UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Preparación y análisis de muestras de agua

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

358004 - PREPARACIÓN Y ANÁLISIS DE MUESTRAS DE AGUA

Autor Lic. y MSc. PAOLA ANDREA PASOS GUARÍN

BOGOTA 2011

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INDICE DE CONTENIDO

ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

Pág. 7

INTRODUCCIÓN

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UNIDAD 1. PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO CAPÍTULO 1. ORGANIZACIÓN DEL LABORATORIO Lección 1. Instrumentación básica de laboratorio Lección 2. Procedimientos de trabajo relativos a manejo de aparatos, reactivos y preparación de informes Lección 3. Manuales técnicos de equipos Lección 4. Técnicas de calibrado y de control de la precisión y exactitud de instrumentos de laboratorio Lección 5. Tratamiento estadístico de datos y presentación de la información

12 12 12 18

CAPÍTULO 2. BUENAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO Lección 6. Reglamento de seguridad Lección 7. Equipos de protección individual y colectiva Lección 8. Prevención de riesgos en el laboratorio Lección 9. Manejo de material en el laboratorio Lección 10. Manejo de residuos

32 32 34 37 38 39

CAPÍTULO 3. TÉCNICAS INSTRUMENTALES DE ANÁLISIS Lección 11. Conceptos básicos de química analítica Lección 12. Técnicas ópticas: espectrometría Lección 13. Técnicas de separación: cromatografía Lección 14. Características generales de las técnicas instrumentales (sensibilidad, selectividad, exactitud, precisión, tiempo de operación) Lección 15. Fuentes de error en las técnicas instrumentales

41 41 43 45 47

UNIDAD 2. PREPARACIÓN Y ANÁLISIS DE MUESTRAS DE AGUA CAPÍTULO 4. PREPARACIÓN DE MUESTRAS Lección 16. Métodos de muestreo, conservación y transporte de las muestras según tipo de agua Lección 17. Preparación de muestras para análisis físicos Lección 18. Preparación de muestras para análisis químicos Lección 19. Preparación de muestras para análisis microbiológicos Lección 20. Legislación vigente sobre el tema

54 55 55

24 26 28

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58 62 63 64

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CAPÍTULO 5. ANÁLISIS FISICOQUÍMICO Lección 21. Principales propiedades fisicoquímicas del agua. Lección 22. Aspectos, parámetros fisicoquímicos y contaminantes medibles en el agua Lección 23. Técnicas automatizadas y no automatizadas para el análisis fisicoquímico del agua Lección 24. Análisis e interpretación de resultados según tipo de muestra (agua potable, agua residual) Lección 25. Legislación vigente sobre el tema

66 66 69

CAPÍTULO 6. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO Lección 26. Tipo y características de los microorganismos, según tipo de agua (potable, residual) Lección 27. Principales instrumentos y sustancias químicas utilizadas para análisis microbiológicos Lección 28. Siembra de microorganismos (inoculación y aislamiento) Lección 29. Análisis e interpretación de resultados según tipo de muestra (agua potable, residual) Lección 30. Legislación vigente sobre el tema

84 84

BIBLIOGRAFÍA

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73 81 82

86 88 90 92

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LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Material de medición de masa

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Tabla 2. Material de medición de temperatura.

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Tabla 3. Material volumétrico

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Tabla 4. Material de vidrio

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Tabla 5. Material auxiliar Tabla 6. Equipos de laboratorio Tabla 7. Manuales técnicos de equipos de laboratorio Tabla 8. Unidades de concentración Tabla 9. Ejemplo de formato para registro Tabla 10. Equipos de protección colectiva Tabla 11. Equipos de protección individual Tabla 12. Valores máximos aceptados para agua potable Tabla 13. Valores máximos aceptados para agua residual Tabla 14. Enfermedades causadas por bacterias Tabla 15. Enfermedades causadas por protozoos Tabla 16. Características microbiológicas del agua potable

16 16 25 30 31 35 36 81 82 84 85 91

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LISTA DE IMÁGENES Pág. Figura 1. Balanza de triple brazo

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Figura 2. Balanza analítica

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Figura 3. Termómetro

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Figura 4. Probeta

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Figura 5. Pipeta aforada

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Figura 6. Pipeta graduada

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Figura 7. Bureta

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Figura 8. Matraz aforado

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Figura 9. Embudo

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Figura 10. Erlenmeyer

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Figura 11. Refrigerante

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Figura 12. Varilla de vidrio

15

Figura 13. Vaso de precipitado

15

Figura 14. Vidrio de reloj

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Figura 15. pH metro

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Figura 16. Ensayo de jarras

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Figura 17. Turbidímetro

16

Figura 18. Contador de colonias

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Figura 19. Colorímetro

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Figura 20. Espectrofotómetro

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Figura 21. Microscopio

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Figura 22. Autoclave

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Figura 23 Vitrina extractora

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Figura 24. Campanas localizadas

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Figura 25. Ducha de ojos

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Figura 26. Ducha de seguridad

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Figura 27. Extintores

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Figura 28. Neutralizadores

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Figura 29. Gafas

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Figura 30. Guantes

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Figura 31. Bata

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Figura 32. Máscarilla filtrante

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Figura 33. Protector acústico

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Figura 34. Máscarilla

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Figura 35. Clasificación de métodos espectroscópicos

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Figura 36. Cromatografía de gases

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Figura 37. Partes de un Cromatografía de gases

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Figura 38. Clases de cromatografía

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Figura 39. Muestreo manual de agua

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Figura 40. Muestreador automático de agua

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Figura 41. Principales virus asociados con el agua

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Figura 42. Esquema de la metodología para análisis de coliformes

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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

El contenido didáctico del curso académico: Preparación y análisis de muestras de agua, fue diseñado por la Licenciada en Química y Magíster en Contaminación y Toxicología Ambiental, Paola Andrea Pasos Guarín. La licenciada Pasos se ha desempeñado como docente en básica secundaria, asesora en gestión y conservación medioambiental, controles medioambientales de acuerdo a los requerimientos legales actuales de aguas, emisiones a la atmósfera y residuos, y encargada de laboratorios de química en universidades. La versión actual del módulo es la primera y ha sido diseñada con el ánimo de que los estudiantes durante el desarrollo del curso tengan la oportunidad de entrar en contacto directo con todos los instrumentos, herramientas y procedimientos a seguir en un laboratorio de aguas, sin descuidar, de ninguna manera, los aspectos teóricos que fundamentan la gestión de laboratorios. Para citar este material por favor hacerlo de la siguiente manera: Pasos, P. (2011). Preparación y Análisis de Muestras de Agua. Módulo didáctico. Bogotá: Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD.

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INTRODUCCIÓN

La especie humana, homo sapiens, existe desde hace algunas decenas de miles de años. En la mayor parte de este periodo se ha comportado como una especie destructiva y, al mismo tiempo y de alguna forma, respetuosa con el entorno natural. Desde hace unos pocos cientos de años y más acentuadamente en los dos últimos siglos, se ha transformado en una especie muy gregaria, altamente destructiva y transformadora de su entorno. De esta forma, el tema ambiental se ha convertido en el punto de debate y de mayor interés en las agendas tanto públicas como privadas en la segunda mitad de este siglo, debido a diversos factores, entre los que se destacan el agotamiento de los recursos por mal manejo y el efecto de la contaminación humana sobre los ecosistemas. Dentro de este contexto, la creciente escasez de agua para consumo humano y actividades agrícolas adquiere especial importancia, ante el riesgo que representa la descarga de efluentes urbanos a ríos y océanos sin recibir ningún tratamiento sanitario. Una de las dificultades más serias que se presenta es la escasez de fuentes de agua pura para consumo humano. El agua de mejor calidad debe destinarse siempre al consumo humano. Cuando las mejores aguas disponibles no cumplen con las normas de agua potable es necesario tratarlas y desinfectarlas quedando la salud de la población en manos de las instituciones y personas responsables de este tratamiento. Por esto las autoridades de salud y saneamiento ambiental deben preocuparse por la protección continua del recurso hídrico. Teniendo en cuenta lo anterior, el presente curso pretende introducir a los estudiantes a un proceso de sensibilización hacia la necesidad de contar con protocolos y resultados de muestras de agua óptimos, mediante el intercambio de ideas, análisis de conceptos, e interpelación de la realidad con los conocimientos expuestos en los textos. El objetivo es que los estudiantes de programas ambientales dispongan de los conocimientos adecuados para llevar a cabo muestreos de agua y realizar los análisis correspondientes de acuerdo con las necesidades de utilización de dichas aguas. También, es responsabilidad del estudiante manejar de manera precisa los equipos y sustancias proporcionadas para dicho fin. Todo lo anterior basado en la normativa vigente a nivel nacional. El curso Preparación y análisis de muestras de agua tiene un carácter obligatorio en el programa Tecnología en Saneamiento Ambiental adscrito a la Escuela de Ciencias Agrícolas Pecuarias y del Medio Ambiente. Este curso consta de 2 unidades, equivalente a 6 capítulos y 30 lecciones. La intencionalidad formativa del curso de gestión de laboratorios de análisis de aguas, es la del campo 8

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disciplinar, que se desarrolla como respuesta a la necesidad de contar con información veraz sobre el estado de los recursos naturales, en este caso del recurso hídrico. La primera unidad didáctica busca introducir al estudiante en los conocimientos sobre las herramientas y equipos que se utilizan para el muestreo y el análisis de aguas, teniendo en cuenta la organización del laboratorio y buenas prácticas para aplicar técnicas de análisis. En el caso específico de la gestión de laboratorios de análisis de aguas, es necesario que el estudiante aprenda a reconocer los equipos para la medición de parámetros de calidad del agua, así como su adecuado manejo y la manera en la cual se establece mediciones con el mínimo error. La gestión de laboratorios implica la responsabilidad en el uso y buen manejo de sustancias químicas como reactivos ya que una inadecuada manipulación puede causar graves accidentes. La segunda unidad didáctica es una guía para el estudiante sobre la preparación y análisis de las muestras de agua, teniendo en cuenta los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos de acuerdo con la normativa vigente a nivel nacional, ya que la información veraz permitirá establecer mecanismos para el control de la calidad de la salud pública y realizar acciones pertinentes en situaciones de riesgo. Se espera que con el desarrollo de este curso, el estudiante pueda contar con elementos necesarios para una mayor comprensión y enfoque del quehacer del tecnólogo ambiental como profesional capacitado para seleccionar materiales y equipos, estricto en el cumplimento de normas de seguridad en el laboratorio y apto para el análisis de muestras de agua.

