Fundamentos de Calibración y Parámetros de Calidad en Química Analítica

Conceptos Fundamentales en Metrología y Química Analítica

Parámetros de Calidad en las Mediciones

• Precisión: Grado de concordancia entre un grupo de resultados obtenidos al aplicar repetidamente e independientemente el mismo método analítico a alícuotas de la misma muestra.
• Repetibilidad: Precisión evaluada a partir de una serie de resultados individuales obtenidos de forma idéntica, por el mismo operador, con la misma muestra, el mismo instrumento, y en el mismo laboratorio.
• Reproducibilidad: Precisión evaluada bajo condiciones experimentales diferentes.
• Exactitud: Grado de concordancia entre el valor medido y el valor real, considerado como verdadero.

Conceptos Estadísticos Clave

• Intervalo de Confianza de la Media: Se refiere a los valores dentro de los cuales se espera que esté la media poblacional (μ) con una probabilidad dada.
• Nivel de Confianza: Probabilidad de que el valor verdadero se ubique en el intervalo de confianza. Se expresa como porcentaje.
• Nivel de Significación: Probabilidad de que el valor verdadero esté fuera del intervalo de confianza.

Métodos de Calibración en Química Analítica

Método de Adición Estándar (Adición de Patrón)

Efecto Matriz: Cambio que experimenta la señal analítica debido a la presencia de componentes en la muestra distintos del analito.

Procedimiento del Método de Adición Estándar:

1. Paso 1: Se pipetean en cada matraz volumétrico volúmenes iguales de la muestra problema.
2. Paso 2: Se añaden volúmenes crecientes de patrón a cada matraz.
3. Paso 3: Se diluye cada matraz hasta el enrase (misma concentración de muestra, diferente de patrón).
4. Paso 4: Medir la señal analítica y representar la señal frente a la concentración de analito añadida.

A partir de la abscisa en el origen de la recta extrapolada, se calcula la concentración de la muestra.

Método del Patrón Interno

En este método, la calibración se realiza tomando como referencia la señal de una especie pura, diferente al analito y ausente en la muestra, que se añade en concentración fija y conocida a los patrones, al blanco y a la muestra. Este es el Patrón Interno.

• La señal medida es la relación entre la señal del analito y la del patrón interno (S_analito/S_PI).
• En la recta de calibración se representa:
  • Eje Y: S_analito/S_PI
  • Eje X: Concentración de analito en los patrones.

Aplicación: Espectrometría de masas, métodos de rayos X, y métodos cromatográficos.

La relación de señales se expresa como: S_analito/S_PI = k_a · C_a / (k_PI · C_PI) = K · C_a

Parámetros de Rendimiento de Métodos Analíticos

• Sensibilidad: Capacidad de un método analítico para discriminar entre concentraciones semejantes de analito. Se relaciona con la pendiente de la curva de calibración (k_a).
• Límite de Detección (LD): Concentración más pequeña que se puede detectar con un cierto nivel de confianza.
• Límite de Cuantificación (LC): Mínima concentración de analito que puede ser cuantificada.
• Intervalo Dinámico Lineal (IDL): Intervalo de concentración en el que se puede realizar una determinación con una curva de calibración lineal.
• Selectividad: Grado en que el método puede medir el analito de interés en las matrices de las muestras sin interferencias de otros componentes de la matriz.