Química Analítica (52)

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Muchos compuestos nitrogenados se pueden determinar por digestión Kjeldahl para 
convertir el nitrógeno en sulfato de amonio. La mezcla de digestión se compone de ácido 
sulfúrico y sulfato de potasio para elevar el punto de ebullición del ácido y aumentar así 
su eficiencia. También se añade un catalizador (por ejemplo cobre o selenio). Después de 
la destrucción de la materia orgánica se agrega hidróxido de sodio para alcalinizar la so-
lución, y se destila el amoniaco en un exceso de ácido clorhídrico estándar. El exceso de 
ácido se contratitula con álcali estándar para determinar la cantidad de amoniaco que se 
recogió. Si se conoce la composición porcentual de nitrógeno en el compuesto de interés 
se puede calcular la cantidad del compuesto a partir de la cantidad de amoniaco que se 
determinó. Éste es el método más exacto para determinar proteínas. La proteína contiene 
un porcentaje definido de nitrógeno, que se convierte en sulfato de amonio durante la di-
gestión. Véase el capítulo 8 para mayores detalles.
Los méritos relativos de los métodos de oxidación se han estudiado ampliamente. 
Sin embargo, todavía no hay acuerdo respecto a cuál debe preferirse. Se recomienda la 
calcinación ácida por su simplicidad y relativa libertad de errores positivos (contaminación), 
ya que se añaden pocos reactivos o ninguno. Los posibles errores de la oxidación seca son 
la volatilización de elementos y pérdidas por retención en las paredes del recipiente. Los 
metales adsorbidos en el recipiente pueden a su vez contaminar las muestras futuras. La 
digestión húmeda se considera superior en términos de rapidez (aunque sí requiere más 
atención del operador), bajo nivel de temperatura y menores pérdidas por retención. El 
principal error atribuido a la digestión húmeda es la introducción de impurezas de los 
reactivos necesarios para la reacción. Este problema se ha reducido al mínimo al disponerse 
de ácidos comerciales grado reactivo con mayor pureza, y ahora se pueden obtener comer-
cialmente ácidos de alta pureza especialmente preparados. El tiempo necesario para calci-
nación o digestión varía según la muestra y la técnica que se utilice. Es común un tiempo 
de 2 a 4 h para calcinación seca, y de media a una hora para digestión húmeda.
PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS EN MICROONDAS
Ahora se usan extensamente los hornos de microondas para llevar a cabo el secado y la 
descomposición ácida de las muestras con rapidez y eficiencia. Los hornos de laboratorio 
están especialmente diseñados para contrarrestar las limitaciones de los hornos domésticos; 
esto se explica más adelante. Las ventajas de las digestiones con microondas incluyen la 
reducción de los tiempos de disolución de horas a minutos y bajos niveles de tiempo per-
dido debido a que se requieren menores cantidades de reactivos.
1. ¿Cómo calientan las microondas? Las microondas se ubican entre la radiación 
infrarroja y las ondas de radio en el espectro electromagnético, en el intervalo de frecuen-
cia de 300 a 300 000 Mhz (3 � 108 a 3 � 1011 Hz, o comenzando aproximadamente a 
1 000 �m de longitud de onda; véase la figura 16.2). Los hornos de microondas consisten 
en un campo eléctrico y un campo magnético perpendicular al eléctrico. El campo eléctrico 
se encarga de la transferencia de energía entre la fuente de microondas y la muestra irra-
diada. La energía de microondas afecta a las moléculas de dos maneras: rotación de dipolo 
y conducción iónica. La primera es la más importante. Cuando la energía de microondas 
pasa por la muestra, las moléculas que tienen momentos dipolares tratarán de alinearse 
con el campo eléctrico, y las más polares tienen la interacción más fuerte con el campo. 
Este movimiento molecular (rotación) da por resultado el calentamiento. La transferencia 
de energía, función del momento dipolar y la constante dieléctrica, es más eficiente cuando 
las moléculas pueden relajarse rápidamente; es decir, cuando el tiempo de relajación iguala 
a la frecuencia de las microondas. Las moléculas grandes, como los polímeros, se relajan 
lentamente; pero una vez que la temperatura aumenta y se relajan más rápido, pueden 
absorber la energía con mayor eficiencia. Sin embargo, las moléculas pequeñas, como las 
del agua, se relajan más rápido que la energía resonante de microondas, y se mueven más 
lejos de la frecuencia de resonancia y absorben menos energía al calentarse.
En la digestión Kjeldahl, el ni-
trógeno se convierte a ion amo-
nio, que luego se destila como 
amoniaco y se titula.
Tanto la calcinación seca como 
la digestión húmeda tienen ven-
tajas y limitantes.
2.10 OPERACIONES DE SECADO Y PREPARACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DEL ANALITO 57
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