Grado en Química

3º Curso

QUIMICA ANALITICA V

Guiones de Prácticas

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ÚTILES A TRAER POR EL ALUMNO

Bata

Gafas de Seguridad

Cuaderno de Laboratorio

NORMAS DE TRABAJO

Antes de empezar

Antes de empezar cada práctica, el profesor comprobará que el alumno ha

leído el guión correspondiente y contestado las preguntas previas.

Durante las sesiones

Cada alumno tendrá asignada una mesa.

Trabajar siempre en la mesa, salvo que se necesite la campana de gases.

Mantener siempre limpia la mesa de trabajo.

Al terminar

Limpiar la mesa y el material utilizado.

Dejar el equipo individual en la mesa de trabajo.

Avisar al profesor antes de abandonar el laboratorio.

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ÍNDICE

página

Práctica nº 1.- DETERMINACIÓN DE YODO EN ALIMENTOS USANDO UN

MÉTODO CINÉTICO. .........................................................................................................4

Práctica nº 2.- DETERMINACIÓN DE HIERRO (II) MEDIANTE ANALISIS

POR INYECCIÓN EN FLUJO (FIA).................................................................................8

Práctica nº 3.- DETERMINACIÓN DE FRAGANCIAS POLICÍCLICAS EN

COSMÉTICOS MEDIANTE CROMATOGRAFÍA DE GASES ..................................13

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Práctica nº 1 DETERMINACIÓN DE YODO EN ALIMENTOS USANDO UN MÉTODO CINÉTICO Pequeñas cantidades de yodo, en forma de yoduro (I–), pueden detectarse usando el efecto catalítico de esta especie sobre la reacción de oxidación-reducción entre los iones Ce(IV) y As(III) en medio ácido

As(III) + 2 Ce(IV) → As(V) + 2 Ce(III) (Reacción de Sandell-Kolthoff)

El yoduro acelera esta reacción que puede transcurrir en 1 minuto (dependiendo de la cantidad de yoduro presente). La cuantificación de yodo se lleva a cabo sabiendo que el tiempo en que transcurre la reacción es inversamente proporcional a la cantidad de yodo presente en la muestra. El ión Ce(IV) en disolución ofrece una coloración amarillenta a la misma mientras que el ión reducido Ce(III) disuelto origina disoluciones incoloras. De esta forma, se registra el descenso de de la coloración de la disolución de Ce(IV) (descenso de la absorción de radiación a 370 nm) en presencia de yoduro (catalizador). A mayor concentración de yoduro presente, más brusco será el descenso en la absorbancia monitorizada. Se establece así una relación lineal entre la pendiente negativa de la línea que representa la disminución con respecto del valor de absorbancia registrado, y la concentración de yoduro presente. PREPARACIÓN DE REACTIVOS : Disolución de ácido sulfúrico /ácido clorhídrico (0,35 M / 0,065 M). (250 ml). Esta disolución se encuentra preparada. Disolución de Ce(IV) 5 x 10-3 M. (250 ml ). Preparada a partir de nitrato cérico amónico ((NH4)2Ce(NO3)6) en agua.

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Disolución de As(III) 6 x 10-2 M. (250 ml ). Preparada a partir de óxido arsenioso (As2O3) en agua (es necesario adicionar aproximadamente 0,6 g de hidróxido potásico para facilitar la disolución del óxido). Patrón de yoduro de 1000 µg/l. (50 ml). A partir de la sal yoduro potásico. Patrón de yoduro de 10 µg/l. (10 ml) Preparar en agua a partir del patrón de yoduro de 1000 ppm. Enrasar con agua. Disoluciones patrón de la curva de calibrado.- Preparar 10 ml de cada patrón. Concentraciones: 40, 80 y 120 µg/l por dilución de la de 10 µg/l y enrasar con agua. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA DE SAL DE MESA: 1.- Pesar en balanza analítica la muestra de sal de mesa (una cantidad entre 0,5 y 1,0 g). Apuntar el peso exacto. 2.- Disolver la muestra de sal de mesa con agua y enrasar a 25 ml. MEDIDA: Se llena la celda de referencia del espectrofotómetro con 2,5 ml de agua. A

continuación se añaden 250 µl de la disolución de ácido sulfúrico / ácido clorhídrico, 250 µl de la disolución de Ce(IV), 250 µl de la disolución de As(III) y un volumen de agua equivalente a los 2,5 ml (celda llena) menos los volúmenes de reactivos anteriormente añadidos (750 µl) y el volumen de disolución patrón de yoduro (o de muestra) a ensayar (Tabla adjunta).

