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TÉCNICAS
INSTRUMENTALES
MODERNAS DE APLICACIÓN
QUÍMICA
PROFESORADO
EDUCACIÓN SECUNDARIA
FORMACIÓN PROFESIONAL
GRADO MEDIO
1. Caracterización de grasas en productos alimentarios mediante identificación de
sus ácidos grasos
Fundamento
En esta actividad se pretende la identificación de los ácidos grasos de un producto
comercial con el fin de controlar las características asociadas a dicho producto, tanto
desde el punto de vista de las indicaciones de venta como desde la perspectiva de
posibles alteraciones o adulteraciones.
Equipo: Cromatógrafo de Gases
Columna fase estacionaria SGE BPX70
Condiciones de medida: Tª 50ºC durante 1 minutos. Rampa 5ºC minuto hasta 225ºC,
durante 5 minutos.
Gas portador: N2, flujo 1 ml/min
Detector: FID, Tª 275ºC
Camara de inyección: Tª 220ºC
Identificación de los ácidos grasos
Para la identificación de los ácidos grasos, es necesario, previamente, proceder a la
esterificación de los mismos.
Obtención de los ésteres metílicos
Pesar con precisión de ± 0,001g, alrededor de 0,3 g de grasa en un matraz pequeño de
fondo redondo, se coloca en la manta calefactora y a continuación se añaden 6 mi de sodio
metilato. Se coloca un refrigerante vertical en el matraz y se calienta hasta ebullición,
manteniendo ésta hasta conseguir una sola fase (unos 15 min.). Se interrumpe la
calefacción, se deja enfriar y se añaden 5 ml de la disolución de trifluoruro de boro en
metanol, se vuelve a calentar durante unos 10 min. Se deja enfriar, para posteriormente
extraer los ésteres formados.
Extracción de los ésteres
La disolución del matraz se lleva a otro aforado de 50 ml, de cuello estrecho y largo, se
lava el primero con unos ml de hexano la disolución resultante, para evitar pérdidas de la
muestra, se añade también al matraz aforado, por último se enrasa este, a continuación se
añade disolución de NaCl saturada en cantidad suficiente para garantizar que el hexano
contiene los ésteres metílico, la capa de hexano (limpia y transparente) se desplaza hasta
el cuello del matraz, facilitando la toma de muestra.
Análisis por CG
Se toma 0,1ml de la capa de hexano y se diluye a 1 ml con hexano en un vial, se inyecta
en el cromatógrafo, donde previamente se habrán fijado las condiciones de medida,
anteriormente señaladas.
El procedimiento operatorio a seguir con muestras patrón, de los aceites y grasas de
referencia, es idéntico al descrito para la muestra de grasa.
Resultados
La identificación de los ácidos grasos se hace tomando como referencia los tiempos de
retención obtenidos para una muestra patrón.
La cuantificación se lleva a cabo mediante el método de normalización de áreas.
2.- Determinación de curcumina en alimentos
Fundamento
La cúrcuma es un pigmento picante amarillento que se extrae de la raíz de la planta curcumae
longae, y forma parte de las especias que dan color al curry, debido a su intenso color amarillo,
se emplea como aditivo alimentario (colorante E-100). La cúrcuma es una mezcla de tres
compuestos polifenólicos, conocidos como curcuminoides: curcumina, demetoxicurcumina y
bisdemetoxicurcumina. Estos compuestos poseen propiedades antioxidantes, antiinflamatorias
y anticanceríginas, siendo considerada la curcumina como el componente más activo
Equipo: Cromatógrafo de líquidos con detector de fluorescencia. Columna de octadecilsilano.
Fase Móvil: Ácido acético al 2% en agua y acetonitrilo en régimen de gradiente
Tiempo
(min)
2% AcOH
(%)
AcN
(%)
0
55
45
9
43
57
10
55
45
Reactivos: Ácido acético, acetonitrilo, patrón de curcumina en acetonitrilo
Condiciones de medida: Flujo de la fase móvil 1 mL.min-1. Volumen de inyección 20L.
Longitudes de onda: λexc= 425 nm. : λemi= 515 nm
Antes de inyectar, es necesario acondicionar la columna cromatográfica, por lo que se
hace circular la fase móvil por el sistema durante 15 minutos.
