Reseña del libro "Analisis Quimico: Metodos y Tecnicas Instrumentales Modernas"
Esta obra ofrece un panorama bastante detallado de los métodos de análisis actuales presentes en sectores tan variados como las industrias químicas y agroalimentarias, los laboratorios de análisis clínicos y las ciencias ambientales. Se ha adoptado el principio de unir los aspectos prácticos de cada método estudiado con las nociones científicas que lo justifican. Abundantemente ilustrado por más de 250 figuras y fotografías originales, este libro está organizado en tres partes: 1) Métodos separativos (diferentes técnicas cromatográficas y de electroforesis capilar). 2) Métodos espectrométricos de análisis (NMR, IR, UV, fluorimetría, fluorescencia de rayos X, absorción y emisión atómica). Y 3) Otros métodos (espectrometría de masas, métodos de marcado y electroanálisis). También se aportan como complemento algunas nociones sobre estadística y preparación de muestras. En esta nueva edición, el texto ha sido completamente reescrito y puesto al día al objeto de recoger los progresos tecnológicos más recientes. Se ha añadido un capítulo dedicado a los métodos de análisis elemental. Al final de cada capítulo, una lista de páginas web invita al lector a descubrir demostraciones de las materias presentados en el libro. El texto está dirigido a estudiantes de primer ciclo universitario de ciencias, tecnología y farmacia. También deberá resultar de utilidad para estudiantes de segundo ciclo y para personal de laboratorios y empresas enfrentados a cualquiera de los niveles de la resolución de problemas analíticos.CAPÍTULO 1. Cromatografía -Aspectos generales 1.1 - Generalidades sobre la cromatografía analítica 1.2 - El cromatograma 1.3 - Picos de elución gausianos 1.4 - Modelo de platos 1.5 - Constante (o coeficiente) de distribución de Nerst K 1.6 - Eficacia de una columna 1.6.1 - Eficacia teórica (número de platos teóricos) 1.6.2 - Eficacia real (número de platos teóricos efectivos) 1.6.3 - Altura de plato 1.7 - Parámetros de retención 1.7.1 - Tiempo de retención tR 1.7.2 - Volumen de retención (o de elución) VR 1.7.3 - Volumen de fase móvil en la columna (o volumen muerto) VM 1.7.4 - Volumen de fase estacionaria 1.7.5 - Factor de retención k (antiguamente factor de capacidad k') Cálculo experimental de k 1.8 - Factor de separación (o de selectividad) entre dos solutos 1.9 - Factor de resolución entre dos picos R 1.10 - Influencia de la velocidad de la fase móvil 1.10.1 - Ecuación de van Deemter - A, término de difusión turbulenta - B, término de difusión longitudinal - C, término de transferencia de masa 1.10.2 - Ecuación de Golay 1.10.3 - Ecuación de Knox 1.11 - Optimización de un análisis cromatográfico 1.12 - Clasificación de las técnicas cromatográficas 1.12.1 - Cromatografía líquida (LC) - Cromatografía líquido-sólido (o de adsorción) - Cromatografía iónica - Cromatografía de exclusión - Cromatografía líquido-líquido (o de reparto) - Cromatografía de afinidad (de fase enlazada) 1.12.2 - Cromatografía de gases (GC) - Cromatografía gas-líquido - Cromatografía gas-sólido 1.12.3 - Cromatografía de fluidos supercríticos (SFC) Ejercicios CAPÍTULO 2 Cromatografía de gases 2.1 - Instrumentación 2.2 - Gas portador y regulador del caudal 2.3 - Introducción de la muestra y cámara de inyección 2.3.1 - Inyección de la muestra 2.3.2 - Inyectores - Inyector de vaporización directa Inyector con o sin división - Inyector a temperatura programable - Inyección directa en la columna (en frío) 2.4 - Recinto termostatado 2.5 - Columnas 2.5.1 - Columnas empaquetadas (rellenas) 2.5.2 - Columnas capilares (abiertas) 2.6 - Fases estacionarias 2.6.1 - Polisiloxanos 2.6.2 - Polietilenglicoles (PEG) 2.6.3 - Fases estacionarias quirales 2.6.4 - Fases estacionarias sólidas 2.7 - Principales detectores 2.7.1 - Detector de conductividad térmica (TCD) 2.7.2 - Detector de ionización de llama (FID) 2.7.3 - Detector termoiónico (NPD) 2.7.4 - Detector de captura de electrones (ECD) 2.7.5 - Detector de fotoionización (PID) 2.8 - Detectores que suministran datos estructurales 2.8.1 - Detector de emisión atómica 2.8.2 - Otros detectores 2.9 - Cromatografía rápida 2.10 - Índices de retención y constantes de las fases estacionarias 2.10.1 - Recta de Kovats 2.10.2 - índice de retención de Kovats de un compuesto 2.10.3 - Constantes de McReynolds de las fases estacionarias 2.11 - Cromatografía "multidimensional" Ejercicios CAPÍTULO 3 Cromatografía líquida de alta eficacia 3.1 - Origen de la cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) 3.2 - Instrumentación general 3.3 - Bombas y gradientes de elución 3.3.1 - Bombas para eluyentes 3.3.2 - Gradientes a baja presión o a alta presión 3.4 - Inyectores 3.5 - Columnas 3.6 - Fases estacionarias 3.6.1 - El gel de sílice, materia básica de las fases actuales 3.6.2 - Sílices modificadas (con fase enlazada) Fases monoméricas - Fases poliméricas 3.6.3 - Otras fases de polaridad variable 3.7 - Cromatografía quiral 3.8 - Fases móviles 3.9 - Cromatografía de pares iónicos 3.10 - Cromatografía de interacción hidrofóbica 3.11 - Principales detectores 3.11.1 - Detectores espectrofotométricos Detección monocromática Detección policromática 3.11.2 - Detector espectrofluorimétrico 3.11.3 - Detector refractométrico 3.11.4 - Otros detectores 3.12 - Evolución y aplicaciones de la HPLC Ejercicios CAPÍTULO 4 Cromatografía fónica 4.1 - Fundamento de la cromatografía iónica (IC) 4.2 - Fases estacionarias 4.2.1 - Copolímeros de síntesis 4.2.2 - Sílices modificadas 4.2.3 - Resinas peliculares 4.3 - Fases móviles 4.4 - Detectores de conductividad 4.5 - El supresor de iones Anexo - Análisis cuantitativo por cromatografía 4.6 - Fundamento y ecuación básica 4.7 - Registradores-integradores y programas de tratamiento de datos 4.8 - Método del patrón externo 4.9 - Método del patrón interno 4.9.1 - Cálculo de los factores de respuesta relativos 4.9.2 - Cromatografía de la muestra - Cálculo de las concentraciones 4.10 - Método de normalización interna 4.10.1 - Cálculo de los factores de normalización 4.10.2 - Cromatografía de la muestra - Cálculo de las concentraciones Ejercicios CAPÍTULO 5 Cromatografía en capa fina 5.1 - Funcionamiento de la cromatografía en capa fina (TI-C) 5.1.1 - Depósito de la muestra 5.1.2 - Migración sobre la placa 5.1.3 - Revelado postcromatográfico 5.2 - Fases estacionarias 5.3 - Parámetros de separación y de retención 5.4 - TLC cuantitativa 5.5 - Particularidades asociadas a la TLC Ejercicios CAPÍTULO 6 Cromatografía de fluidos supercríticos 6.1 - Comentario sobre los fluidos supercríticos 6.2 - Los fluidos supercríticos como fase móvil 6.3 - Instrumentación 6.4 - Comparación de la SFC con la HPLC y la GC 6.5 - Ubicación de la SFC en cromatografía CAPÍTULO 7 Cromatografía de exclusión por tamaño 7.1 - Fundamento de la cromatografía de exclusión por tamaño (SEC) 7.2 - Fases estacionarias y fases móviles - Permeabilidad en gel - Filtración en gel 7.3 - Tratamiento del cromatograma 7.4 - Instrumentación 7.5 - Campos de aplicación Ejercicios CAPÍTULO 8 Electroforesis capilar y