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UNIDAD 1 Nombre de la unidad

PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO

CAPÍTULO 1

ORGANIZACIÓN DEL LABORATORIO

Lección 1

Instrumentación básica del laboratorio

Lección 2

Procedimientos de trabajos relativos a manejo de equipos, reactivos y preparación de informes

Lección 3

Manuales técnicos de equipos

Lección 4

Técnicas de calibrado y de control de la precisión y exactitud de instrumentos de laboratorio

Lección 5

Tratamiento estadístico de datos y presentación de la información

CAPÍTULO 2 Lección 6

BUENAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO Reglamento de seguridad

Lección 7

Equipos de protección individual y colectiva

Lección 8

Prevención de riesgos en el laboratorio

Lección 9

Manejo de material en el laboratorio

Lección 10

Manejo de residuos

CAPÍTULO 3

TÉCNICAS INSTRUMENTALES DE ANÁLISIS

Lección 11

Conceptos básicos de química analítica (reacciones analíticas, disociación electrolítica, iones complejos, tipo de reactivos, equilibrio ácido-base, pH, disoluciones, hidrólisis, reacciones redox, sensibilidad y selectividad de reacciones)

Lección 12

Validación de métodos

Lección 13

Técnicas ópticas: espectrometría

Lección 14

Técnicas de separación: cromatografía

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Lección 15

Análisis colorimétrico y volumétrico

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UNIDAD 1. PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO

CAPITULO 1: ORGANIZACIÓN DEL LABORATORIO

Es indudable que no se puede aprender análisis fisicoquímico de muestras de aguas, sólo con lecciones teóricas, en el tablero o papel, sin la experimentación. Pero también es cierto que no se puede aprender sin la exposición teórica de los hechos, leyes o teorías y principios que se fundamenten en esta rama de la ciencia. Por lo tanto la solución razonable es buscar el equilibrio entre la práctica y la interpretación teórica para lograr una aceptable formación científica. Por tal razón este capítulo se encuentra dividido en cinco lecciones que tratarán nociones preliminares de: instrumentación básica y general utilizada en los laboratorios, manejo de equipos y reactivos, técnicas de calibración y en general conceptos básicos para lograr un buen trabajo en el laboratorio, teniendo en cuenta las normas de seguridad, elementos y equipos básicos de trabajo.

Lección 1: Instrumentación básica del laboratorio Existen muchos tipos de laboratorios, cada uno con equipos y utensilios específicos. En este caso, los instrumentos en un laboratorio de química se pueden clasificar en grandes grupos dependiendo de su uso o del material que estén hechos. A continuación se describen brevemente algunos ejemplos representativos por grupo de acuerdo a su uso: MEDIDAS DE MASA Balanza de triple brazo Se trata de un tipo de báscula de gran precisión que representa una opción muy económica para el usuario. Dicho esto, los ambientes donde se utilizan con mayor frecuencia son los laboratorios de enseñanza y también los cuartos oscuros. Su capacidad máxima, por otra parte, puede ser de 2610 g, junto con el juego de pesas incluidas. El plato plano, a su vez, es de 15.2 cm, con dimensiones de 16 cm de Figura1. Fuente: http://www.basculasbalanzas.com/tipos/granataria.html alto x 44.4 cm de largo.

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Balanza analítica

Su exactitud permite tener un margen de error mínimo al punto que existen balanzas que alcanzan un nivel de precisión cercano a los 0.0001 g. Este es un instrumento sumamente delicado que no resiste malos tratos. Para su elección deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:

Figura 2. Fuente: http://www.basculasbalanzas.com/tipos/granataria.html

   

Exactitud Sensibilidad Rapidez Estabilidad

Tabla 1. Material de medición de masa. Fuente: El autor

Termómetro

MEDIDA DE TEMPERATURA Se utilizan para medir la temperatura de un cuerpo o de un recinto. Los más usados son los de mercurio y los de alcohol. Constan de un bulbo de vidrio donde va un líquido que se dilata fácilmente (mercurio, etanol, tolueno, etc.), que continúa con un tubo capilar cerrado en la parte superior. A lo largo de este tubo va una escala graduada comúnmente en grados centígrados y décimas.

Figura 3.Fuente: http://www.vimaroni.cl/shop/catalog/default.php?cPath=25

Tabla 2. Material de medición de temperatura. Fuente: El autor

Probeta

MEDIDAS DE VOLUMEN Son cilindros huecos de vidrio que descansan sobre un pie, pueden ser graduadas o no, con o sin tapón esmerilado, con o sin vertedero o pico. Se utilizan para medir líquidos o gases, sin gran exactitud. Pueden ser fabricadas en vidrio o plástico.

Figura 4. Fuente: http://www.moremotoracing.com/PROBETAS.jpg

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Pipeta aforada

Miden un volumen único y fijo. Están disponibles para medir volúmenes desde 0.5 mL hasta 200 mL. Tienen una ampolla central que determina el volumen de la pipeta. Se utilizan cuando es necesaria la exactitud en el volumen.

Figura 5. Fuente: http://www.bmedina.com.mx/catalog/images/pipeta%20volu metrica.jpg

Pipeta graduada

Es un tubo que lleva grabadas la temperatura a la cual puede ser expuesta y la capacidad a la que se debe utilizar. Sirve para medir cantidades variables de un líquido, además se utiliza para transferir líquidos de diferentes volúmenes.

Figura6.Fuente: http://usuarios.lycos.es/institutohu/hpbimg/Pipetas%20Serol ogicas.gif

Bureta

La bureta es un tubo largo de vidrio con un diámetro determinado, graduado y que tiene una llave. Su medición está en mL. Sirve para verter dosis pequeñas de una sustancia. Son muy utilizadas en el análisis volumétrico, se utilizan sobre todo para valorar disoluciones cuya concentración no se conoce.

Figura 7. Fuente: http://www.marienfeldsuperior.com/2007/products/24020ff.jpg

Matraz aforado

Elemento de cuello largo y estrecho, fondo plano o ligeramente convexo. En el cuello lleva una marca que es una línea muy delgada llamada aforo e indica la temperatura a la cual se puede exponer. Sirve para mezclar y preparar soluciones.

Figura 8.Fuente: http://www.insbal.com/img/matraces

Tabla 3. Material volumétrico. Fuente: El autor

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La mayor parte del material del laboratorio está fabricado en vidrio, por poseer propiedades de dureza, inalterabilidad y resistencia a la acción de los reactivos químicos, a la corrosión y a los cambios fuertes y elevados de temperatura, además de una baja absorción de luz visible y ultravioleta. En la experiencia práctica todos los vidrios no van hacer siempre perfectos para todas las técnicas aplicadas, a veces se necesitan vidrios con resistencia técnica o con resistencia mecánica. Según el uso que le queramos dar aparecen vidrios especiales. La mayoría de los vidrios utilizados están hechos de borosilicato, los cuales brindan gran resistencia térmica. A continuación, se presentan otros materiales de gran relevancia, utilizados en prácticas de análisis químico: Embudo

Figura 9. Fuente: http://www.quimicaweb.net/ciencia/ paginas/laboratorio/material.html

Varilla de vidrio

Figura 12.Fuente: http://www.insbal.com/productos.php? categoria=Vidrio%20para%20Laborat orio

Erlenmeyer

Figura 10.Fuente: http://www.insbal.com/img/matraces

Vaso de precipitado

Figura 13. Fuente: http://www.quimicaweb.net/ciencia/ paginas/laboratorio/material.html

Refrigerantes

Figura 11.Fuente: http://www.mocho.pt/local/local/imagens/ quimica/laboratorio/condensador

Vidrio de reloj

Figura14.Fuente: http://www.insbal.com/productos.php?cate goria=Vidrio%20para%20Laboratorio

Tabla 4. Material de vidrio. Fuente: El autor

Existen otros utensilios que hacen parte del material de laboratorio y están fabricados en diferentes materiales como metal, porcelana y plástico, estos se llaman “materiales auxiliares”. Para conocer más sobre el tema, se recomienda consultar: http://biblioteca.duoc.cl/bdigital/Documentos_Digitales/600/610/39593.pdf 15

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A continuación, se presentan algunos ejemplos: Material de metal

Material de porcelana

Material de plástico

Mecheros bunsen, pinzas, soportes simétricos, rejillas, trípodes, triángulos, gradillas de acero.

Cápsulas, crisoles, embudos buchner, morteros.

Frascos lavadores, probeta, embudos.

