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Laboratorio de Anlisis Instrumental / Primavera 2010/ Prof. Jorge Castillo

Aplicacin del Mtodo de Estndar Interno a la Cromatografa de Gases

Prof. Jorge Castillo R, 7 / Enero / 2

Introduccin:

El mtodo del estndar interno debe su nombre a la forma comose preparan las muestras a ser analizadas. El estndar interno esuna sustancia que se aade a todas las muestras y estndares encantidad conocida y a la vez en cantidad suficiente para poder serdeterminado sin problemas, Su adicin no debe de causar ningntipo de interferencia en el anlisis, y debe de proporcionar una sealanaltica similar al analito en el anlisis pero distinguible del mismo.Adems el estndar interno No debe estar presente en la matriz enestudio.

Los mtodos basados en la adicin de un estndar internogeneralmente se utilizan cuando el analista esta interesado en laconcentracin de uno o algunos de los componentes y el mtodo deanlisis es susceptible a errores tanto sistemticos como al azar.

El mtodo esta basado en que cuando las seales del analito ydel estndar interno responden proporcionalmente a las fluctuacionesdel mtodo y del instrumental empleado, entonces la razn de estasseales es independiente de tales fluctuaciones; De esta forma elmtodo compensa por errores provenientes de la manipulacin de lamuestra por analizar.

Un ejemplo del mtodo lo encontramos en la determinacinespectroscpica de sodio y potasio en suero sanguneo por emisinatmica. El estndar interno es generalmente litio el cual tiene unaseal de emisin comparable al analito pero no se encuentranaturalmente en la sangre; La emisin de litio ocurre a diferentelongitud de onda que el sodio y potasio por lo que se puede analizarsin problemas de interferencias espectrales; adems su adicin en lacantidad requerida no afecta la matriz en estudio (sangre) y nointerfiere qumicamente con el analito. Al llevar a cabo el anlisis dela muestra se determina simultneamente la lectura de emisin desodio, potasio y litio, si en algn momento existe un error (fluctuacin)en el anlisis, podemos esperar que el mismo afecte de manerasimilar las lecturas del analito y del estndar interno y podamoscompensar el anlisis.

Factores de Respuesta:

Para aplicar el mtodo del estndar interno a la cromatografade gases debemos primeramente emplear correctamente los factoresde respuesta, por lo que se dar a continuacin una pequeaintroduccin a la utilizacin y determinacin de los factores derespuesta del detector al analito.

Tanto en cromatografa como en la gran mayora de las tcnicasinstrumentales de anlisis, es poco frecuente que todos loscomponentes de una muestra tengan una misma respuesta en eldetector, es por esta razn que debemos emplear la misma sustanciaa analizar (analito) en forma pura para preparar los estndares enuna curva de calibracin, adems de tratar de mantener las mismascondiciones del mtodo y del instrumental que sern empleados en elanlisis para todas las muestras (estndar y desconocido)

Bsicamente los factores de respuesta se obtienen de lasiguiente relacin:Ci= FiAi

As el factor de respuesta del detector (F) a una sustancia esuna constante que correlaciona el rea (A) con la concentracin (C).

Para ejemplificar los problemas que acarreara el NO considerarlos factores de respuesta en un anlisis cromatogrfico consideremosel siguiente ejemplo:

Supongamos que inyectamos 1ul de una solucin desconocidaque contiene ambos disolventes A y B. Al inyectar esta mezcla en uncromatgrafo de gases se separaron los componentes y se encontr

que el rea de A es igual al rea de B (500 u2). Los resultado

pueden observar en la figura 1.

Basndonos simplementelas reas de los compuestosemplear los factores de respupodemos suponer que habr cantidad (concentracin) compuesto A y del compuesto la mezcla, 50% de cada uno.embargo podramos tener un relativamente grande ya quenormal es que los factores

respuesta sean diferentes para cada uno de los compuestos.

Supongamos ahora que inyectamos 1ul de cada uno decompuestos A y B puros, empleando las mismas condiciocromatogrficas que la mezcla (figura 1) y que se obtienen las mostradas en la (figura 2). Empleando estas reas calculemos alos factores de respuesta:

FB= CB/AB= 100/1666.7 = 0.0FA= CA/AA= 100/714.29 = 0.1

Como podr observar existe relacin inversa entre estos factorerespuesta y el rea del cromatogrfico; Entre mas pequsea el factor mas grande ser el rmayor la sensitividad del detector ese analito. Por lo tanto el detcromatogrfico ser mas sensitivo el compuesto B ya que producmayor seal (rea) para el.

Empleando los factores de respuesta calculemos ahorverdadera concentracin de los componentes en la medesconocida (figura 1).

CA= AA*FA= (500)*(0.14) = 70%

CB= AB*FB= (500)*(0.06) = 30%

Por tanto, los errores en la determinacin son muy grandesun 66.7% para A y 28.6% para B si se compara al 50% supuesto

Mtodo del Estndar Interno

En el mtodo de estndar interno se emplea normalmentecurva de calibracin (figura. 3) empleando una serie de solucioque contienen igual cantidad del estndar interno e incrementos ecantidad del analito. Se inyectan las soluciones y del cromatgrobtenemos el rea del analitoy el rea del estndar intern,se calcula la relacion entre lasreas (Aanalito/AEst.Int.) y segrfica contra la

concentracin de analito encada solucin. Finalmente seinterpola en la grficaobtenida el valor de la raznde reas de una muestradesconocida, la cual debecontener la misma cantidadde estndar interno que lospatrones.

Por desgracia en elexperimento de laboratorio(GC2) no tenemos el tiempo para realizar el anlisis de las solucipatrn requeridas por lo que solo empleamos un solo est(patrn) y supondremos una relacin lineal entre la razn de re

Figura 1

Figura 2

Figura 3 Curva de Calibracin (Estndar Interno

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la concentracin de analito. El anlisis se efecta de la siguientemanera:

Se prepara una solucin patrn de concentracin conocida tantodel estndar interno como del analito, con lo que se establecer unarelacin entre sus concentraciones, en nuestro caso:

CA= CEi AAFA = AEiFEi FA= (AEiFEi)/AA

Ahora asignaremos al estndar interno un factor de respuestaigual a la unidad (1.0) esto nos permitir calcular el factor FA enfuncin del estndar interno, de tal forma que el factor obtenido ser

un factor de respuesta relativo.

Una vez encontrado el valor del factor de respuesta relativo delcompuesto procederemos a analizar los datos del desconocido, elcual debe contener una concentracin conocida del estndar interno(CEiD). Emplearemos para ello las reas del analito (A AD) y delestndar interno (AEiD) en la muestra del desconocido, para obtener laconcentracin del analito en el desconocido, se proceder de lasiguiente forma:

CAD= FAAAD y CEiD= FEiAEiD CAD/CEiD= (FAAAD)/(FEiAEiD)

CAD= (FA AAD CEiD )/ (FEi AEiD)

De esta forma se obtiene el valor de la concentracin del analitoen el desconocido (CAD).

Recuerde que en el experimento GC2 se calculan los factorespara cada inyeccin del patrn y luego estos se promedian; De igualforma, la concentracin del analito se determina en cada inyeccindel desconocido y luego se promedian.

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