Se deja reposar la mezcla a temperatura ambiente durante 2 minutos Se añade el volumen de patrón (o de muestra) en la celda de medida y se

registra el descenso de la absorbancia a 370 nm durante 1 minuto

[I–] (µg/l)

Agua (µl) H2SO4/HCl (µl)

Ce(IV) (µl)

As(III) (µl)

I– (µl)

0 1750 250 250 250 0 5 1435 250 250 250 315 (patrón de 40

µg/l) 10 1435 250 250 250 315 (patrón de 80

µg/l) 15 1435 250 250 250 315 (patrón de 120

µg/l) 20 1335 250 250 250 415 (patrón de 120

µg/l) Muestra 2,5-0,75-

X 250 250 250 X

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PRECAUCIÓN:

Ya que se trata de una cinética, es necesario realizar las mediciones cronometrando de manera exacta el tiempo. Además, es necesario adicionar los reactivos en el orden mencionado (el patrón de yoduro y la muestra se adicionan en último lugar).

Vais a utilizar ácidos que son muy corrosivos para la piel y la ropa. Tened mucho cuidado en el manejo de estas sustancias.

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Práctica 1: DETERMINACIÓN DE YODO EN ALIMENTOS USANDO UN MÉTODO CINÉTICO

Nombre …………………………………………………………... Grupo: ……………

Resultados para la Determinación de yodo:

Ajuste por mínimos cuadrados

Ecuación de la recta:

Determinar el contenido de yodo en la muestra de sal de mesa. Dar el resultado en µg de yodo por gramo de sal.

Muestra Problema: ……………. …………. µg I-/ g sal

CUESTIONES ¿Por qué es necesario llevar a cabo la reacción en medio ácido?

¿Cuál es el orden de reacción?

[I] µg/L pendiente

0

Patrón1

Patrón2

Patrón3

Patrón4

Muestra

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Práctica nº 2 DETERMINACIÓN DE HIERRO (II) MEDIANTE ANALISIS POR INYECCIÓN EN FLUJO (FIA). La o-fenantrolina forma un complejo con los iones Fe (II) para dar un quelato de color rojo: el ión tri - o- fenantrolin hierro (II), que absorbe notablemente a regiones del espectro visible, alrededor de 505-510 nm. El Fe (III) no presenta absorción a esa longitud de onda y debe ser reducido a Fe (II) con un agente reductor apropiado, como el clorhidrato de hidroxilamina. La reacción es cuantitativa y reproducible. La formación de este quelato se puede utilizar para establecer un método espectrofotométrico para la determinación de hierro, en el que, en un determinado intervalo de concentraciones de hierro (II), se cumple la “Ley de Lambert-Beer” : A = . b . c A : Absorbancia : Coeficiente de absortividad molar. (Para =510 nm ; = 1.1 . 104 ) b: Paso óptico de la célula de medida. 1 cm c : concentración. Este método puede ser fácilmente adaptado a la técnica de Análisis por Inyección en Flujo (FIA).

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PRACTICA : MONTAJE DE FIA Revoluciones Bomba Peristáltica: 55% Volumen de carga del bucle de inyección: 100 μl Longitud serpentín de reacción: 1 m D. i. del tubo de teflón: 0.8 mm

MONTAJE DE LA VÁLVULA DE INYECCIÓN: LOAD INJECT CONDICIONES INSTRUMENTALES ESPECTROFOTOMETRO: = 510 nm.

