Principios de análisis instrumental

L a disponibilidad de isótopos radiactivos tanto naturales como artificiales ha hecho posible el desarrollo de métodos radioquímicos sensi– bles y específicos, incluyendo el análisis por acti– vación y las técnicas de dilución isotópica. En general, estos procedimientos son exactos y apli– cables a una amplia gama de problemas. Asimismo, algun os métodos radioquímicos reducen o eliminan separaciones químicas que son necesarias en otros métodos analít icos. En este capítulo se tratan los principios, los instrumentos y las aplicaciones de los métodos radioquímicos. rn En todo el capítulo, este logotipo indica _ la oportunidad de autoaprendizaje en línea en www.tinyurl.com/skoogpia7; * le enlaza con clases interactivas, simulaciones y ejercicios. *Este material se encuentra disponible en inglés. 814 Los métodos radioquímicos son de tres tipos según sea el origen de la radiactividad. 1 En el análisis por activación, la radiactividad es inducida en uno o más elementos de la muestra por difusión de radiación o partículas apropiadas, casi siempre, neutrones de un reactor nuclear. A continuación se mide la radiactividad resul– tante. En la segunda categoría están los métodos en los que la radiactividad se introduce físicamente en la muestra por adición de una cantidad medida de una especie radiactiva denominada marcador radioquímico. Los métodos cuantitativos más impor– tantes que se basan en la introducción de radiotrazadores son los de dilución isotópica, en los que una cantidad en peso de analito, marcado radiactivame nte y que tiene una actividad conocida, se añade a una cantidad medida de la muestra. Después de mez– clar perfectamente para asegurar la homogeneidad, se aísla y purifica una fracción del analito. Luego se mide la actividad de esta fracción aislada y se usa para determinar la masa del compo– nente que interesa en la muestra original. Además, los químicos orgánicos e inorgánicos utilizan a menudo marcadores radioquí– micos para investigar los mecanismos de reacción. En la tercera clase de métodos se requieren mediciones de la radi actividad natural de una muestra. Ejemplos de este tipo de métodos son la medición de radón en el aire de una casa o de uranio en materia– les de loza y cerámica. 32A NÚCLIDOS RADIACTIVOS Todos los núcleos atómicos están constituidos por un conjunto de protones y de neutrones, excepto el hidrógeno, que consta de un solo protón. Las propiedades químicas de un átomo están deter– minadas por su número atómico Z, que es el número de protones que contiene su núcleo. Un núclido se caracteriza por la cantidad de protones y neutrones que hay en el núcleo. La suma de la can– tidad de neutrones y de protones en un núcleo es el número de masa A . 2 Los isótopos de un elemento son átomos que tienen el 'Para un tratamiento detallado de los métodos radioquímicos, véase G. R. Choppin, ). Rydberg, ). O. Liljenzin, C. Ekberg, Radiochemistry and Nuclear Chemistry, 4a. ed., Oxford, UK: Academic Press, 2013; K. H. Lieser, Nuclear and Radiochemistry, 2a. ed., Weinheim, Germany: W iley- VCH, 200 1; Handbook of Radioactivity Analy– sis, M. F. LAnnunziata, ed., San Diego: Academic Press, 1998; Chemica/ Analysis by Nuclear Methods, Z. B. Alfassi, ed., Chichester, UK: Wiley, 1994; W. D. Ehmann y D. E. Vanee, Radiochemistry and Nuclear Methods ofAnalysis, New York: W iley, 1991. 2 La composición nuclear de los isótopos del elemento X está indicada por el sím– bolo 2X o, a veces, simplemente por "X, donde A es la cantidad de protones más la cantidad de neutrones (número de masa) y Z es el número atómico o la cantidad de protones.