electrocromatografía 8.1 - Fundamento de la electroforesis capilar (CE) y conceptos básicos 8.2 - Movilidad electroforética y flujo electroosmótico 8.2.1 - Movilidad electroforética - electromigración (EF) 8.2.2 - Movilidad electroosmótica - electroósmosis (EOS) 8.2.3 - Movilidad aparente 8.3 - Instrumentación 8.3.1 - Modos de inyección - Inyección hidrodinámica - Inyección electrocinética 8.3.2 - Modos de detección 8.4 - Técnicas electroforéticas 8.4.1 - Electroforesis capilar en zona o en disolución libre (CZE) 8.4.2 - Electroforesis capilar electrocinética micelar (MEKC) 8.4.3 - Electroforesis capilar en gel (CGE) 8.4.4 - Isoelectroenfoque capilar (CIEF) 8.5 - Comparación de la CE con la HPLC 8.6 - Electrocromatografía capilar (ECC) Ejercicios MÉTODOS ESPECTROMÉTRICOS CAPÍTULO 9 Espectrometría de absorción ultravioleta-visible 9.1 - Dominio espectral de la radiación UV-Vis y origen de la absorción 9.2 - Espectro UV-Vis 9.3 - Transiciones electrónicas en compuestos orgánicos 9.3.1 - Transiciones * 9.3.2 - Transiciones * 9.3.3 - Transiciones variable - pi 9.3.4 - Transiciones pi - pi 9.4 - Grupos cromóforos 9.5 - Efecto del disolvente (efecto solvatocrómico) 9.5.1 - Efecto hipsocrómico (desplazamiento al azul) 9.5.2 - Efecto batocrómico (desplazamiento al rojo) 9.6 - Reglas de Woodward-Fieser 9.7 - Instrumentación para espectrometría UV-Vis 9.7.1 - Fuentes luminosas 9.7.2 - Sistemas dispersivos Sistemas secuenciales Sistemas simultáneos 9.7.3 - Detectores 9.8 - Diferentes configuraciones de los espectrómetros UV-Vis 9.8.1 - Espectrómetros de haz simple, de tipo monocanal 9.8.2 - Equipos de óptica inversa, de tipo multicanal 9.8.3 - Espectrómetros de doble haz (secuenciales) 9.9 - Análisis cuantitativo: leyes de la absorción molecular 9.9.1 - Ley de Lambert-Beer 9.9.2 - Aditividad de las absorbancias 9.10 - Métodos utilizados en análisis cuantitativo 9.11 - Análisis de un analito individual y control de la pureza 9.12 - Análisis multicomponente (MCA) 9.12.1 - Método algebraico básico 9.12.2 - Regresión lineal múltiple (MLR) 9.12.3 - Deconvolución 9.13 - Métodos de corrección de la línea base 9.13.1 - Modelado con una función polinómica 9.13.2 - Método de los tres puntos (Morton-Stubbs) 9.14 - Distribución de errores relativos debidos al instrumento 9.15 - Espectrometría derivada 9.16 - Colorimetría visual por transmisión o por reflexión Ejercicios CAPÍTULO 10 Espectrometría de absorción en el infrarrojo cercano y medio 10.1 - Origen de la absorción de la radiación IR 10.2 - Espectro de absorción IR 10.3 - Bandas de vibración-rotación en el IR 10.4 - Modelo simplificado de las interacciones vibracionales 10.5 - Modelo para compuestos reales 10.6 - Bandas características de los compuestos orgánicos 10.7 - Espectrómetros y analizadores IR 10.7.1 - Espectrómetros de transformada de Fouríer (FT-IR) 10.7.2- Analizadores IR 10.8 - óptica, fuentes de radiación y detectores para el IR medio 10.8.1 - Fuentes luminosas 10.8.2 - Materiales ópticos 10.8.3 - Detectores 10.9 - Metodologías para el análisis de muestras 10.9.1 - Procedimientos por transmisión 10.9.2 - Procedimientos por reflexión - Reflexión especular - Reflexión difusa Reflexión total atenuada (ATR) 10.10 - Microscopía infrarroja 10.11 - Almacenamiento de espectros 10.12 - Comparación de espectros 10.13 - Análisis cuantitativo 10.13.1 - Análisis cuantitativo en el IR medio 10.13.2 - Análisis cuantitativo en el IR cercano Ejercicios CAPÍTULO 11 Espectrometría de fluorescencia y quimioluminiscencia 11.1 - Fluorescencia y fosforescencia 