Tabla 5. Material auxiliar. Fuente: El autor

Por otra parte, además de los materiales básicos que se manejan en un laboratorio de química, como los vistos anteriormente, también se encuentran los equipos de laboratorio, los cuales cumplen con funciones específicas y por lo tanto necesitan de un correcto uso y mantenimiento para obtener óptimos resultados, ya que en su mayoría son sensibles a ciertos factores externos como el calor, la luz y el viento. Entre los equipos de laboratorio de análisis físico y químico de muestras de agua más utilizados, se destacan: pHmetro

Figura15. 228m.htm

Fuente:

Ensayo de jarras

www.pce-iberica.es/.../pH-metro-pce-

Turbidímetro

Figura 17. Fuente: http://dicyg.fic.unam.mx

Figura16.Fuente:http://dicyg.fi.unam.mx/html/infraestructura/ laboratorios/sanitaria/galeria_sanitaria.html

Contador de colonias

Figura 18. Fuente: http://dicyg.fic.unam.mx/html/infraestructura/laboratorios/sani taria/galeria_sanitaria.html

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Colorímetro

Figura 19. Fuente: http://dicyg.fiunam.mx/html/infraestructura/laboratorios/sanit aria/galeria_sanitaria.html

Espectrofotómetro

Figura20.Fuente: http://dicyg.fic.unam.mx/html/infraestructura/laboratorios/sanitaria/galeria _sanitaria.html

Microscopio

Autoclave

Figura21.Fuente: http://personales.mundivia.es/mggalvez/micro3.htm

Figura22.Fuente: usuarios.lycos.es/INSTITUTOHU/studies10.html

Tabla 6. Equipos de laboratorio. Fuente: El autor

Para profundizar los conocimientos sobre el funcionamiento y el buen uso de los instrumentos del laboratorio, se recomienda consultar: http://www.paho.org/spanish/ad/ths/ev/lab_manual-mantenimiento.pdf http://www.unioviedo.es/QFAnalitica/trans/ExpquimDimas/TEORIA_Material_de_Laboratorio.pdf

http://www.youtube.com/user/ucomplutensemadrid#p/c/3B5994BC9667551C/12/eDDSHkJp4QA

Lección 2: Procedimientos de trabajos relativos a manejo de equipos, reactivos y preparación de informes Manejo de equipos -

Balanza analítica

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Las balanzas analíticas están diseñadas para suministrar resultados confiables en el pesaje siempre y cuando trabajen bajo condiciones adecuadas en el laboratorio. Por esta razón es preciso buscar la ubicación más apropiada, siguiendo estas recomendaciones: 1. Ver que la balanza se encuentre calibrada y nivelada con respecto a la mesa de trabajo (nivel de burbuja centrado), en caso de no estarlo, mover los tornillos que se encuentran en la parte inferior. 2. La ubicación debe estar libre de corrientes de aire, calefacción y calor extremo. 3. Oprimir el botón de encendido de la balanza y esperar hasta que se nivele (en la escala luminosa aparezcan ceros). 4. Colocar en el centro del platillo el recipiente donde se va a pesar la muestra (papel, vidrio de reloj, etc.), esperar hasta que aparezcan dígitos estables en la pantalla luminosa (este es el peso del recipiente). 5. Oprimir el botón de tara y esperar hasta que en la escala luminosa aparezcan ceros 6. Agregar poco a poco la sustancia a pesar (en la escala luminosa van apareciendo números, agregar la cantidad de sustancia hasta obtener el peso deseado) 7. Al terminar de pesar apagar la balanza y quitar el objeto del platillo, limpiar el platillo. Para profundizar los conocimientos sobre este tema, se recomienda consultar el siguiente link: http://www.youtube.com/user/ucomplutensemadrid#p/c/3B5994BC9667551C/ 5/Ln1k7b7krq8

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pH metro El instrumental necesario para las medidas potenciométricas comprende un electrodo de referencia, un electrodo indicador y un dispositivo de medida del potencial. Los electrodos indicadores para las medidas son de dos tipos fundamentales, denominados metálicos y de membrana (o también llamado selectivos para iones). Por lo tanto, para tener una buena lectura los 18

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electrodos deben tener un cuidado especial y además seguir las siguientes recomendaciones (Skoog, 1987): 1. Antes de ser usado el equipo se requiere ser calibrado con las soluciones buffer de pH 4.00 y pH 7.00, para que suministre resultados confiables. 2. El sensor del electrodo debe permanecer siempre húmedo o inmerso en agua destilada durante el tiempo que sea utilizado. 3. Si el electrodo no está siendo utilizado debe mantenerse sumergido en una solución KCl 3.0M. 4. El electrodo de referencia en un electrodo combinado debe procurar guardarse inmerso en soluciones que contengan cloruros y no en las que contengan iones que precipiten el ión plata, tales como muestras que contengan sulfuros, cromatos, etc. 5. Se debe evitar la medición de muestras muy calientes o de pH extremo, particularmente las de pH básico ya que pueden descalibrar el equipo y disminuir la vida útil del electrodo. 6. Después del uso o de cada medición, se deben lavar los electrodos con agua destilada. 7. El electrodo debe ser guardado lejos de la luz directa del sol y en posición vertical.

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Turbidímetro

El funcionamiento del turbidímetro se garantiza al seguir las indicaciones de manejo, por lo cual debe tenerse las siguientes precauciones: 1. Antes de comenzar con la determinación, deberán encontrarse las caras exteriores de las cubetas totalmente limpias y secas. Huellas dactilares o humedad en las superficies ópticas de las cubetas pueden producir mediciones erróneas. 2. Limpiar minuciosamente las cubetas, las tapas y la varilla de agitar después de cada determinación; de este modo se evitará la acumulación de errores. Aún mínimas cantidades de reactivos pueden conducir a resultados erróneos

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3. Coloque la cubeta en el compartimento de medición de tal forma, que la graduación con el triangulo blanco se encuentre dirigida a la marca de la carcasa. 4. La determinación se ha de realizar con la tapa de la cubeta cerrada. 5. La aparición de burbujas en la cara interior de la cubeta puede producir resultados erróneos. Eliminar las burbujas de aire (desgasificar). 6. Evitar la entrada de agua en el compartimento de medición. La penetración de agua en la carcasa del aparato puede producir la destrucción de componentes electrónicos o daños por corrosión. 7. Suciedad en la óptica del compartimento de medición, produce resultados erróneos. Las superficies ópticas del compartimento de medición deberán de controlarse y limpiarse cada cierto tiempo. Para su limpieza se recomienda utilizar pañitos húmedos y bastoncillos de algodón. 8. Grandes derivaciones de temperatura entre el aparato y la temperatura ambiental pueden producir resultados erróneos, por ejemplo, por condensación de agua en la óptica del aparato o en la cubeta. Se recomienda realizar la determinación con una temperatura de prueba entre 20°C y 25°C. -

Microscopio

Dado que el microscopio está fabricado para ver objetos que dejan pasar los rayos de luz, las preparaciones microscópicas deben ser lo más transparentes y delgadas posible, pues de lo contrario, una preparación gruesa sólo permite ver una mancha negra. Las preparaciones pueden ser acuosas o en seco, sin embargo las acuosas son más frecuentes y fáciles de observar. Antes de observar a través del microscopio es necesario seguir las siguientes recomendaciones: 1. El campo visual esté totalmente iluminado. 2. Se debe girar el revólver o disco giratorio hasta que el objetivo de menor aumento quede alineado con los oculares. Esto se comprueba si al alinearlo se siente un clic. 3. El condensador se debe llevar a su posición más alta. 4. Se debe accionar el tornillo macrométrico hasta que el objetivo de menor aumento descienda lo máximo posible.

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5. Es necesario mirar a través del ocular o girar el espejo hacia la fuente de luz hasta obtener un máximo de iluminación. 6. Conectar el cable y observar por el ocular. 7. Los lentes deben mantenerse limpios y esto debe hacerse con un papel especial para lentes. Nunca deben tocarse con los dedos. 8. El microscopio no debe tener contacto con ácidos o alcoholes. 9. Si no se está utilizando, debe mantenerse cubierto con una funda. 10. Siempre hay que dejar el objetivo de menor aumento en la posición de enfoque y la platina en su máxima posición superior.

Manejo de reactivos Según el sistema de identificación de las sustancias peligrosas de las Naciones Unidas, se clasifica en: -

Clase 1: Explosivos

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Clase 2: Gases

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Clase 3: Líquidos inflamables

-

Clase 4: Sólidos inflamables

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Clase 5: Oxidantes y peróxidos orgánicos

-

Clase 6: Sustancias venenosas y sustancias infecciosas

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Clase 7: Materiales radiactivos

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Clase 8: Sustancias corrosivas

-

Clase 9: Misceláneos

Para mantener en buenas condiciones de almacenamiento estos tipos de reactivos, se debe tener: buena ventilación y separadores de aéreas, iluminación con protección, estantería en material apropiado, señalización de tipo de clasificación para reactivos y señalización de rutas de evacuación. Algunas recomendaciones para el manejo de los reactivos son (Corpoica, 2008): 1. Deben estar en recipientes adecuados para su almacenamiento. 21

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2. Se debe utilizar la cantidad exacta de reactivos y no devolver lo que sobra de la solución ya que puede estar contaminado. 3. El frasco debe taparse lo más pronto posible para evitar confusiones con otros reactivos. 4. Mantener los frascos lejos de áreas donde puedan salpicarse con agua. 5. Almacenarlos de acuerdo con las compatibilidades. 6. Se debe revisar de manera regular el inventario de reactivos. Si hay reactivos vencidos o que ya no se utilicen, deben estar diferenciados de manera clara. 7. No deben introducirse espátulas o similares dentro de un frasco con una sustancia sólida a menos que se indique. Debe agitarse el frasco para romper cualquier incrustación; sino funciona, se debe utilizar una cuchara de porcelana. 8. Se deben tener en el lugar de almacenamiento algunos documentos como los certificados de calidad de los reactivos, fichas de seguridad, documentos de seguridad y documento de manejo de desechos de reactivos. Existen otros parámetros que se deben tener en cuenta para la manipulación y seguridad de reactivos, entre ellos se encuentran los pictogramas (los cuales son símbolos que representan el riesgo de peligrosidad que posee un reactivo químico y las frases R y S que indican riesgos específicos) y los consejos de prudencia atribuidos a la manipulación de sustancias peligrosas. Sobre este tema consultar el siguiente link: http://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/docencia/FRASES_RS.pdf