Portador: agua

Detector: Espectrofotomet

Muestra Desagu

Portador: Detector: Espectrofotometro

DesaguMuestra

Portador

Bomba Peristáltica

Muestra

o-fenantrolina Válvula de inyección

Serpentín de reacción Detector:

Espectrofotometro

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PREPARACIÓN DE REACTIVOS : Tampón Acético-Acetato 0.2 M. (500 ml). Preparar con una disolución de Acido Acético 0.2 M, ajustando a pH 4.5 con NaOH 2 M, antes de enrasar con agua milli-Q. O-Fenantrolina 2 x 10-3 M. (250 ml). Preparada en tampón Acético/Acetato 0.2 M de pH=4.5. Enrasar con tampón Acético/Acetato Clorhidrato de Hidroxilamina 0.5 % (P/V) (500 ml.) Preparar en agua milli-Q. Patrón de Hierro (II) de 1000 ppm. (50 ml). A partir de la sal Sulfato amónico de Hierro (II). Preparar en el Clorhidrato de hidroxilamina, que actúa como reductor. Enrasar con Clorhidrato de hidroxilamina. Patrón de Hierro (II) de 100 ppm. (100 ml) Preparar en Clorhidrato de hidroxilamina, a partir del patrón de hierro de 1000 ppm. Enrasar con Clorhidrato de hidroxilamina Disoluciones patrón de la curva de calibrado.- Preparar 100 ml de cada patrón. Concentraciones: 0.5, 1.5, 3, 5 ppm. Por dilución de la de 100 ppm y enrasar con agua milliq. Preparar una muestra de hierro (II). PREPARACIÓN DE LA MUESTRA DE HIERRO: Vamos a cuantificar la cantidad de hierro contenido en un complejo vitamínico (“Ferrogradumet”), con disolución previa de la tableta (1/4 de pastilla), reducción a Fe (II) con clorhidrato de hidroxilamina y complejación con ortofenantrolina para la medida por espectrofotometría, o bien medida directa por espectroscopia de absorción atómica.

1.- Pulverizar finamente la muestra en un mortero y luego con ayuda de una espátula pasar dicho polvo a un pesasustancias. Pesar del orden de 50 mg de la pastilla de hierro. 2.- Verter el contenido del pesasustancias a un vaso de precipitados. Lavar los restos de partículas del pesasustancias con un poco de agua y arrastrarlos también al vaso de precipitados (repetir esta operación al menos dos veces). Añadir, también a dicho vaso, 25 ml de HCl 6 M (HCl:H2O 1:1) y calentar en vitrina hasta su disolución.

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3.- Una vez disuelto el complejo vitamínico, agitar lentamente (cuidando de no quemarse) y filtrar la disolución directamente a un matraz aforado de 100 ml. Lavar el vaso y el filtro con varias porciones de Clorhidrato de hidroxilamina y transferirlas al matraz. Dejar enfriar y completar el volumen con Clorhidrato de hidroxilamina. 4.- Transferir 2.5 ml de la disolución que contiene la tableta disuelta, a un matraz de 100 ml. Ajustar el pH a 4.5.Completar el volumen a 100 ml. con tampón acético/acetato,. MEDIDA: Inyectar en el sistema FIA las disoluciones patrón (4 niveles: 0.5, 1.5, 3, 5,

ppm). Inyectar cada nivel dos veces. A continuación inyectar la muestra o muestras por triplicado.

PRECAUCIÓN:

.El tratamiento de la muestra ha de realizarse en vitrina. Vais a utilizar ácidos concentrados para disolver la muestra, que son muy

corrosivos para la piel y la ropa. Tened mucho cuidado en el manejo de estas sustancias.

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Práctica 2: DETERMINACIÓN DE HIERRO (II) MEDIANTE ANALISIS POR INYECCIÓN EN FLUJO (FIA).

Nombre …………………………………………………………... Grupo: ……………

Resultados para la Determinación de Fe:

Ajuste por mínimos cuadrados

Ecuación de la recta:

Cuantificar la muestra problema de Hierro (II). Dar el resultado en mg de Fe en la pastilla.

Calcular la recuperación, en función del resultado práctico respecto al teórico (anotar concentración exacta y peso de la pastilla).

Muestra Problema: ……………. …………. mg Fe

Recuperación: .................%

CUESTIONES Presentar el Fiagrama correspondiente.