11.2 - Origen de la fluorescencia 11.3 - Relación entre la fluorescencia y concentración 11.4 - Dispersiones 11.4.1 - Dispersión Rayleigh 11.4.2 - Dispersión Raman 11.5 - Instrumentación 11.5.1 - Fluorímetros de medidas relativas (método de cocientes) 11.5.2 - Espectrofluorímetros 11.6 - Algunas aplicaciones 11.7 - Quimioluminiscencia Ejercicios CAPÍTULO 12 Espectrometría de fluorescencia de rayos X 12.1 - Fundamentos básicos 12.2 - Espectro de fluorescencia de rayos X (XRF) - Fase de fotoionización del átomo - Fase de estabilización del átomo 12.3 - Fuentes de excitación para XRF 12.3.1 - Tubos de rayos X 12.3.2 - Radioisótopos 12.3.3 - Otras fuentes de excitación - Emisores a - Electrones rápidos 12.4 - Tipos de instrumentos 12.4.1 - Equipos dispersivos de energías (EDXRF): Sistema simultáneo 12.4.2 - Equipos dispersivos de longitudes de onda (WDXRF) 12.4.3 - Equipos de filtros (monocanal fijo) 12.5 - Preparación de las muestras 12.6 - Análisis cuantitativo por XRF 12.7- Absorción de rayos X (XRA): Densitometría 12.8- Aplicaciones de la XRF Ejercicios CAPÍTULO 13 Espectrometrías de absorción atómica y de emisión atómica de llama 13.1 - Efecto de la temperatura sobre los elementos 13.2- Aplicación en equipos actuales 13.3 - La espectrometría de absorción atómica (AAS) frente a la de emisión atómica de llama (F-AES) 13.4 - Determinaciones por AAS o por F-AES 13.4.1 - Determinaciones por AAS 13.4.2 - Determinaciones por F-AES 13.5 - Instrumentación básica para AAS 13.5.1 - Lámparas de cátodo hueco 13.5.2 - Dispositivos térmicos para obtener gases atómicos Atomización por llama - Atomización electrotérmica Vaporización química 13.6 - Fotómetros de llama 13.7 - Corrección de absorciones parásitas 13.7.1 - Corrección con lámpara de deuterio 13.7.2 - Corrección por aplicación del efecto Zeeman 13.7.3 - Corrección del ruido de fondo con lámpara de cátodo hueco de pulsos 13.8 - Interferencias físicas y químicas 13.8.1 - Interferencias espectrales 13.8.2 - Superposición de la emisión y de la absorción de un mismo elemento 13.8.3 - Interacciones químicas 13.9 - Sensibilidad y límite de detección en AAS Ejercicios CAPÍTULO 14 Otras espectrometrías de emisión atómica 14.1 - Espectrometría de emisión atómica (AES) 14.2 - Fundamentos del análisis por AES 14.3 - Dispositivos de excitación 14.3.1 - Dispositivos de excitación por plasma 14.3.2 - Dispositivos de excitación por arco eléctrico o chispa eléctrica 14.3.3 - Fuentes de descarga luminiscente 14.4 - Sistemas dispersivos y rayas espectrales 14.5 - Equipos dispersivos y equipos secuenciales 14.5.1 - Equipos de óptica fija (tipo policromador) 14.5.2 - Equipos de óptica fija, de red en escalera 14.5.3 - Equipos de barrido de longitudes de onda (tipo monocromador) 14.6 - Parámetros característicos 14.6.1 - Sensibilidad y límites de detección 14.6.2 - Poder de resolución 14.6.3 - Dispersión lineal y paso de banda 14.7 - Acoplamiento entre GC y AES de plasma de acoplamiento por inducción (GC/ICP-AES) 14.8 - Aplicaciones de la AES Ejercicios CAPÍTULO 15 Espectroscopía de resonancia magnética nuclear 15.1 - Generalidades 15.2 - Interacción espín-campo magnético para un núcleo 15.3 - Núcleos que pueden ser estudiados por NMR 15.4 - Teoría de Bloch para núcleos con I - 1 /2 15.5 - Frecuencia de Larmor 15.6 - Obtención de un espectro NMR de pulsos 15.7 - Procesos de relajación nuclear 15.8 - Desplazamiento químico 15.9 - Medida de los desplazamientos químicos 15.10 - Núcleos apantallados y desapantallados 15.11 - Factores que afectan a los desplazamiento