Preparación de informes Los informes de laboratorio se realizan una vez se ha finalizado la parte experimental, éste se debe presentar según los parámetros especificados por las Normas ICONTEC. La información que debe presentarse será la siguiente: 1. Título del experimento: Debe ser redactado de manera clara y concisa. 2. Introducción: De dos párrafos como máximo en los cuales se señale el tipo de experimento que se realizó, su uso y otros aspectos generales. 22

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3. Justificación: En este apartado se explican las razones por las cuales se realiza la investigación o el experimento. 4. Objetivos general y específico 5. Marco teórico: Consultar antecedentes del tema y las aplicaciones de los reactivos a utilizar. 6. Procedimiento: Este se realiza por medio de un diagrama de flujo, ya que de esta forma se puede observar de forma operativa. 7. Cantidades de reactivos y productos utilizadas. Deben presentarse listados en una tabla con características de peso molecular, densidad, cantidad en mg, g, mL. 8. Montaje y material utilizado 9. Tabla de resultados: En este apartado se debe ser muy cuidadoso, ya que se registrarán todos los cambios fisicoquímicos observables y vivenciales durante el desarrollo de la práctica de laboratorio, además esta tabla ayudará a realizar la discusión o análisis de resultados. 10. Análisis de resultados: Se discutirá paso a paso cada reacción sucedida durante el laboratorio, escribiendo la ecuación química, el mecanismo de reacción y explicación de lo sucedido. 11. Conclusiones: Las conclusiones deben ir acorde con los objetivos planteados al iniciar la práctica. 12. Bibliografía: Las consultas realizadas deben ser de fuentes confiables y acordes con el nivel académico que se está trabajando, por lo tanto sólo deben consultar textos universitarios o revistas científicas. Finalmente, es importante tener en cuenta las normas básicas de presentación como el orden y el aseo. La ortografía y la redacción son primordiales ya que dice mucho de la imagen de una persona, más aún si se tiene en cuenta que se está preparando para una vida profesional.

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Para profundizar en el manejo de equipos y reactivos de laboratorio se recomienda consultar: Clavijo, A. (2002). Fundamentos de química analítica. Equilibrio iónico y análisis químico. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia.

Lección 3: Manuales técnicos de equipos Un manual técnico permite conocer de primera mano la información técnica de los instrumentos, incluyendo sus partes y las diferentes funciones que éstos son capaces de realizar. Además proporciona información fundamental para el correcto uso y funcionamiento de los equipos de laboratorio. Son importantes porque sirven como guía para familiarizarse con cada una de las partes de los equipos, conocer instrucciones de uso, atender recomendaciones para su buen funcionamiento y cuidado. En el manual técnico también se encuentran recomendaciones de mantenimiento que permiten un manejo más confiable y seguro. También se encuentra información sobre proveedores y fabricantes de tal manera que en caso de tener inconvenientes puedan ser comunicados para tener una asesoría de expertos y conocedores. Los manuales técnicos dependen de cada equipo en particular y de la firma que los realice, sin embargo básicamente deben contener los siguientes aspectos:  Introducción  Descripción general  Partes  Instrucciones de funcionamiento  Reconocimiento de todas las funciones  Instrucciones de instalación, ejecución  Seguridad y control  Servicio técnico

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La utilidad de estos manuales es que permiten conocer el funcionamiento interno de cada equipo, por lo tanto describen las tareas, la ubicación y el requerimiento de cada parte del equipo, conociendo así su funcionamiento y ejecución. A continuación se listan algunos vínculos en internet que permiten conocer los manuales técnicos de diferentes equipos en diferentes marcas.

EQUIPO

LINK

Equipos en general

http://www.hach-latinoamerica.com/

Balanzas analíticas

http://www.pce-iberica.es/medidor-detallestecnicos/balanzas/balanza-compacta-PCEBS.htm

pH metro

http://www.pce-iberica.es/medidor-detallestecnicos/instrumento-de-medida-laboratorio/phmetro-hi9811-hi9812.htm http://www.analytica.com.co/IndustrialLaboratorio/ MicroscopiaLEICA/tabid/103/Default.aspx

Microscopio

http://www.blamis.com.co/ http://www.incavcolombia.com/laboratorio/analisis -de-aguas/

Tabla 7. Manuales técnicos de equipos de laboratorio. Fuente: El autor

Para profundizar los conocimientos sobre manuales técnicos de equipos, se recomienda consultar: 1) http://www.merck-chemicals.com/accesorios-delaboratorio/c_ynGb.s1La7kAAAEWHOEfVhTl?WT.srch=1&WT.mc_id=01ggesia,equipos%20de%20 laboratorio&sem_ag=Laboratory%20Accessories&sem_kw=01ggesia;equipos%20de%20laboratori o 2) http://www.cienytec.com/lab1_intro.htm

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Lección 4: Técnicas de calibrado y de control de la precisión y exactitud de instrumentos de laboratorio Para conocer sobre las técnicas de calibración se debe definir, en primera instancia, los conceptos de precisión y exactitud. La precisión es el grado de conformidad con que un grupo de mediciones realizadas bajo las mismas condiciones experimentales, para una misma sustancia o propiedad, no diverge mucho de la media encontrada, es decir, presenta un coeficiente de variación pequeño (Clavijo, 2002). La exactitud de un resultado numérico es el grado de concordancia entre este valor y el valor verdadero o teórico. Como el valor verdadero sólo se conoce dentro de ciertos límites, la exactitud de un valor se conocerá dentro de esos límites. Un valor numérico puede tener un alto grado de precisión y sin embargo, un bajo grado de exactitud, debido al efecto de uno varios errores determinados que no han sido establecidos o no se han corregido (Clavijo, 2002). Una calibración adecuada de los instrumentos es esencial para obtener análisis exactos. La elección de una técnica de calibración depende del método instrumental, de la respuesta del instrumento, de las interferencias presentes en la matriz de la muestra y del número de muestras por analizar. Tres de las técnicas de calibración más comúnmente utilizadas son la curva analítica o gráfica de trabajo, el método de adiciones estándares y el método de estándar interno.

Calibración de equipos Balanzas analíticas La calibración se debe realizar de acuerdo con los parámetros establecidos por la Superintendencia de Industria y Comercio, es decir en laboratorios especializados y acreditados por dicha superintendencia que son los únicos autorizados para realizar este tipo de procedimientos. pHmetro Como cualquier otro equipo de medición, el pHmetro requiere calibración de manera rutinaria para que pueda suministrar resultados confiables. En los muestreos en campo se debe calibrar una vez al día, antes de cada jornada. Si el pH esperado en las muestras que se requiere es ligeramente ácido es aconsejable calibrar el instrumento frente a soluciones patrón con pH entre 4.00 y 7.00. Si por el contrario el pH esperado es ligeramente alcalino, se recomienda calibrar con 26

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soluciones patrón con pH entre 7.00 y 10.00. Debe tenerse la precaución de tener el electrodo siempre sumergido y en posición vertical cuando no se esté usando, ya que de lo contrario las posteriores mediciones no tendrán validez. Turbidímetro Este aparato se calibra con soluciones de formazina en las escalas en las que se vaya a utilizar, por ejemplo 0,02; 10; 1000 NTU y debidamente certificadas. Debe también disponerse de patrón cero de turbiedad o utilizar agua destilada y filtrada previamente por una membrana de 0.2 micrómetros. Es necesario anotar que el procedimiento específico de calibración y el de operación deben seguir estrictamente las instrucciones del fabricante. En los métodos turbidimétricos la principal falla no está en la medición sino en la preparación de la suspensión. Otra fuente de error está en la utilización de cubetas ralladas, con polvo, imperfecciones y burbujas de aire. Tampoco deben usarse estándares que hayan estado almacenados por mucho tiempo. Espectrofotómetro La calibración interna debe hacerse por personal especializado valiéndose de filtros para determinadas longitudes de onda. Dada la versatilidad de éstos y otros equipos más, cada procedimiento exige una rutina específica de calibración por parte de personal con entrenamiento específico para tales fines.

Calibración de material volumétrico Los aparatos volumétricos de vidrio siempre deben controlarse en su exactitud antes de utilizarse. En el material volumétrico de vidrio se calibra o se controla la exactitud de su calibración pesando la cantidad de agua pura contenida o emitida a una temperatura dada y calculando el volumen a partir de la masa. Para obtener el volumen de un recipiente a partir de la masa de agua contenida, es importante tener en cuenta que: 1. La densidad del agua varía con la temperatura. 2. El volumen del recipiente de vidrio varía con la temperatura. 3. El agua que llena el recipiente contiene aire.

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En general cuando se calibra material de vidrio se deben tener en cuenta estas correcciones y se debe calcular el volumen contenido o vertido por el material a 20ºC. Si trabajamos a temperatura ambiente (cercana a los 20ºC) el segundo factor (el volumen del recipiente de vidrio varía con la temperatura) introduce correcciones muy pequeñas, por lo que a efectos prácticos no lo consideraremos y expresaremos el resultado a la temperatura de trabajo, considerando el hecho de que la densidad del agua varía con la temperatura y de que la masada se hace en aire y no en vacío.

