Principios de análisis instrumental

Análisis basados en las áreas de los picos Las áreas de los picos son independientes de los efectos de ensan– chamiento debido a las variables que se mencionaron en el párrafo anterior. Desde este punto de vista, las áreas son un parámetro analítico más adecuado que la altura del pico. Por otra parte, las alturas de los picos se miden con más facilidad y, en el caso de picos estrechos, se determinan con mayor exactitud. No obs– tante, las alturas de los picos se ven afectadas por los cambios en el tiempo de retención o por la eficiencia de la columna, en tanto que las áreas de los picos no. Por tanto, las áreas de los picos son el método de cuantificación preferido. Los instrumentos cromatográficos más modernos están equipados con computadoras o con integradores electrónicos digitales, los cuales permiten un cálculo preciso del área del pico. Si no se dispone de tales equipos, se tiene que efectuar un cálculo manual. Un método sencillo, que resulta adecuado si los picos son simétricos y de ancho ,razonable, consiste en multiplicar la altura del pico por su anchura a la mitad de su altura. Para otros métodos se requiere un planímetro o recortar el pico y determinar su masa en relación con la masa de un área conocida de papel de registro. En general, las técnicas de integración manual proporcionan áreas que son reproducibles en un nivel de 2 a 5%; los integradores digi– tales son al menos un orden de magnitud más precisos. 11 Calibración y patrones El método más directo para el análisis cromatográfico cuanti– tativo requiere la preparación de una serie de soluciones patrón externo de composición parecida a la de la muestra. A continua– ción, se obtienen los cromatogramas de los patrones y se grafican las alturas o áreas del pico en función de la concentración. La grá– fica de los datos debería originar una línea recta que pase por el origen del sistema coordenado; las determinaciones se basan en esta curva de calibración. Para una mayor exactitud es necesaria una recalibración frecuente. Al utilizar este método, la fuente de error más importante en los análisis es, por lo regular, la incertidumbre en el volumen de la muestra; a veces, la velocidad de inyección de la muestra es también un factor por considerar. A menudo, las muestras son 11 Véase N. A. Dyson, Chromatographic Integration Methods, 2a. ed., London: Royal Society of Chemistry, 1998. Masa %de alcohol Alcohol tomada, g por masa n-butil 0.1731 24.61 í-butil 0.1964 27.92 s-butil 0.1514 21.52 t-butil 0.1826 25.96 L: masa= 0.7035 L:% = 100.00 ))) 26F Aplicaciones de la cromatografía 697 pequeñas (- 1 ¡..tL) y la incertidumbre asociada con la inyección de un volumen reproducible de este tamaño con una microje– ringa puede alcanzar cierto porcentaje relativo, tal vez de varias unidades. La situación es más difícil en la cromatografía de gases porque la muestra se ha de inyectar en una vía de acceso para la muestra, la cual está caliente. En este caso, la evaporación en el extremo de la aguja puede conducir a una gran variación del volu– men inyectado. Los errores relativos en el volumen de muestra se pueden reducir a 1 o 2% usando tomadores de muestra automá– ticos o una válvula rotatoria para la muestra semejante a la que se describe en el capítulo 27. El método del patrón interno La mayor precisión en cromatografía cuantitativa se consigue con el uso de patrones internos debido a que se evitan las incertidum– bres asociadas a la inyección de la muestra. En este procedimiento se introduce, en cada patrón y en la muestra, una cantidad cuida– dosamente medida de una sustancia patrón interno, y la relación del analito con las áreas (o alturas) del pico del patrón interno sirve como variable analítica. Para que este método sea satisfacto– rio, es necesario que el pico del patrón interno esté bien separado de los picos de los demás componentes de la muestra (R, > 1.25); por otra parte, el pico del patrón interno debería aparecer cerca del pico del analito. Con un patrón interno adecuado, se pueden conseguir precisiones relativas mejores que 1 por ciento. El método de normalización de áreas Otro procedimiento que evita las incertidumbres asociadas con la inyección de la muestra es el método de la normalización de las áreas. Es necesario que se produzca la elución completa de todos los componentes de la muestra. En este método se determinan las áreas de todos los picos eluidos; tras corregir dichas áreas respecto a las diferencias en la respuesta del detector a los distintos tipos de compuestos, se calcula la concentración del analito a partir de la relación de su área con el área total de todos los picos. El ejemplo siguiente ilustra el procedimiento. EJEMPLO 26.2 El método de normalización de áreas se aplicó para la deter– minación de los alcoholes butílico normal, secundario, iso-bu– tílico y ter-butílico. Con la finalidad de obtener el factor de respuesta relativa de los alcoholes se preparó una disolución patrón de éstos y se observó el cromatograma de gases. Los resultados fueron los siguientes: Factor de Área del pico A, %de área respuesta cm 2 por masa relativa F 3.023 8.141 1.000 3.074 9.083 1.116 3.112 6.915 0.849 3.004 8.642 1.062 L: A = 12.213