Determinar el Tiempo de residencia (Tiempo transcurrido desde la inyección hasta que se obtiene el máximo del pico). Anotar la altura del pico.

¿Cuál es la misión de la o-fenantrolina? ¿Cuál es la misión del Clorhidrato de Hidroxilamina?

[Fe] mg/L Absorbancia

Patrón1

Patrón2

Patrón3

Patrón4

Muestra

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Práctica nº 3 DETERMINACIÓN DE FRAGANCIAS POLICÍCLICAS EN COSMÉTICOS MEDIANTE CROMATOGRAFÍA DE GASES OBJETIVO El objetivo de la práctica es la determinación de un grupo de aditivos de uso general en productos de cuidado personal: las fragancias policíclicas. Estas sustancias se utilizan además en muchos otros productos de uso cotidiano entre los que podemos destacar los productos de limpieza de textil y hogar. Para ello se utilizará la cromatografía de gases, que permitirá la separación de los compuestos y su identificación. Como detector se utilizará el detector de ionización de llama (FID). La presencia de alguno de los analitos objeto de estudio en las muestras reales se confirmará gracias a la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas, técnica que nos permite obtener el espectro de masas de los compuestos eluidos de la columna cromatográfica.

O O

O

O

OO

CELESTOLIDE PHANTOLIDE TRASEOLIDE

GALAXOLIDE TONALIDE CASHMERAN

OO OO

OO

OO

OOOO

CELESTOLIDE PHANTOLIDE TRASEOLIDE

GALAXOLIDE TONALIDE CASHMERAN

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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Preparación de patrones: Los patrones se suministrarán ya preparados 1.- Determinación Cualitativa: Inyección individual de las fragancias para

determinar su tiempo de retención (característico) en las condiciones

cromatográficas utilizadas, y así, posteriormente poder identificarlos mediante

GC-FID

2.- Curva de calibrado: Inyección, por duplicado, de 3 o 4 niveles de

concentración de una mezcla conteniendo las 4 fragancias. Rango de calibrado: 5-

50 g/mL.

3.- Análisis de muestras: Las muestras serán perfumes o colonias y se prepararán por simple dilución para obtener una respuesta analítica dentro del rango lineal (empezar por una dilución 1:100). En caso de tratarse de otro tipo de cosmético se suministrará un extracto ya preparado. 4.- Confirmación de la presencia de fragancias policíclicas en la muestra: La muestra se analizará mediante GC-MS para confirmar la presencia de los analitos. El espectro de masas obtenido para cada una de las fragancias presentes se comparará con el espectro del patrón y con el de la librería de espectros de la base de datos del equipo (NIST).

EQUIPOS, MATERIAL Y REACTIVOS

Instrumentación: Cromatógrafos de gases

Las condiciones de cada uno de los cromatógrafos utilizados estarán previamente seleccionadas y se comentarán con los alumnos.

Material: Viales y matraces de vidrio Pipetas y micropipetas automáticas Reactivos y Muestras: Disolventes orgánicos (acetato de etilo, hexano), disoluciones patrón

(individuales y mezclas) y muestras de cosméticos

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Práctica 3: DETERMINACIÓN DE FRAGANCIAS POLICÍCLICAS EN COSMÉTICOS MEDIANTE CROMATOGRAFÍA DE GASES

Nombre …………………………………………………………... Grupo: ……………

Resultados para la Determinación de fragancias alergénicas:

Cuantificar la muestra problema teniendo en cuenta la dilución o preparación de muestra llevada a cabo. Dar el resultado final en mg/mL y en % (w/v)

Muestra Problema: ……………. ………….

.......... ………….

CUESTIONES Presentar las rectas de calibrado y los R correspondientes.

¿Qué compuestos están presentes en la muestra real? Comparar los espectro de masas de la muestras con los de los patrones y con la

librería de espectros. ¿Cuál es la ventaja o ventajas de la utilización de la detección mediante

espectrometría de masas?

[ ] mg/L Área o altura

Área o altura

Área o altura

Área o altura

Fragancia

t retención

Patrón1

Patrón2

Patrón3

Patrón4

Ecuación de la recta

Muestra