Para profundizar los conocimientos sobre técnicas de calibrado de equipos, se recomienda consultar: Skoog, D.; Holler, F.; Crouch. S. (1987). Análisis instrumental, México D.F.: Editores México

Lección 5: Tratamiento estadístico de datos y presentación de la información Tratamiento estadístico de datos En una serie de determinaciones independientes de una cantidad dada, si los errores determinados se han eliminado efectivamente o corregido, el promedio o la media de los valores numéricos obtenidos puede tomarse como el valor más probable de la serie y una evaluación del grado de precisión de este valor medio puede considerarse como una medida del grado de limitación en que el resultado puede diferir del valor verdadero. Esto es, por tanto, una medida de la seguridad del resultado.  Rechazo de un resultado En una serie de medidas similares puede aparecer un resultado que difiere de manera considerable de los otros por estar aparentemente alejado, es decir, presenta una desviación considerablemente mayor que los demás; surge la tentación de descartarlo para calcular la media. La única base cierta para descartar este valor, es saber si al realizar el análisis algo anduvo mal en esa determinación en particular. Se debe prestar atención al realizar los cálculos para descartar un error numérico, si no es posible identificar la fuente de error para el resultado discordante, entonces es razonable utilizar una prueba para el rechazo de este (Q) (Clavijo, 2002).

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 Parámetros estadísticos La media, ( ) es el valor promedio (o la media aritmética) que se obtiene dividiendo la suma de todos los valores individuales por el número de medidas aceptadas (después del análisis del rechazo de datos). Cuando se dispone de un gran número de datos (n > 30), se recomienda expresar la media con una cifra significativa adicional a las que se han asignado a las medidas individuales (Clavijo, 2002). La mediana, (M), es el valor central de la serie de datos, organizados en forma ascendente o descendente. Cuando el número de datos es par, se promedia los dos datos centrales de la serie organizada (Clavijo, 2002). La desviación estándar, (S), se emplea como una medida de la precisión y se considera una medida de mayor confianza que la desviación media relativa. La repetibilidad, (Sw), es la variación de las medidas obtenidas con un instrumento de medición, cuando es utilizado varias veces la misma característica en la misma parte. La reproducibilidad, (St), es la variación en el promedio de las mediciones hechas por diferentes evaluadores utilizando el mismo instrumento de medición al medir la misma característica en la misma parte. El coeficiente de variación, (CV) se expresa en unidades de porcentaje, es un error relativo; es decir una estimación del error dividido por la apreciación del valor absoluto de la cantidad medida. Los errores relativos de utilizan con frecuencia en la comparación de las precisiones de los que tienen diferentes unidades y son importantes en el cálculo de la propagación de errores (Clavijo, 2002).  Cifras significativas En el análisis químico cuantitativo de uso diario se efectúan relativamente pocas medidas o determinaciones independientes. La confiabilidad de las diversas etapas que conforman un método de análisis y las operaciones matemáticas que se deriven, están implicadas en la obtención de un resultado, es decir, de un número que represente la cantidad del analito presente en la muestra analizada. Por esto es necesario contar el significado de las cifras o los números que constituyen los datos experimentales y que representan los resultados calculados. El número de cifras significativas es el número mínimo de dígitos que se necesitan para expresar científicamente un valor sin que piérdala exactitud.

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Ejemplo. El número 4,19 significa que tiene un valor comprendido entre 4,20 y 4,18. Si se ha establecido su incertidumbre, dicho valor quedará enmaracado dentro de ciertos límites; así, el número anterior expresado como 4,19 ± 0,003, indica que su valor queda comprendido entre 4,22 y 4,16. Presentación de resultados e información  Unidades La gran parte de los análisis realizados para determinar la calidad del agua está orientada a determinar la cantidad de compuestos que hay en ella. Es así como se hace necesario conocer su concentración. Para expresar resultados físicos y químicos del análisis se emplea el Sistema Internacional (SI), de manera que se exprese en miligramos por litro (mg/L) y registrando sólo las cifras significativas. Si las concentraciones son menores de 0,1 mg/L es conveniente utilizar microgramos por litro (µg/L). Si se presentan concentraciones mayores de 1000 mg/L, es decir mayores de 10g/L, se recomienda expresarlas mediante porcentaje en peso, donde 1% es igual a 10000 mg/L, siempre y cuando la gravedad específica sea 1,00.

En la siguiente tabla se expresan las unidades más utilizadas PROPIEDAD Densidad, r Porcentaje en volumen Porcentaje en masa

Porcentaje masa/volumen Relación de volumen

Concentración, C Relación de masa

SIGNIFICADO Peso de un litro de solución (P/V) Volumen de soluto*100/ Volumen de disolución Masa de soluto*100/masa de disolución (gramos de soluto/gramos de solución) Masa de soluto*100/volumen de solución Volumen de soluto/volumen de disolución Masa de soluto/unidad de volumen de disolución Miligramos de soluto/106 miligramos de disolución

UNIDADES Kg/m3; g/L % v/v (en volumen) % p/p (en masa) o %

% p/v

mL/L

mg/L = g/m3 mg/Kg = ppm

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Relación masa/volumen

masa de soluto/volumen de disolución

mg/L = ppm µg/L = ppb

Tabla 8. Unidades de concentración. Fuente: Asociación Colombiana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Curso taller pruebas de laboratorio y funcionamiento instrumental, 1999.

 Formatos para la recolección de resultados Un formato para la recolección de resultados puede llevar los siguientes datos: número de muestra, tipo de muestra, pH, temperatura, conductividad, turbiedad, oxígeno disuelto, dureza, alcalinidad, sólidos totales, sólidos suspendidos, DBO, DQO, carbono total, carbono orgánico total, entre otros con sus respectivas unidades. Ejemplo: Número de muestra

Tipo de muestra

pH

1 2

Compuesta Simple

7 5

Temperatura Turbiedad (°C) (UNT) 25 20

2 2.3

ST (mg/L)

DBO (mg/L)

500 450

450 250

Tabla 9. Ejemplo de formato para registro. Fuente: Asociación Colombiana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Curso taller pruebas de laboratorio y funcionamiento instrumental, 1999.

 Cuadernos diarios En los apuntes y por separado para cada estudio deben consignarse datos sobre preparación de reactivos, recepción y salida de muestras, recepción de sustancias o muestras externas al laboratorio, información de referencia, análisis físicos y químicos complementarios. Para llevar un cuaderno de laboratorio es necesario evitar el manejo de hojas sueltas por lo cual siempre será mejor tener un cuaderno con hojas grapadas o argolladas y con las páginas numeradas. Finalmente las fechas de realización de experimentos son muy importantes. No sobra decir que el orden también debe ser una característica primordial. La redacción se debe realizar de manera impersonal, por ejemplo: “se procede a medir el volumen de la muestra A” en lugar de “medí el volumen de la muestra A”.

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CAPITULO 2: BUENAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Las buenas prácticas de laboratorio tienen que ver con todas las formas de trabajo que conduzcan a una mejor calidad en la ejecución de los ensayos y análisis de laboratorio. Seguir estas recomendaciones contribuye a la realización de acciones seguras preservando la calidad de los ensayos y la integridad de quien realiza las prácticas. Estas acciones son independientes de las técnicas usadas que conducen a aspectos tales como mantenimiento de la infraestructura, registros, manejo y disposición de muestras, control de reactivos y limpieza de material del laboratorio.

Lección 6: Reglamento de seguridad Antes de iniciar trabajos en el laboratorio es conveniente familiarizarse con algunas normas elementales que deben ser tenidas en cuenta, como las siguientes normas de conducta:  Como norma higiénica básica, el personal debe lavarse las manos al entrar y salir del laboratorio y siempre que haya habido contacto con algún producto químico.  Debe llevar en todo momento las batas y ropa de trabajo abrochada y los cabellos recogidos, evitando colgantes o mangas anchas que pudieran engancharse en los montajes y material del laboratorio. No se debe trabajar separado de la mesa, en la que nunca han de depositarse objetos personales.  El personal de nueva incorporación debe ser inmediatamente informado sobre las normas de trabajo, plan de seguridad y emergencia del laboratorio, y características específicas de peligrosidad de los productos, instalaciones y operaciones de uso habitual en el laboratorio.  No debe estar autorizado el trabajo en solitario en el laboratorio, especialmente cuando se efectúe fuera de horas habituales, por la noche, o si se trata de operaciones con riesgo. Cuando se realicen éstas, las personas que no intervengan en las mismas, pero puedan verse afectadas, deben estar informadas de las mismas.  Debe estar prohibido fumar, llevar maquillaje, beber e ingerir alimentos en el laboratorio. Para beber es preferible la utilización de fuentes de agua a 32

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emplear vasos y botellas. En caso de que aquellas no estén disponibles, nunca se emplearán recipientes de laboratorio para contener bebidas o alimentos ni se colocarán productos químicos en recipientes de productos alimenticios.  Se debe evitar llevar lentes de contacto si se detecta una constante irritación de los ojos y sobre todo si no se emplean gafas de seguridad de manera obligatoria. Es preferible el uso de gafas de seguridad, graduadas o que permitan llevar las gafas graduadas debajo de ellas. Entre los hábitos de trabajo en los laboratorios tenemos:  Trabaje con orden, limpieza y sin prisa.  Mantenga las mesas de trabajo limpias y sin productos, libros, cajas o accesorios innecesarios para el trabajo que se está realizando.  Utilice las campanas extractoras de gases siempre que sea posible.  No utilice un equipo de trabajo sin conocer su funcionamiento. Antes de iniciar un experimento asegúrese de que el montaje está en perfectas condiciones.  Si el experimento lo requiere, use los equipos de protección individual determinados (guantes, gafas).  Utilice siempre gradillas y soportes.  No trabaje separado de las mesas.  Al circular por el laboratorio debe ir con precaución, sin interrumpir a los que están trabajando.  No efectúe pipeteos con la boca, emplee siempre un pipeteador.  No utilice vidrio agrietado, el material de vidrio en mal estado aumenta el riesgo de accidente.  Tome los tubos de ensayo con pinzas o con los dedos (nunca con las manos). El vidrio caliente no se diferencia del frío.  Compruebe cuidadosamente la temperatura de los recipientes que hayan estado sometidos a calor, antes de cogerlos directamente con las manos.  No fuerce directamente con las manos cierres de botellas, frascos, llaves de paso, etc que se hayan obturado. Para intentar abrirlos emplee las protecciones individuales o colectivas adecuadas: guantes, gafas, campanas.  Desconecte los equipos, agua y gas al terminar el trabajo. 33

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 Deje siempre el material limpio y ordenado. Recoja los reactivos, equipos, etc., al terminar el trabajo.  Emplee y almacene imprescindibles.

sustancias

inflamables

en

las

cantidades

 Las campanas de gases son un medio de protección colectiva y no deben utilizarse para almacenar productos.

