Este documento describe las etapas de un análisis químico, incluyendo la preparación de la muestra, que tiene como objetivos hacer el analito accesible al análisis, obtenerlo a una concentración adecuada y eliminar interferencias. La preparación de la muestra a menudo implica la digestión ácida para transferir completamente los analitos a solución mediante el uso de ácidos y otros reactivos. La digestión por microondas se ha vuelto popular debido a que permite temperaturas más altas que aceleran la cinética

1. Interpretación de Resultados
Conclusiones
Medida del Analito
(Alícuotas)
Preparación de la Muestra
Muestreo
Etapas de un Análisis Químico
OPERACIONES
PREVIAS
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

2. • Objetivos generales:
–Hacer el analito accesible al análisis
–Obtener el analito a una concentración
adecuada
–Eliminar interferencias
–Proteger el instrumento final de medida
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

3. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
1. Llevar un porcentaje de analitos tan alto como sea
posible desde la muestra original al paso de
determinación
2. Obtener los analitos en el estado de agregación
más adecuado para el procedimiento instrumental a
utilizar, asegurando que los analitos permanecen en su
estado original ó están totalmente convertidos en una
especie estable.
3. Llevar sólo algunos de los componentes de la matriz
de la muestra original al paso de determinación.
4. Obtener el analito a una concentración apropiada
para la detección y medida.
5. No añadir ninguna nueva interferencia.

4. 1. Llevar un porcentaje de analitos tan alto como sea
posible desde la muestra original al paso de
determinación.
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
 Lo ideal sería que no se produjera pérdida del
analito pero si se produce debemos disponer de
algún procedimiento para conocer la pérdida
producida.
 La medida cuantitativa de la cantidad de analito
que queda para el ensayo se conoce como
RECUPERACIÓN del procedimiento.

5. ■ Introducción
Como regla general, se emplean procedimientos de digestión ácida
para la determinación de elementos en los sólidos posteriores al
muestreo con el fin de transferir completamente los analítos a la
solución, de modo que pueden ser introducidos en forma líquida en
la etapa de cuantificación (por ej. ICP-AES, ICP-MS, AAS o
pornografía).
Por consiguiente, el objetivo de cada proceso de digestión es la
solución completa de los analítos y la descomposición completa de
la matriz, evitando al mismo tiempo la pérdida o contaminación del
analíto.
Teoría de preparación de muestras por digestión ácida (vía húmeda)
y Digestión por Microondas (Descomposición por Microondas)

6. Objetivos:
• Solución completa de los elementos;
• descomposición completa de la matriz;
• Evitar las pérdidas y la contaminación;
• Reducción de la manipulación y de re-procesos.
Para los analistas existe una necesidad adicional para garantizar que
la digestión es segura, reproducible y sencilla, es decir, que se
puede realizar sin esfuerzo manual excesivo.
La preparación de la muestra típicamente consume la mayor parte
del tiempo de trabajo, este proceso también tiene importancia
económica.

7. Manejo
de datos
Análisis
Colecta de
la muestra
Pretratamiento
de la muestra
Distribución de los tiempos de trabajo para
varios pasos como porcentaje

8. En este contexto, las digestiones químicas húmedas que utilizan
diversos ácidos minerales (ej. HNO3, HCl, HF, H2SO4, etc.), peróxido
de hidrógeno y otros reactivos líquidos.
Se lleva a cabo tanto en un sistema abierto, es decir, bajo presión
atmosférica, o en recipientes cerrados. Además, las muestras se
pueden calentar en microondas u hornos de convección.
Por lo tanto, estos procesos se describen en la literatura como
digestión ácida y digestión por microondas (descomposición por
microondas).
La ventaja del procedimiento cerrado en comparación con la
digestión abierta o "placa caliente“ tradicional, se encuentra en las
temperaturas de trabajo significativamente más altos que se pueden
conseguir.

