Coloquio 6 parte 1 y 2

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QUÍMICA ANALÍTICA II AÑO 2018 
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COLOQUIO 6 
PARTE 1: INTERFERENCIAS- EFECTO MATRIZ-METODO DE ADICIÓN ESTÁNDAR 
UN TIPO ESPECIAL DE INTERFERENCIA: “EL EFECTO MATRIZ” 
El efecto matriz consiste en una disminución o aumento de la respuesta instrumental del analito debido a la 
presencia de otros componentes. En otras palabras, para la misma concentración de analito, el análisis de 
una muestra real y de un patrón del analito puro no proporcionala misma respuesta instrumental. 
El efecto matriz provoca un error sistemático proporcional, es decir, dependiente de la concentración de 
analito en la muestra, tal como se observa en la Figura 1. En ésta se representan dos rectas de calibrado 
para la determinación mediante cromatografía de gases del contenido de 2,4,6 -tricloroanisol (TCA) en vinos 
tintos.Una curva está construida con las soluciones patrón de TCA y en la otra el TCA se ha añadido a una 
matriz de vino libre de TCA. Se observa que la discrepancia entre ambas rectas es más pronunciada cuanto 
mayor es la concentración de TCA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Métodos para resolver el efecto matriz 
Una posibilidad para corregir este efecto sería construir la curva de calibrado tomando una muestra 
parecida a la muestra problema pero libre del analito a determinar, y añadirle cantidades conocidas del 
analito para formar soluciones patrón. Sin embargo, esto resulta impracticable en numerosos casos, pues el 
efecto matriz puede variar de una muestra a otra y además, puede que no podamos disponer de una 
muestra sin el analito de interés. 
 
Una alternativa para soslayar el efecto matriz es utilizar la técnica de adición estándar, que consiste en la 
adición de cantidades conocidas y crecientes del analito a la propia muestra problema. 
concentración
s
e
ñ
a
l 
a
n
a
lí
ti
c
a
0 100 200 300 400
0
1
2
3
4
5
(X 1,E6)
Figura 1.Rectas de regresión: a) línea llena: patrón puro, b) línea cortada 
patrón más matriz de vino sin TCA. Las concentraciones fueron predichas 
mediante cromatografía gaseosa. 
 
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El mayor inconveniente de esta técnica es que necesitamos construir una recta de adición estándar para 
cada muestra que queramos analizar, lo cual supone un incremento sustancial en el volumen de trabajo del 
laboratorio. 
 
Preparación de las soluciones de una curva de adición estándar 
 
 
Figura 2. Esquema donde se muestra la forma de preparar las soluciones para la curva de 
adición estándar. En los matraces se agregan volúmenes constantes de muestra, y 
volúmenes crecientes de solución patrón. Siempre debe prepararse un blanco de reactivos 
(sin solución patrón, ni muestra). 
 
Construcción del gráfico y predicción de la concentración de la muestra 
En la Figura 3 se puede observar un gráfico de una curva de adición estándar. Observe que la ordenada al 
origen no es cero, sino que la recta se encuentra desplazada hacia valores positivos del eje y. Este 
corrimiento hacia arriba es debido a la presencia del analito en la muestra. En este caso se puede 
cuantificar por extrapolación al punto sobre el eje X donde Y=0. 
Otra forma de cuantificar es utilizando la ecuación de la recta. Debe considerarse el valor de la ordenada al 
origen (B≠0). 
SEÑAL= A*CONCENTRACIÓN + B 
También, se puede cuantificar por interpolación. En este caso, se toma el doble de la ordenada al origen de 
la recta de ajuste y se interpola en el eje X. En ese punto, la concentración del patrón es equivalente a la 
concentración del analito presente en la muestra. 
 
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Figura 3. Recta de regresión de una curva de adición estándar. Cálculo de la 
concentración de la muestra por extrapolación. 
Determinación de efecto matriz por pruebas estadísticas 
Para determinar si existe o no efecto matriz deben compararse las pendientes de la curva de adición 
estándar y una curva de calibrado tradicional. Para comprobar si dos pendientes son iguales o no, se 
pueden utilizar pruebas estadísticas como una Prueba t o construcción y comparación de intervalos de 
confianza. 
 PRUEBA t: 
Previo a la prueba t se debe verificar si existe una igualdad entre las varianzas de las pendientes: 
1- Verificación de la igualdad entre las varianzas de las pendientes. 
Realizar un análisis estadístico F para probar que las varianzas de las pendientes de ambas curvas (B1 y B2) 
son iguales (homocedasticidad) o distintas (heterocedasticidad). Este cálculo se efectúa de la siguiente 
manera: 
2
1
2
2
1Acalculado
A
S
F
S
 
 
(Las desviaciones se disponen de modo que F sea 
siempre ≥ 1)
 
 
2195 21  n,n%,para : Ftabulado
 
n se refiere al tamaño muestral. En nuestro caso, n=m 
(total de puntos de la curva) 
dondeSA es la desviación estándar de la pendiente: 
𝑆𝐴 =
𝑆𝑦/𝑥
√∑(𝑥𝑖 − �̅�)2
 
donde Sy/x = Sfit 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
-10 -5 0 5 10 15
Se
ñ
al
 
