Metodologías de Preparación de Muestras y Detección Potenciométrica en Química

Características de la Potenciometría

• Estado de las muestras: Se pueden analizar muestras **líquidas** y **gaseosas**.
• Cantidad de muestra: Se requiere una cantidad de muestra muy **pequeña**.
• Preparación: Se pueden medir muestras líquidas y gases directamente. Si son sólidas y no se disuelven con facilidad, se requiere **calcinación** y **extracción** de los iones a determinar con un disolvente adecuado.
• Tiempo de análisis: El electrodo de pH se lleva a cabo en pocos **minutos**. En ESI, con calibración, se tardaría 1 hora. Los electrodos de especies gaseosas y enzimáticas requieren mayor **tiempo de respuesta** (varias horas).

Reglas de calidad y validación: Es necesario validar el **proceso analítico**, el **intervalo de concentración** y el **rango de matrices**.

Detectores en Análisis por Inyección en Flujo (FIA)

Detectores Electroquímicos

Incluyen detectores amperométricos o potenciométricos. Existe la posibilidad de **contaminación** y **pérdida del analito**. El mejor es el de gotas de mercurio.

• Detección Potenciométrica: Utiliza **electrodos selectivos para iones**. Se usan dispositivos que minimizan el espesor de la superficie.
• Materiales: El más usado es el **carbón vitrificado**, aunque también se usa la gota de mercurio. La limpieza se consigue puntualmente con impulsos de corriente.

Detector Óptico

Basado en métodos ópticos. Es de gran importancia para especies que **absorben** (luz).

Preparación de la Muestra

Métodos de Secado

• Secado en horno: A 180 °C, asegurando que la muestra **no se descomponga**.
• Liofilización: Se seca al vacío a -196 °C con **nitrógeno líquido**.

Preparación de Muestras Inorgánicas

• Muestra Sólida: Se realiza la **disolución total** (vía húmeda, seca o fusión) o la **lixiviación**.
• Muestra Líquida: Se requiere **filtración**, **centrifugación** o **mineralización**.

Preparación de Muestras Orgánicas

Los procesos clave son: **Extracción** (separa el analito), **reconcentración** (aumenta la calidad) y **limpieza**.

Disolución y Digestión

• Vía Húmeda: Puede ser sin reacción (sales o compuestos inorgánicos) o con reacción (ácido diluido o concentrado). Incluye la **fusión** (a 1200 °C, eleva la viscosidad).
• Vía Seca: **Oxidación sin disolventes**. Métodos: **Horno** (500 °C) o **Plasma** (200 °C).

Errores Comunes en la Digestión

Los errores incluyen **contaminación**, **pérdida de analitos** y **digestión incompleta**.

Tipos de Extracción

Extracción Líquida-Líquida

La **fase orgánica** extrae los analitos. Requiere dos fases inmiscibles, de distinta densidad y que no reaccionen. Es importante el **pH** y conocer el **coeficiente de reparto**. Puede ser simple o múltiple.

Extracción Sólida-Líquida

Separa analitos de una muestra sólida a una fase líquida. Es un proceso **lento**. Se puede acelerar aumentando la temperatura y presión (T y P) o usando un **baño de ultrasonidos**.

Microextracción en Fase Sólida (SMPE/SPE)

Se basa en la **diferente afinidad** de los analitos por la matriz de la muestra. El volumen final es inferior al inicial (reconcentración).

Etapas de la Microextracción:

1. Acondicionamiento de la fase sólida.
2. Lavado de la fase sólida.
3. Extracción de la muestra.
4. Lavado.
5. **Elusión del analito**.

Extracción con Fluidos Supercríticos

Utiliza **fluidos supercríticos** (FSC), lo que mejora el **rendimiento**.

Extracción Fase en Fase Gaseosa

La alta **presión de vapor** de la matriz y la alta **volatilidad** permiten usar técnicas de reparto donde el analito se reparte entre la muestra (sólida o líquida) y la fase gaseosa.