Procedimiento
Preparación de muestra
Se pesan alrededor de 0.3000g y se añaden 10 ml de acetonitrilo. Se lleva a un baño
de ultrasonidos durante 15 minutos para extraer los analitos y a continuación se
centrífuga durante un minuto a 4500 r.p.m., se recoge el sobrenadante para inyectar
en el sistema cromatográfico.
Análisis por HPLC
A partir de una disolución patrón 50 mg/l de curcumina , se prepara por dilución con
acetonitrilo, disoluciones de concentraciones comprendidas entre 1 mg/l y 5 mg/l,
para realizar la correspondiente línea de calibrado.
Antes de realizar la línea de calibrado se inyecta un patrón para determinar los
tiempos de retención correspondientes a cada uno de los analitos, lo cual nos
permitirá confirmar en la muestra su presencia
Resultados
Las líneas de calibrado relacionan, para cada uno de los patrones, el área del
pico con la concentración. De la señal obtenida para las muestras, se determina el
contenido de curcumina en mg/kg.
3.-Determinación de nitratos, y amonio en aguas por espectroscopia molecular
Fundamento
En esta práctica se plantea el control de dos de los principales contaminantes en aguas de
pozo, derivados en muchos casos de las prácticas agrícolas, mediante espectroscopía
molecular.
Material
Espectrofotómetro apto para lecturas entre 200 y 850 nm
Material Material de vidrio de uso corriente en Laboratorio
Cubetas para medida espectrofotométrica de UV-Visible
Determinación de Nitratos.
Reactivos
Agua desionizada; Disolución patrón de nitrato.
Procedimiento
Preparación de la muestra, tomar una cantidad representativa de la misma y pasarla a través
de un filtro de membrana de 0.45µm. previamente lavado con 200ml de agua desionizada.
A 50 mI de la muestra ya filtrada, añadir 1ml de disolución de HCI 1M y agitar.
Se hace un barrido del compuesto, para uno de los patrones, en zona de absorbancia óptima,
para comprobar el intervalo de longitudes de onda de absorción
Medir en el espectrofotómetro a 220 y 275nm.
Construcción de la curva de calibrado entre cero y 30 ppm de nitratos.
Resultados
Se determina el contenido en nitratos mediante la correspondiente línea de calibrado.
Realícense las correcciones pertinentes en el supuesto de posibles interferencias
Determinación de Amonio
Material y Reactivos
Reactivo Nessler comercial o bien preparado, en este caso: Disolver 100g de ioduro mercúrico
anhidro y 70g de ioduro potásico anhidro en un pequeño volumen de agua desionizada, agregar
esta disolución lentamente y con agitación sobre una disolución fría de 160g de NaOH en 500 ml
de agua desionizada, diluyendo el conjunto hasta un litro
Disolución patrón de amonio, disolución de hidróxido de sodio 6N
Procedimiento
Determinación por formación de un complejo amarillo-pardo rojizo I(NH2)Hg que se obtiene cuando
se mezcla el reactivo Nessler (I2Hg.2IK) con una disolución acuosa que contiene amonio. El
reactivo debe producir el color dentro de los diez minutos siguientes a su adición.
Se hace un barrido del complejo obtenido, para uno de los patrones, se elige la longitud de onda
óptima y se mide
Resultados
Se determina el contenido en amonio mediante la correspondiente línea de calibrado
4.- Caracterización de componentes en muestras mediante espectroscopía
Raman
La espectroscopía RAMAN es una técnica basada en la dispersión de la luz
monocromática de un láser sobre la muestra a analizar.
Fundamento
La rápida caracterización de un producto, tiene en esta técnica una serie de
ventajas tales como la casi nula necesidad de preparación de la muestra y el
carácter no destructivo de la misma, su rápida respuesta y la posibilidad de
utilización de equipos portátiles.
Se aplica en muchos campos: forense, arqueología medio-ambiente etc….