Para profundizar los conocimientos sobre reglamentos de seguridad, se recomienda consultar: http://www.ucm.es/info/quimorga/seguridad.pdf http://whqlibdoc.who.int/publications/2005/9243546503_spa.pdf http://www.youtube.com/user/ucomplutensemadrid#p/c/3B5994BC9667551C/11/sUoV ny9CoV4

Lección 7: Equipos de protección individual y colectiva Los equipos de protección son elementos de ayuda en caso de emergencias (vertidos, salpicaduras, derrames, etc.), deben mantenerse en buen estado y al alcance para que su uso pueda realizarse con la rapidez requerida, así como debidamente señalizados. Los equipos de protección colectiva más habituales son:  Las vitrinas de gases, los extractores, las duchas y lavaojos de emergencias. Además en los laboratorios se encuentran diferentes dispositivos de extracción localizada, como las vitrinas extractoras de gases y campanas localizadas de extracción.  Por otra parte existen sistemas de descontaminación rápida y eficaz como el lavaojos, que está constituido por dos rociadores capaces de proporcionar un chorro de agua para lavar ojos y cara; en caso de quemaduras químicas en el cuerpo o fuego en la ropa existe la ducha de seguridad, la cual proporciona agua suficiente para empapar al sujeto.  Otros elementos de actuación y protección de emergencia en caso de derrames son los agentes neutralizadores (absorbentes o adsorbentes) necesarios para este tipo de emergencia. 34

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 Sin los extintores sería muy difícil controlar pequeños incendios, es por esto que se convierten en parte fundamental de la seguridad del laboratorio. Los extintores son aparatos que contienen una sustancia extintora que pueda ser proyectada y dirigida sobre el fuego por acción de presión interna.

Figura 23.VITRINA EXTRACTORA

Figura 24.CAMPANAS LOCALIZADAS

Figura 26.DUCHA DE SEGURIDAD

Figura 27.EXTINTORES

Figura 25. DUCHA DE OJOS

Figura 28. NEUTRALIZADORES

Tabla 10. Equipos de protección colectiva. Fuente: http://www.cps.unizar.es/calidad/docs/guia.pdf

Los equipos de protección individual más habituales que se deben utilizar en cualquier práctica de laboratorio son:

 Las gafas que ofrecen la protección ocular del trabajador, estas se deben llevar durante toda la instancia en el laboratorio.  Para obtener protección en la piel y evitar riegos mecánicos o de manipulación se utilizan guantes. Este utensilio puede existir de varios materiales dependiendo de la función de los productos químicos utilizados.

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 La bata es otro elemento de seguridad para proteger la ropa y la piel de sustancias químicas que puedan producir salpicaduras, existen diferentes tipos de materiales y se escoge dependiendo del grado de protección que pueda ofrecer.  La protección para las vías respiratorias también es muy importante, ya que este impide que el contaminante penetre en el organismo a través de estas vías. Existen diferentes tipos de protección, estos se utilizan según el grado de peligrosidad.  Los protectores auditivos son elementos de protección personal, utilizados para reducir el ruido que percibe una persona situada en un ambiente ruidoso.

Figura 29.GAFAS

Figura 30.GUANTES

Figura 31.BATA

Figura 32.MÁSCARILLA FILTRANTE

Figura 33.PROTECTOR ACÚSTICO

Figura 34.MÁSCARILLA

Tabla 11. Equipos de protección individual. Fuente: http://www.cps.unizar.es/calidad/docs/guia.pdf

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Lección 8: Prevención de riesgos en el laboratorio Las prácticas que se realizan en los laboratorios pueden presentar una serie de riesgos de origen y consecuencias muy variadas: relacionados con las propias instalaciones de los laboratorios, con los productos químicos que se manejan y con las operaciones que con ellos se realizan. El objeto de estas recomendaciones es que se conozcan estos riesgos y la forma de evitarlos, de manera que promuevan la prevención desde el primer momento en que comienzan las prácticas en los laboratorios, al cumplir con una serie de normas básicas importantes para la seguridad y salud de todo el personal. Algunas recomendaciones generales para la prevención de riesgos son:  Mantener las batas y los vestidos abrochados, ya que van a ofrecer protección frente a salpicaduras y derrames de sustancias químicas.  En el laboratorio siempre es recomendable llevar recogidos los cabellos, ya que el pelo largo puede engancharse en los montajes y equipos y también es más fácil que se contamine con los productos químicos que van a utilizar.  No se debe comer ni beber dentro del laboratorio, tampoco es aconsejable mascar chicle mientras se realicen las prácticas, ya que los alimentos o bebidas pueden contaminarse con productos químicos.  Es aconsejable lavarse las manos siempre que se tenga contacto con algún producto químico y antes de salir del laboratorio.  Se evitará llevar lentes de contacto, ya que el efecto de los productos químicos es mucho mayor si se introducen entre la lentilla y la córnea.  No tocar nunca con las manos ni probar los productos químicos.  Utilizar la vitrina siempre cuando se trabaje con sustancias que desprendan vapores nocivos (tóxicos o irritantes) y cuando se realiza una operación en la que se formen vapores o humos peligrosos.  Cuando haya que diluir un ácido, nunca se añade el agua sobre el ácido, sino al contrario, se añade el ácido sobre el agua, poco a poco y con agitación.  Si no se hace así, se produce una gran cantidad de calor que puede proyectar el ácido hacia el exterior e incluso romper el recipiente. 37

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 Al terminar una tarea u operación la mesa debe quedar limpia, los reactivos utilizados ordenados, los equipos desenchufados y las llaves del agua y del gas cerrado.

Para profundizar los conocimientos sobre la prevención de seguridad en el laboratorio, se recomienda consultar: 1 ) http://www.csicsif.es/andalucia/modules/mod_ense/revista/pdf/Numero_28/ANA_ISABEL_CASTELLO_RODA_01 .pdf 2) http://www.unirioja.es/servicios/sprl/pdf/laboratorios_alumnos.pdf

Lección 9: Manejo de material en el laboratorio Equipos y utensilios:  Solicitar equipos que tengan los efectos menos negativos para el medio (con fluidos refrigerantes no destructores de la capa de ozono, con bajo consumo de energía y agua, baja emisión de ruido, etc.).  Adquirir adaptadores de corriente para evitar el uso de pilas.  Elegir los útiles más duraderos y con menos consumo, en su elaboración, de recursos no renovables y energía.  Adquirir extintores sin halones (gases destructores de la capa de ozono). Actualmente están prohibidos.

Materiales y productos:  Conocer el significado de los símbolos o marcas “ecológicas” como las ecoetiquetas de AENOR Medio Ambiente, Angel Azul, Certificación ESC (Consejo de Gestión Forestal), Distintivo de Garantía de Calidad Ambiental, Etiqueta ecológica de la Unión Europea, Cisne Escandinavo, etc.  Elegir, en lo posible, materiales y productos ecológicos con certificaciones que garanticen una gestión ambiental adecuada. 38

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 Proponer la compra de pilas recargables o menos peligrosas (sin mercurio ni cadmio).  Utilizar, en lo posible, productos en envases fabricados con materiales reciclados, biodegradables y que puedan ser reutilizados o por lo menos retornables a los proveedores.  Evitar productos en aerosoles, los recipientes rociadores con otros sistemas tan eficaces y menos dañinos para el medio.  Comprar evitando el exceso de envoltorios y en envases de un tamaño que permita reducir la producción de residuos de envases.

Lección 10: Manejo de residuos Buenas prácticas en el manejo de residuos: - Utilizar elementos que contengan materiales reciclados como plásticos y papel reciclado. - Utilizar productos cuyos envases posean una elevada aptitud para ser reciclados. - Separar correctamente los residuos. - Seguir las pautas establecidas en el caso de residuos objeto de servicios de recogida especial. - Siempre que sea posible reutilizar los envases de los productos para envasar los correspondientes residuos peligrosos.

Vertidos: - Está prohibido verter a la red de alcantarillado:  Materias que impidan el correcto funcionamiento o el mantenimiento de los colectores.  Sólidos, líquidos o gases combustibles, inflamables, explosivos, irritantes, corrosivos y tóxicos.  Microorganismos nocivos o residuos reactivos de forma que se infrinjan las reglamentaciones establecidas al respecto. 39

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- A continuación se presentan algunas acciones para reducir los vertidos:  Realizar los procesos cuidadosamente para evitar errores y repeticiones.  Seguir la guía de seguridad y buenas prácticas en el laboratorio.  Establecer medidas para corregir situaciones de derrame.  Evitar la necesidad de limpieza.  Elegir los agentes de limpieza que permitan reducir la contaminación por vertidos tanto en volumen como en peligrosidad.  Recoger los vertidos, segregándolos en origen, realizando pretratamientos antes de verterlos o entregándolos a empresas autorizadas.

