A una segunda muestra de 2.00 mL se le añadie– ron exactamente 5.00 mL de una disolución de fosfato que con– tenía 0.0300 mg de fosfato por mililitro, y se le trató de la misma forma que la muestra original. La absorbancia de la primera disolución fue 0.428, la de la segunda fue 0.538. Calcule la con– centración de fosfato en miligramos por mililitro de la muestra. Solución Se sustituye en la ecuación 14.1 y se obtiene e = X (0.428)(0.0300 mg PO/ - /mL)(5.00 mL) (0.538 - 0.428)(2.00 mL muestra) = 0.292 mg PO/ - /mL muestra Análisis de mezclas de sustancias absorbentes La absorbancia total de una disolución a una longitud de onda dada, es igual a la suma de las absorbancias de los componentes indivi– duales en la disolución (ecuación 13.9). Esta relación hace posible en principio determinar las concentraciones de los constituyentes individuales de una mezcla, incluso si su espectro se superpone por completo. Por ejemplo, en la figura 14.9 se ve el espectro de una solución que contiene una mezcla de la especie M y la especie N, así como los espectros de cada uno de los componentes. Es evidente que no hay longitud de onda en la cual la absorbancia de esta mez– cla se deba exclusivamente a uno de los componentes. Para analizar la mezcla, primero se determina la absortividad molar para M y N a longitudes de onda A 1 y A 2 con concentraciones suficientes de las dos disoluciones patrón para estar seguros de que la ley de Beer se cumple en un intervalo de absorbancia que abarque la absorbancia de la muestra. Observe que las longitudes de onda están seleccio– nadas de modo que las absortividades molares de los dos compo– nentes difieren de manera importante. Por consiguiente, a A 1 , la absortividad molar del componente M es mucho mayor que la del componente N. Lo inverso se cumple para A 2 • Para concluir el análi– sis, la absorbancia de la muestra se determina a las mismas dos lon– gitudes de onda. A partir de las absortividades molares conocidas y la longitud de la trayectoria, se cumplen las ecuaciones siguientes: (14.2) (14.3) donde el subíndice 1 indica medición a la longitud de onda A 1 y el subíndice 2 quiere decir: medición a la longitud de onda A 2 • Con los valores conocidos de e y b, las ecuaciones 14.2 y 14.3 repre– sentan dos ecuaciones con dos incógnitas (cM y eN) que se pueden resolver. Las relaciones son válidas sólo si se cumple la ley de Beer en ambas longitudes de onda y los dos constituyentes se compor– tan de manera independiente uno del otro. La exactitud mayor es obtenida al elegir longitudes de onda a las cuales las diferencias en absortividades molares son grandes. Las mezclas compuestas por más de dos especies absorbentes pueden analizarse, en principio, si se efectúa una medición más