Concentración (ppm) 
Cmuestra 
calculada por 
Cmuestra 
calculada por 
interpolación 
Tabla F para 95% de confianza 
g.l numerador 
d
e
n
o
m
in
a
d
o
r 
 
 
 
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Si suponemos que 
Hipótesis nula: H0= SA,1=SA,2 (varianzas iguales) 
Hipótesis alternativa: H1= SA,1SA,2(varianzas distintas) 
a) Si: Fcalculado<Ftabulado las varianzas son homogéneas u homocedásticas (En este caso, se acepta H0, 
obteniendo un p valor asociado>0,05, o sea no significativo). 
b) Si: FcalculadoFtabulado las varianzas no son homogéneas u heterocedásticas (En este caso, se rechaza 
H0, obteniendo un p valor asociado<0,05, o sea significativo). 
2- Verificación de que las pendientes sean iguales. 
a) Si las varianzas son homocedásticas se plantea: 
1 2
2 2
1 2
calculado
A A
A A
t
S S



 
 
295 21  nn%,para : ttabulado
 
n se refiere al tamaño muestral. En nuestro caso, 
n=m (total de puntos de la curva) 
Si: tcalculado<ttabulado las pendientes son iguales (A1 = A2) 
Si: tcalculadottabulado las pendientes no son iguales (A1 A2) 
 
b) Si las varianzas son heterocedásticas se plantea: 
 
Paso1: 
1 2
2 2
1 2
calculado
A A
A A
t
S S



 
 
 
Paso 2: 2 2
1 1 2 2
2 2
1 2
´ A Acalculado
A A
t S t S
t
S S



 
t1 ttabulado95%; n1-2 
t2 ttabulado95%; n2-2 
n se refiere al tamaño muestral. En nuestro 
caso, n =m (total de puntos de la curva) 
 
a) Si: tcalculado<t ´calculado las pendientes son iguales (A1 = A2) 
b) Si: tcalculadot ´calculado las pendientes no son iguales (A1 A2) 
 CONSTRUCCIÓN DE INTERVALOS DE CONFIANZA 
Una manera sencilla, pero no muy rigurosa, es construir los intervalos de confianza de las pendientes y 
comprobar si los mismos se superponen o no. 
A= A ± t(α, n-2)SA 
a) Si los intervalos se superponen: se considera que no existe efecto matriz 
b) Si los intervalos no se superponen: existe efecto matriz 
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GUÍA DE PROBLEMAS 
 
PROBLEMA 1: Decir si las siguientes muestras presentan efecto matriz. Considere que se cumple el test F 
carencia de ajuste para todo el rango de concentraciones. 
Muestra 1 Muestra 2 
Conc. 
(mgL-1) 
Señal de los 
patrones puros 
Señal de la 
curva de AE 
0 0,010 0,130 
0 0,021 0,141 
2 0,153 0,274 
2 0,160 0,280 
4 0,311 0,435 
4 0,306 0,426 
6 0,4600,580 
6 0,465 0,585 
8 0,600 0,725 
8 0,610 0,740 
 
Conc. 
(mgL-1) 
Señal de los 
patrones puros 
Señal de la 
curva de AE 
0 0,010 0,130 
0 0,021 0,141 
2 0,153 0,320 
2 0,160 0,300 
4 0,311 0,500 
4 0,306 0,520 
6 0,460 0,730 
6 0,465 0,735 
8 0,600 0,895 
8 0,610 0,910 
 
 
PROBLEMA 2 
Se quiere determinar la concentración de Cl- de una muestra en la cual el Cl- se encuentra como NaCl. En el 
laboratorio solo se dispone de un fotómetro de llama, por lo que se realiza una determinación indirecta. 
Se prepara una solución patrón pesando 376,3 mg de Na2SO4 anhidro puro y se disuelven en 50 mL de 
agua destilada. Se preparan una serie de tubos (por triplicado) de la siguiente manera: 
 
Tubo Nº 1 2 3 4 5 6 
Muestra dil 1/10 (mL) 5 5 5 5 5 5 
Solución patrón dil 1/10 (mL) 0 2 4 6 8 10 
Agua destilada (mL) Enrase a Vf=25 mL 
Intensidad de emisión 
32 48 64 78 90 100 
31 48,5 62,5 77 91,5 101 
32,5 49 63 79 90,5 99,5 
a) Calcular los mg de Cl- /100 mL de muestra. 
Datos: Masas atómicas: S: 32,064; Na: 22,991; O: 16,000; Cl: 35,457 
PROBLEMA 3: Cálculo de curvas de calibrado por el método de adición estándar. 
Cuantificación de Na en muestra sólida por el método de adición estándar. 
Procedimiento: se pesan 1,5 g de muestra y se los disuelve en 100 mL con HCl 0,1 M. Se toman 5 mL, se 
agregan 15 mL de una solución testigo de Li y se enrasa a 100 mL. 
 Contenido estimado de Na en la muestra: 0,10 g Na / g de muestra. 
 El rango de lectura del instrumento es de 0 a 30 mg Na / 1000 mL. 
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 La solución patrón disponible de Na es de 1000 mg Na / 1000 mL. 
 
a) Realizar todos los cálculos necesarios para preparar las soluciones de la curva de adición estándar, 
sabiendo que se dispone como material volumétrico solamente de matraces de 50 mL para la 
solución final a leer. Contemplar la preparación de por lo menos 6 soluciones para la curva. 
b) Explicar el procedimiento, una vez que serían realizadas las lecturas de las soluciones del inciso A) 
para obtener el % de Na en la muestra sólida. 
 