- Reducir, en lo posible las emisiones de:  COV: reducir las emisiones manteniendo cerrados los recipientes de los disolventes y usando las campanas extractoras adecuadamente.  CFC: Reducir el uso del aire acondicionado, manteniendo adecuadamente los equipos de refrigeración que los contengan y evitando el uso de aerosoles  Ruido: Emplear equipos y utensilios menos ruidosos y mantenerlos desconectados cuando no se estén utilizando (Clavijo, 2002)

Para profundizar los conocimientos sobre manejo de residuos en el laboratorio, se recomienda consultar: http://www.opas.org.br/gentequefazsaude/bvsde/bvsacd/cd49/maneresi.pdf

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CAPITULO 3: TÉCNICAS INSTRUMENTALES DE ANÁLISIS

Es inevitable discernir entre las expresiones técnica analítica y método analítico. Una técnica es un proceso científico fundamental que ha demostrado ser útil para proporcionar información acerca de la composición de las sustancias; la espectrometría de infrarrojo es un ejemplo de una técnica analítica. Un método es una aplicación específica de una técnica para resolver un problema analítico; el análisis por infrarrojo de los copolímeros estireno y acrilonitrilo es un ejemplo de método instrumental.

Lección 11. Conceptos básicos de química analítica Reacción analítica: es cualquier reacción química usada en química analítica y da origen a fenómenos observables de manera fácil y que relacionan la sustancia, el elemento o grupo químico que se analiza. Se pueden verificar por vía húmeda y seca. Por vía húmeda mediante disoluciones y por vía seca en sólidos. Las reacciones analíticas se clasifican en:  Reacciones ácido-base: cuando hay transferencia de protones.  Reacciones de formación de complejos: cuando hay transferencia de iones o moléculas.  Reacciones de precipitación: ocurre un intercambio de iones o moléculas y además la aparición de una fase sólida.  Reacciones Redox: ocurre un intercambio de iones. Dependiendo de la velocidad de reacción o de los mecanismos con los cuales se realizan, las reacciones analíticas pueden ser también catalizadas, inducidas, o amplificadas. También están las reacciones de volatilización cuando se provoca la aparición de gases que se desprenden de la fase ya sea sólida o acuosa original. Asimismo, están las reacciones de polimerización que originan iones condensados. La expresión de una reacción analítica es una ecuación que expresa lo que ha sucedido en la reacción: NH4+ + OH-

NH3 + H2O

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La reacción indicada es una reacción ácido-base de Lewis donde un ácido de Lewis como el NH4+, el cual es un receptor de electrones, reacciona con una base de Lewis, como el OH-, el cual es un donador de electrones, para formar el NH 3 y el H2O. Disociación electrolítica: se refiere a la separación de los componentes químicos de las sales en sus iones, en un medio acuoso. Los iones se separan siempre y cuando haya alguna fuerza que rompa sus enlaces. Iones complejos: son los iones que surgen de la combinación de uno o más iones con una o más moléculas neutras. Tipo de reactivo: diferentes clases de sustancias empleadas para provocar una reacción. Los reactivos químicos se clasifican en generales que son aquellos que se utilizan comúnmente en separaciones de grupos iónicos; y los reactivos especiales que actúan sobre pocas especies químicas y se emplean para ensayos de reconocimiento o identificación. Equilibrio ácido-base: es la forma química de una reacción de ácidos y bases, para formar sales y nitrógenos, es decir una reacción de neutralización. pH: es el logaritmo base 10 negativo de la concentración de ion hidrógeno. Disolución: Es la acción mediante la cual se disminuye la concentración de una solución con la adición de solvente. El factor de dilución, es la relación de volumen entre solvente y soluto Hidrólisis: proceso en el cual una molécula de agua reacciona con una molécula de una sustancia. En esta reacción el agua se descompone en H + y OH- y la molécula de se descompone en A+ y B- para unirse y formar AOH y HB. Reacciones redox: es el tipo de reacciones en las cuales se produce una transferencia de electrones: en la oxidación ocurre una pérdida y en la reducción un aumento de electrones. El agente oxidante cede electrones al agente reductos que los recibe. Sensibilidad de una reacción: es la cantidad o concentración mínima detectada en un ensayo o en una reacción de una sustancia. Selectividad de reacciones: tiene que ver con el con el grado de interferencia de unas sustancias químicas en la detección de otras. Se tiene más selectividad cuando ninguna sustancia interfiere el proceso de identificación. Recibe el nombre de enmascaramiento el proceso mediante el cual se aumenta la selectividad de las reacciones. 42

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Para profundizar los conocimientos sobre conceptos básicos de química analítica, se recomienda consultar: Brown Lemay (1998). Química. La ciencia central. México: Editorial Pearson. Harris, D. (2007). Análisis químico cuantitativo. Barcelona: Editorial Reverté.

Lección 12. Validación de métodos La función principal de un laboratorio es realizar pruebas y ensayos requeridos para determinar que un producto cumple con los requisitos y especificaciones establecidas y aprobadas por una autoridad nacional de control durante el proceso de análisis del producto en cuestión. Este apoyo es efectivo si el servicio y los resultados que se suministran son válidos, confiables y describen en forma precisa las propiedades de las muestras analizadas, esto permite elaborar conclusiones sobre la calidad de los productos y servir como base adecuada para cualquier acción administrativa o legal que se deba tomar, para controlar y dejar evidencia de la confiabilidad y calidad de los resultados. Según ISO 17025, la validación de un método se entiende como todos los pasos a seguir, para demostrar de una manera documentada que el método cumple los objetivos analíticos para el cual ha sido propuesto.

Tipos de validación  Prospectivo: Validar un método nuevo.  Retrospectivo: No se necesita validar el método porque ya tiene documentación.  Revalidación: Reproducción total o parcial de un método analítico (cualquier cambio),

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 Transferencia de validación: Confirmación del método de análisis por “interlaboratorios” o “análisis colaborativo”, se forma una red interna de laboratorio. Parámetros de validación o atributos de una validación  Medidas de tendencia central  Desviaciones  Coeficiente de variación Límite de Detección del Método (LDM), es la mínima concentración de un analito que se puede detectar en una muestra, pero no necesariamente cuantificar bajo las condiciones estipuladas para el ensayo. Límite de Detección de Cuantificación (LDC), es el cálculo de la mínima concentración de un analito que se puede determinar con aceptable precisión y exactitud, bajo condiciones estipuladas para el ensayo. Linealidad, es la capacidad del método para obtener resultados de ensayos proporcionados a la concentración del analito. Incertidumbre, es el intervalo alrededor del resultado que incluye una amplia escala de datos de la variación en la que es probable se encuentre el analito presente en la muestra. Sensibilidad, determina la menor cantidad o concentración de un analito en una muestra problema, que el equipo, instrumento o sistema pueda diferenciar de una muestra blanco.

Errores aleatorios y sistemáticos – Pruebas de significancia Entre los errores sistemáticos o determinados son aquellos que hacen que los resultados se alejen del valor verdadero o teórico en un solo sentido y se repiten de un análisis a otro de manera definida; pueden ser determinados para realizar las correcciones respectivas al método de análisis (Clavijo, 2002) Los errores aleatorios o indeterminados son los que están fuera del control químico analítico y mostrarán desviaciones positivas y negativas, determinadas sólo por la casualidad; dan a origen a resultados algunas veces sobrestimados y otros subestimados (Clavijo, 2002)

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Lección 13. Técnicas ópticas: espectrometría Es una técnica para observar la dispersión de radiaciones y medir la concentración o cantidad de elementos o sustancias específicas. Mediante la utilización de un espectrómetro se seleccionan los elementos que son de interés de estudio, por ser muy selectivo facilita el detalle en la preparación de una muestra. El espectrofotómetro es un equipo más versátil y útil que el colorímetro fotoeléctrico; dicho instrumento suministra luz monocromática de cualquier longitud de onda en el espectro visible y además luz ultra violeta y luz muy cercana a la región infrarroja. Los métodos espectroscópicos se clasifican de acuerdo con los tipos de espectros que presentan:

Figura 35. Clasificación de métodos espectroscópicos. Fuente: El autor

A continuación se presentarán las clases de espectrometría utilizadas para el análisis de aguas.

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Espectrometría de absorción o de masas Esta técnica, útil para analizar diferentes analitos (elementos, compuestos o iones de interés para análisis), consiste en medir el porcentaje de tramitancia (%T) (cantidad de energía que traspasa un cuerpo en un tiempo determinado) de la luz de un color que puede pasar a través de una disolución o muestra en la que se absorbe la luz, comparado con la cantidad que atraviesa un blanco que contiene todo el medio, excepto el constituyente que se busca. La absorbancia (A) (cantidad de intensidad de luz que absorbe una muestra) se define como el logaritmo de (100/%T) y es un parámetro dependiente de la longitud de onda y característico de la sustancia absorbente. Para el análisis de agua potable se recomienda la espectrometría de absorción atómica, de plasma de acoplamiento inductivo y de ácido gálico; para análisis de aguas contaminadas se recomiendan los dos primeros.