químicos 15.11.1 - Efecto de la sustitución y de la hibridación 15.11.2 - Efecto de la resonancia y efecto inductivo 15.11.3 - Otros efectos (disolvente, enlace de hidrógeno y matriz) 15.12 - Estructura hiperfina 15.13 - Acoplamientos heteronucleares 15.13.1 - Un acoplamiento heteronuclear típico: el caso del HF 15.13.2 - Acoplamientos heteronucleares en compuestos orgánicos 15.14- Acoplamientos homonucleares 15.14.1 - Sistemas con acoplamiento débil 15.14.2 - Sistemas con acoplamiento fuerte 15.15 - Desacoplamiento de espín y secuencias particulares 15.16- Acoplamiento HPLC/NMR 15.17 - NMR de flúor y de fósforo 15.18 - NMR cuantitativa 15.18.1 - Medida de áreas - aplicación a una determinación simple 15.18.2 - Muestras constituidas por compuestos identificables 15.18.3 - Método del patrón interno 15.18.4 - Método de adición de patrón 15.19 - Analizadores que utilizan NMR de pulsos Ejercicios OTROS MÉTODOS CAPÍTULO 16 Espectrometría de masas 16.1 - Fundamentos del método 16.2 - El espectrómetro de Bainbridge 16.3 - Analizadores electromagnéticos de doble enfoque (tipo "EB") 16.3.1 - Acelerador de iones 16.3.2 - Analizador de sector eléctrico 16.3.3 - Analizador de sector magnético 16.4 - Analizadores de resonancia ciclotrónica (ICR) 16.5 - Analizadores de tiempo de vuelo (TOF) 16.6 - Analizadores de cuadrupolo 16.6.1 - Potencial eléctrico en un cuadrupolo 16.6.2 - Utilización de un cuadrupolo como filtro de iones 16.7 - Analizadores de trampa de iones (IT) 16.8 - Parámetros característicos de la espectrometría de masas 16.8.1 - Límite másico superior 16.8.2 - Sensibilidad 16.8.3 - Poder de resolución 16.9 - Introducción de la muestra 16.9.1 - Introducción directa 16.9.2 - Introducción en técnicas acopladas 16.10 - Principales procedimientos de ionización a vacío 16.10.1 - Ionización por impacto electrónico (IE) 16.10.2 - Ionización química positiva (IC) 16.10.3 - Bombardeo con átomos rápidos (FAB) 16.10.4 - Ionización por láser asistida por una matriz (MALDI) 16.11 - Procedimientos de ionización a presión atmosférica (API) 16.11.1 - Ionización por plasma de argón 16.11.2 - Ionización por espray - Ionización química a presión atmosférica (APCI) 16.12 - Detectores de iones - Multiplicadores de electrones de dínodos separados - Multiplicadores de electrones de dínodo continuo - Detectores de microcanales 16.13 - Espectrómetros de masas "en tándem" (MS/MS) - Anexo - Algunas aplicaciones de la espectrometría de masas 16.14 - Determinación de fórmulas empíricas 16.14.1 - Método basado en la abundancia isotópica 16.14.2 - Método basado en espectros de alta resolución 16.15 - Medida de las relaciones isotópicas de un elemento 16.16 - Identificación por medio de una "biblioteca" de espectros 16.17 - Fragmentación de moléculas orgánicas 16.17.1 - Reglas básicas 16.17.2 - Fragmentación de un enlace a ionizado 16.17.3 - Fragmentación a 16.17.4 - Fragmentación con redistribución 16.17.5 - Picos metaestables Ejercicios CAPÍTULO 17 Determinaciones por marcado 17.1 - Fundamentos de los métodos de marcado 17.2 - Dilución isotópica con un marcador radiactivo (ID) 17.3 - Método subestequiométrico 17.4 - Radioinmunoanálisis (RIA) 17.5 - Antígenos y anticuerpos 17.6 - Medida de las actividades radioisotópicas 17.6.1 - Moléculas radiactivas con átomos marcados 17.6.2 - Instrumentos de recuento por centelleo 17.7 - Métodos de inmunoanálisis enzimático (EIA) 17.7.1 - Realización de un análisis ELISA competitivo 17.7.2 - La relación absorbancia/concentración 17.8 - Otras técnicas inmunoenzomáticas 17.9 - Ventajas e inconvenientes de los análisis ELISA en química 17.10 - Fluoroinmunoanálisis (FIA) 17.11 - Marcado con un isótopo estable 17.12 - Análisis por activación neutrónica (NAA) 17.13 - Fuentes de neutrones térmicos 17.14 - Actividad inducida - Tiempo de irradiación 17.15 - Detección por recuento y- Fundamento de las medidas 17.16 - Aplicaciones Ejercicios CAPÍTULO 18 Analizadores elementales 18.1 - Análisis elemental de elementos individuales 18.2 - Análisis elemental orgánico 18.2.1 - Los métodos clásicos de Pregl y Simon 18.2.2 - Analizadores orgánicos elementales CHNS-O actuales 18.3 - Analizadores de nitrógeno 18.4- Analizadores de azufre 18.5- Analizadores de carbono 18.6 - Analizadores de mercurio Ejercicios CAPÍTULO 19 Métodos potenciométricos 19.1 - Generalidades 19.2 - Un electrodo selectivo particular: el electrodo de pH 19.3 - Principales tipos de electrodos selectivos de iones 19.3.1 - Membrana mineral cristalina 19.3.2 - Membrana líquida 19.3.3 - Membranas de policloruro de vinilo 19.3.4 - Membranas orgánicas de difusión gaseosa 19.4 - Cálculos y diferentes metodologías 19.4.1 - Ionometría directa 19.4.2 - Método de adición de patrón 19.4.3 - Valoraciones potenciométricas 19.5 - Algunas aplicaciones Ejercicios CAPÍTULO 20 Métodos voltamperométricos y culombimétricos 20.1 - Generalidades sobre la voltamperometría 20.2 - El electrodo de goteo de mercurio (DME) 20.3 - Polarografía de corriente continua 20.4 - La corriente de difusión 20.5 - Polarografía de pulsos 20.5.1 - Polarografía normal de pulsos (NPP) 20.5.2 - Polarografía diferencial de pulsos (DPP) 20.6 - Detección voltamperométrica en HPLC y CE 20.7 - Sensores especiales 20.8 - Voltamperometría de redisolución (SV) 20.9 - Determinaciones culombimétricas 20.10 - Determinación de agua por el método de Karl Fisher (KF) 20.10.1 - Reacciones implicadas 20.10.2 - Adaptación culombimétrica del método de KF 20.11 - Realización de una determinación por el método de KF 20.11.1 - Contraste previo del reactivo de KF - Valoración directa - Valoración por retroceso 20.11.2 - Determinación del contenido de agua de una muestra Valoración directa - Valoración por retroceso Ejercicios CAPÍTULO 21 Tratamiento de muestras 21.1 - Necesidad de los tratamientos previos 21.2 - Analizadores "en línea" 21.3 - Extracción en fase sólida (SPE) 21.4 - Extracción líquido-líquido 21.5 - Extracción gaseosa sobre columna o sobre disco 21.6 - Espacio de cabeza - Modo estático - Modo dinámico 21.7 - Extracción con fluidos supercríticos (SFE) - Modo "fuera de línea" - Modo "en línea" 21.8 - Reactores para digestión por microondas CAPÍTULO 22 Parámetros estadísticos básicos 22.1 - Valor central y exactitud 22.2 - Desviación estándar y precisión 22.3 - Errores aleatorios o "indeterminados" 22.4 - Intervalo de confianza sobre la media 22.5 - Comparación de resultados - Tests paramétricos 22.5.1 - Comparación de dos varianzas, test de Fisher-Snedecor 22.5.2 - Comparación de dos medias experimentales 22.5.3 - Estimación del límite de detección 22.6 - Test de rechazo (test de la Q de Dixon) 22.7 - Regresión lineal 22.7.1 - Regresión lineal simple 22.7.2 - Regresión lineal múltiple 22.8 - Métodos robustos 22.9 - Optimización mediante la metodología de "un factor cada vez" Ejercicios Respuestas a los ejercicios Bibliografía Tabla de constantes físico-químicas Índice de términos Lecturas complementarias: Buenas Prácticas de Laboratorio Química analítica en Internet Inventores de la colorimetría Análisis de trazas Balanza electrónica Control antidopaje