Parte 2: ESPECTROSCOPIA DE ABSORCIÓN MOLECULAR 
ERROR FOTOMÉTRICO 
 
GUÍA DE PROBLEMAS 
 
1 – Responder: 
a) Una sustancia incolora disuelta en un líquido biológico, ¿se puede determinar colorimétricamente? 
Fundamentar la respuesta. 
b) Un analito que presenta una señal de absorción de radiación electromagnética que no cumple con la Ley 
de Beer, ¿se puede determinar espectrofotométricamente? ¿De qué manera? 
c) Si se determinará la absorbancia de una solución que absorbe en el visible, ¿de qué material puede ser 
la cubeta? ¿Y si fuera en el UV? 
d) ¿Es posible determinar espectrofotométricamente un analito que no posea absorvitidad a cierta longitud 
de onda? ¿Cómo? 
2 - Determinación colorimétrica de Tartrazina en alimentos. 
A los fines de determinar el colorante se pesaron 5 caramelos y posteriormente se pulverizaron. Se tomaron 
2 g. y se colocaron en un matráz de 50 mL enrasando con agua destilada. Se colocaron 5 mL de esta 
solución en un tubo y se centrifugó por 10 minutos a 3000 rpm. En un matráz de 10 mL se colocaron 3 mL 
del sobrenadante y se llevó a volumen final con agua destilada. Se tomaron 2 mL y se le agregó 0,4 mL de 
ácido cítrico al 20% para ajustar el pH para luego leer su absorbancia en un espectrofotómetro a 430 nm. 
Efectuar los cálculos necesarios para la construcción de una curva de calibrado sabiendo que se dispone de 
una solución patrón de 1000 mg L-1 y matraces de 50 mL. 
Datos: 
- Considerar que el promedio de tartazina en la muestra es aproximadamente 2,5 mg/caramelo 
- Masa de los 5 caramelos: 25 g. 
3 - Cuantificación de Ca mediante espectroscopia visible. 
El calcio reacciona con la o-cresolftaleín complexona (o-CPC) a pH alcalino, dando un complejo de color 
magenta que se mide fotocolorimétricamente a 570 nm. 
 
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Según la técnica correspondiente se construye la siguiente curva de calibrado: 
 
Matraz 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
S.P. (dil 1/10) (mL) 0 2,5 5 7,5 10 12,5 - - - - 
Muestra (dil 1/25) (mL) - - - - - - 5 5 10 10 
Reactivo color (mL) 5 5 5 5 5 5 - 5 - 5 
Enrasar a 50 mL con agua destilada 
Absorbancias 0,003 
0,005 
0,003 
0,245 
0,245 
0,240 
0,487 
0,482 
0,488 
0,680 
0,684 
0,682 
0,854 
0,850 
0,854 
0,986 
0,990 
0,985 
0,011 
0,010 
0,009 
0,473 
0,473 
0,472 
0,022 
0,020 
0,022 
0,841 
0,841 
0,840 
 
a) Indicar cuál de las dos diluciones de la muestra conviene utilizar a fin de cometer el menor error al 
calcular la concentración de M. Fundamente. 
b) Calcular el error fotométrico del equipo. 
c) Según lo decidido en el inciso a) calcule e informe la concentración de Ca en la muestra con su 
correspondiente error de concentración (ΔC). 
Datos: 
- Concentración de la solución patrón de Ca: 400 ppm. 
- Lecturas (% de T) realizadas por el mismo operador en las mismas condiciones y con la misma cubeta, de 
una misma solución: 
 
38,2 37,3 37,3 37,3 39,3 37,6 38,2 37,7 37,9 37,9 
38,3 37,6 38,5 37,7 37,9 37,9 37,8 37,0 35,9 38,8 
 
5 - Graficar el error porcentual [E%= (T / T lnT).100] para los siguientes valores de transmitancia (T%): 0, 
10, 20, 36, 50, 60, 80 y 100. Siendo ΔT del instrumento igual a 0,5 %. 
 
6 - Se conoce que el error fotométrico de un equipo es igual a 0,1%. Si una solución presenta una 
absorbancia de 0,425, ¿calcule el error asociado para esa lectura? 
 
7 - En un laboratorio de análisis clínicos de rutina, se cuenta con un espectrofotómetro UV– Vis.; el cual 
tiene un error fotométrico igual a 0,5 %. 
Responder: 
a) ¿Es posible trabajar con un error relativo menor o igual al 1 %, en la zona de mínimo error (20 y 60 % de 
T)?. 
b) ¿Cuál es el mínimo error relativo que puede obtenerse con el mismo?