Espectrometría de absorción atómica En esta técnica los átomos se introducen en la fase de vapor y se mide la absorción o emisión de radiación electromagnética. Se dirige un rayo luminoso a través de una llama a un monocromador y sobre un detector que mide la cantidad de luz absorbida por el elemento atomizado en la llama. El vapor se obtiene atomizando en una llama una solución de la muestra a analizar. Es muy utilizada para detectar metales en el agua, en especial la absorción atómica con llama o flama, cuando las concentraciones de los metales no son bajas. Lo contrario ocurre con la absorción atómica sin llama o flama con la cual se pueden detectar metales contaminantes como cromo, cadmio y plomo. El mercurio, por su parte, es factible de detectar mediante absorción atómica del vapor frío a partir del mercurio atómico generado por reducción en disolución. El espectrofotómetro utilizado para la absorción atómica está compuesto por una lámpara de cátodo hueco que es la que emite las líneas atómicas características del elemento a analizar, un mechero con atomizador que permite realizar medidas de absorción atómica de llama, un monocromador que selecciona luz de una única longitud de onda, un detector fotoeléctrico que transmite y transforma la luz en electricidad, un amplificador de corriente continua y un lector. Dada la sensibilidad de esta técnica, que sirve para la detección de metales en agua potable y residual, se puede trabajar con pequeñas cantidades de muestras a analizar.

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Espectrometría de plasma de acoplamiento inductivo (PAI) Esta técnica se desarrolló como un método sensible y conveniente para determinar metales en muestras de agua limpia y aguas residuales. Los metales que se encuentran disueltos se determinan en muestras que han sido previamente filtradas. Los metales totales por su parte, se determinan después de una correcta digestión. Consiste en una corriente de flujo de gas argón ionizado al aplicarse un campo de radiofrecuencias. Debido a que la técnica no analiza moléculas sino elementos, no se produce fragmentación durante la ionización y es por esto que los aparatos tienen el modo de trabajo semicuantitativo que cuantifica los elementos de la muestra sin necesidad de patrones y curvas de calibrado. Con esta técnica es posible medir la mayoría de los elementos de la tabla periódica. La muestra a analizar se transporta hasta un sistema nebulizador que la transforma en aerosol dada la acción del argón. Así se lleva a la zona de ionización, donde se ubica el plasma producido se pone en contacto con un campo magnético el argón. Debido a las altas temperaturas que se alcanzan en el interior del plasma los átomos de la muestra son ionizados. Luego éstos pasan a un filtro donde son separados de acuerdo con la relación carga/masa. Estas masas llegan luego a un detector que determina su cantidad presente en la muestra. Esta técnica sirve para detección de metales tanto en agua potable como residual.

Espectrometría de ácido gálico La concentración de metales, en especial del vanadio, se mide por el efecto catalítico que ejerce sobre la velocidad de oxidación del ácido gálico por persulfato en solución ácida. En las condiciones dadas de concentraciones de reactivos, temperatura y tiempo de reacción, la extensión de la oxidación del ácido gálico es proporcional a la concentración del metal.

Lección 14. Técnicas de separación: cromatografía El método más general para tratar una interferencia consiste en la separación física del analito. No cabe duda que el método más utilizado para eliminar interferencias es la cromatografía, un procedimiento de separación que ha encontrado aplicación en todas las ramas de la ciencia. La cromatografía abarca 47

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un grupo variado e importante de métodos de separación que permite al profesional separar, aislar e identificar componentes estrechamente relacionados presentes en mezclas complejas; muchas de estas separaciones son imposibles por otros medios. En este método se emplea una fase estacionaria y una fase móvil, los componentes de mezcla se transportan a través de una fase estacionaria por medio de una fase móvil que fluye; las separaciones se basan en las diferencias de velocidad de migración entre los componentes de la muestra.

Figura 36. Cromatografía de gases. Fuente: http://158.227.5.164/moodle/file.php/2/PresentacionesBeamer/AQA-Cromatografia_Gaseosa-Beamer.pdf

Figura 37. Partes de un Cromatografía de gases. Fuente: http://158.227.5.164/moodle/file.php/2/Presentaciones-Beamer/AQA-Cromatografia_GaseosaBeamer.pdf

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Clases de cromatografía

Figura 38. Clases de cromatografía. Fuente: El autor

Cromatografía de adsorción Compuesta por una fase fijadora o estacionaria sólida y una fase móvil líquida o gaseosa. Los componentes que quieren separarse se añaden en forma soluble por la parte de arriba de la columna quedando retenidos en ella. Luego los componentes son arrastrados por la fase móvil y dependiendo de la adsorción selectiva por la fase fijadora, se desplazan a distintas velocidades. De esta manera ocurre la separación. Es así como se tiene una separación efectiva si la velocidad de los elementos a través de la columna es significativamente diferente, además de que la longitud de la columna sea adecuada. Los componentes más polares van avanzando más lentamente, necesitan diluyentes más polares. Para comprobar la pureza de las fracciones se utiliza otra técnica de cromatografía denominada en lámina delgada o fina. Los sólidos más utilizados como adsorbentes son alúmina, silicato de aluminio, silicagel, óxido, silicato y carbonato de magnesio, óxido, carbonato y fosfato de calcio, como inorgánicos; y carbón, almidón y azúcares como orgánicos. Antes de 49

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emplearlos tienen que ser sometidos a un proceso térmico. Por otro lado, los eluyentes comúnmente utilizados son agua, alcoholes, cetonas, ésteres, cloroformo y tetracloruro de carbono. Su capacidad de elución depende de su polaridad, del absorbente y de las especies a elucir. Cromatografía en lámina delgada o fina Se utiliza para separar pequeñas cantidades de componentes, a nivel de varios mg. El adsorbente se extiende sobre una placa de vidrio o cromatoplaca, con un espesor constante; luego la placa se seca en una estufa. Para proceder a la separación de los componentes, la mezcla de éstos de ubica en la línea base de la placa y el disolvente se hace subir por capilaridad a una cámara saturada de gases del mismo. Los componentes menos polares suben más rápido. Sus principales ventajas tienen que ver con la resistencia a la temperatura y a los reactivos agresivos, una mayor nitidez y sensibilidad de los cromatogramas. Cromatografía por intercambio iónico En esta técnica la fase estacionaria es sólida y es una resina junto con aniones como SO3- o cationes como N(CH3)3+. La fase móvil es un líquido. Los iones disueltos con carga opuesta son atraídos a la fase estacionaria por fuerzas electrostáticas. Cromatografía de reparto en columna Para esta técnica se utilizan materiales y métodos operativos similares a los de la cromatografía de adsorción; la diferencia es que la fase fijadora o estacionaria es líquida en forma de una fina película con alto punto de ebullición y sobre la base de un soporte sólido, generalmente de silicagel, polvo de celulosa o tierra de diatomeas y, menos utilizados, el almidón y el relleno de bolas de vidrio. Para profundizar los conocimientos sobre esta técnica, se recomienda observar el siguiente video: http://www.youtube.com/watch?v=rHeH3cOm_nI Cromatografía de filtración por gel También llamada cromatografía de exclusión molecular, con tamiz molecular o gel poroso, separa las moléculas por su tamaño pasando las de mayor tamaño más rápido que las otras. En esta técnica la interacción con la fase estacionaria no es tan activa, mientras que con la fase móvil sí, que pasa a través de un gel poroso e hinchable por agua donde las moléculas más grandes pasan más rápido y las más pequeñas tardan más tiempo porque penetran el gel. Su aplicación tiene que ver la separación de productos macromoleculares. 50

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Cromatografía líquida de alta resolución Se realiza para el análisis cuantitativo de varios agentes químicos ya mencionados y para análisis biológico de aguas en la detección de algas, en la concentración de trazas, separación de iones de características parecidas, desmineralización del agua, preparación de disoluciones patrón. A diferencia de las cromatografías convencionales en las que las columnas que se emplean son muy largas, en la cromatografía líquida de alta resolución se utilizan columnas pequeñas, que fuerzan el paso de la fase móvil a presiones elevadas logrando de esta forma separaciones muy efectivas en corto tiempo. Según la fase estacionaria o fijadora que se utilice, el mecanismo de separación puede ser reparto, adsorción, tamaño molecular (geles) e incluso intercambio iónico, siendo los de reparto y adsorción los más utilizados. El cromatógrafo utilizado se compone de un depósito y un dispositivo de bombeo de la fase móvil que opera a elevada presión (hasta 500 atm.), un sistema de inyección de la muestra, columnas resistentes rellenas de fase estacionaria, un detector y un sistema de registro gráfico. Cromatografía de gases Mediante esta técnica se hace pasar el analito en forma de gas a través de la columna y con una fase móvil gaseosa o gas portador que puede ser He, N2 o H2.; la fase estacionaria o fija puede ser carbón, alúmina, silicagel y tamices moleculares. Es necesario también un sólido soporte adsorbente que generalmente es tierra diatomeas, y un líquido no volátil, cuando constituyen la fase móvil: esteres, polioles o aceite de silicona. La muestra puede ser un líquido volátil o un gas que se inyecta a través de un diafragma de silicona o septo en una columna donde se evapora muy rápido. Esta columna debe ser lo suficientemente caliente para que los analitos alcancen una presión de vapor suficiente para que eluyan en un tiempo prudente. Luego de separados los analitos llegan a un detector cuya respuesta registra en una pantalla. El detector debe tener una temperatura más alta que la columna para que los analitos se conserven en fase gaseosa. Generalmente se utilizan columnas tubulares abiertas, largas y estrechas hechas de sílice fundido con recubrimiento de poliamida que es un plástico que resiste temperaturas hasta de 350°C y cuya función es proteger las columnas de la humedad atmosférica. Estas columnas necesitan mayor presión para poder funcionar y tienen menos capacidad de muestra.

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Los componentes del gas problema son desplazados selectivamente, como en la cromatografía de reparto, por el gas portador que fluye de manera continua. Los componentes de la muestra se separan de acuerdo con sus coeficientes de reparto entre las dos fases. Tiene como ventaja más importante la rapidez; permite la separación rutinaria de CO2, N2, O2 y CH4. Sirve para el análisis cualitativo y cuantitativo de compuestos volátiles de peso molecular