En nuestro caso vamos a aplicarlos a la caracterización de principios activos de
medicamentos: ácido acetil salicílico, ácido salicílico, Vitamina C, paracetamol y
algunos alcaloides tales como: cafeína, teobromina y teofilina
Material
Espectrómetro micro RAMAN BWS 415 i-RAMAN,
con un detector TE cooled CCD array BTC
Rango espectral 175 – 3100cm-1
Sonda laser: rojo 784.92 nm
Tiempo de integración 9 ms (mínimo) – 65×16 (máximo)
Material de vidrio de uso corriente en Laboratorio
Procedimiento
Se realiza la calibración previa con silicio cristalino, banda más intensa del
espectro a 520 cm-1. A continuación se tritura la muestra y se deposita en uno de
los “pocillos” de la placa y se procede al análisis de cada uno de los patrones
mediante el correspondiente barrido espectral, con el fin de obtener los resultados
óptimos de medida, se regula la intensidad (variación de la altura de la sonda) y
tiempo de exposición. Se toman los correspondientes espectros y se estudian las
bandas características del mismo.
Por último se procede al estudio de mezclas de patrones y muestras reales
Resultados
Del estudio comparativo de los correspondientes espectros, se deduce la
composición de la muestra.
5.- Determinación de metales en aguas por Técnicas de Absorción y Emisión Atómica
Fundamento
A efectos del Código Alimentario español y para ser destinada a bebida y a la preparación o
manipulación de alimentos, se considera agua "natural" a la de este origen, que como mínimo
reúna las condiciones físicas, químicas y microbiológicas que se señalan como toleradas en
este Código. A continuación vamos a plantearnos la determinación de algunos elementos,
metales alcalinos y alcalinoterreos, comúnmente presentes en las mismas y otro como el
mercurio que puede aparecer en aguas de pozo debido al uso de fungicidas que llevan este
componente y que por su toxicidad tiene limitada su presencia a muy bajas concentraciones,
según las directrices de la OMS no superior a 0,001 mg/l.
Emisión atómica de llama
Sodio
Material y Reactivos
Espectrofotómetro o fotómetro de llama, con capacidad para realizar lecturas en un amplio
intervalo de longitudes de onda
Disolución patrón de 1000mg/L Na.
Disoluciones patrón de 1, 2, 4, 6 mg/L en Na, preparadas a partir de la disolución anterior
Procedimiento
Se realizar por fotometría de llama, por aspiración directa de la muestra y lectura a 589 nm
Dejar estabilizar el aparato. Seleccionar la longitud de onda.
Obtener la línea de calibrado con los patrones y a continuación aspirar la muestra y efectuar la
lectura. Expresar los resultados en mg/L o ppm
Absorción atómica de llama
Calcio
Material: Espectrofotómetro de absorción atómica
Se realizar mediante aspiración directa de la muestra a una llama y lectura a 422,7 nm
Material y Reactivos
Espectrofotómetro de Absorción Atómica de llama, con capacidad para realizar lecturas en un
amplio intervalo de longitudes de onda
Lampara de Cátodo Hueco combinada de Calcio y Magnesio, 10mA
Disolución patrón de 1000mg/L Ca.
Disoluciones patrón a partir de la disolución anterior de 1, 2, 4, 8 mg/L en Ca,
Procedimiento
Dejar estabilizar el aparato y la lámpara durante 15 minutos. Seleccionar la longitud de onda.
Obtener la línea de calibrado con los patrones y a continuación aspirar la muestra y efectuar la
lectura. Expresar los resultados en mg/L o ppm
Absorción Atómica de Vapor Frío
Mercurio
Material
Espectrofotómetro de absorción atómica.
Lámpara de mercurio de cátodo hueco
Cámara de absorción con ventanas de cuarzo, acoplables al espectrofotómetro
Equipo de reducción del ión mercúrico a mercurio metálico y de arrastre de éste con corriente
de gas hasta la cámara de absorción, incluyendo un sistema de desecación.
Equipo de suministro de gas con flujo regulable.
Reactivos
Ácido nítrico y clorhídrico concentrado.
Cloruro estannoso al 20% p/v en ácido clorhídrico al 20%.
Disolución patrón de mercurio 1000 mg/L. Disoluciones patrón de mercurio de 1; 2, 5, 10 µg/L,
se obtiene de la anterior por sucesivas diluciones con agua desionizada, llevando la
concentración final de ácido nítrico al 5% v/v.
Procedimiento
Reducción de los iones mercúricos a mercurio metálico por la acción del Sn (II), volatilización
del mercurio metálico y arrastre del mismo hasta la celda de absorción mediante corriente de
gas y medida a 253,7 nm
Obtener la línea de calibrado con los patrones y a continuación aspirar la muestra y
efectuar la lectura. Expresar los resultados en µg/L o ppb