9. Mientras que las temperaturas de funcionamiento en sistemas
abiertos están limitadas por el punto de ebullición de la solución de
ácido, la digestión en vasos cerrados típicamente permiten
temperaturas en el intervalo de 200-260 ° C. Esto resulta en un
dramático aumento en la cinética de reacción, lo que permite que las
digestiones se lleven a cabo en cuestión de horas (presión de
digestión con bombas Tölg [1]).
Sin embargo, esto también deja claro que la temperatura representa
en realidad el parámetro de reacción más significativo. Es el último
determinante de la calidad de la digestión, que también se traduce en
un aumento de presión en el recipiente y por lo tanto un riesgo de
seguridad potencial. Por lo tanto, la presión, también debe ser
considerado.

10. En los últimos años, el calentamiento las de las soluciones para
digestión con microondas se ha convertido cada vez más popular. En
este proceso, las digestiones se llevan a cabo en recipientes cerrados
de materiales químicamente inertes que son transparentes a las
microondas.
Aparte de la aceleración de la cinética de reacción resultante del
empleo de un recipiente cerrado, calentar directamente la solución de
muestra se ha mencionado anteriormente conduce a una disminución
adicional en tiempos de digestión.

11. Por otro lado, las características físicas y químicas especiales del
calentamiento por microondas dan lugar a varios problemas que
deben ser considerados con cuidado durante el diseño o selección de
una digestión por microondas o sistema de descomposición por
microondas.
El calentamiento real en el campo de microondas depende del tipo
de muestra, la cantidad de muestra, etc. Sólo en raras ocasiones dos
muestras presentan exactamente el mismo comportamiento. Por lo
tanto, por razones de seguridad y de ordenar para asegurar la
reproducibilidad óptima, este calentamiento desigual de las muestras
en el campo de microondas debe siempre tenerse en cuenta.

12. La velocidad con la que se calientan las muestras puede dar lugar a
reacciones exotérmicas siendo inducidas durante el proceso de
digestión, por lo que una variedad de sistemas de sensores se han
desarrollado para monitorizar los parámetros de presión y de la
temperatura de reacción, así como para permitir que la potencia de
microondas sea controlado sobre la base de las lecturas devueltos
por estos sistemas.
Sólo los materiales que son químicamente inertes totalmente con
respecto a los ácidos minerales y los reactivos empleados puede ser
utilizados en el diseño y construcción de los recipientes a presión.
Particularmente plásticos duros (por ejemplo, PEEK) sólo son
transparentes a las microondas y resistente a los ácidos en un grado
limitado y por lo tanto son inadecuados.

13. ■ La Química del Ácido Digestión
Digestiones ácidas – digestiones a presión abierta o cerrada - se
llevan a cabo con la ayuda de una amplia variedad de reactivos.
Aparte de los diversos ácidos minerales, otros reactivos tales como
peróxido de hidrógeno, sulfato de potasio, peróxido, ácido bórico, y
muchos más se emplean también.
Naturalmente, la selección de los reactivos específicos o la
preparación de una mezcla de reactivos depende de la muestra a ser
digerida.

14. Materiales de muestra orgánicos son generalmente descompuestos
en dióxido de carbono con la ayuda de ácidos oxidantes
principalmente ácido nítrico y otros reactivos (principalmente
peróxido de hidrógeno) y son completamente mineralizados.
Antes del ataque oxidativo, los plásticos son con frecuencia
deshidratado in situ mediante la adición de ácido sulfúrico. Se debe
tener precaución durante este procedimiento, en particular cuando se
trata de muestras reactivas, es decir, con materiales (grasas, aceites,
etc.) cuyo proceso de descomposición bajo estas condiciones es
exotérmica.
Estos tipos de muestras pueden descomponerse de manera segura
por calentamiento lentos o calentando a diferentes niveles de
temperatura.

15. El espectro de materiales de muestra inorgánicos es
significativamente más amplio. Incluso las condiciones durante el
tratamiento previo de la muestra, por ejemplo, si un cerámico se
coció a una temperatura baja o más alta, puede tener una influencia
en si una muestra es fácil o difícil de digerir.
En general, las muestras inorgánicos son también completamente
mineralizada. Para ello, se usan principalmente mezclas de ácidos
clorhídrico y / o fluorhídrico. Sin embargo, la solubilidad de las
sales resultantes debe ser considerada de manera que la soluciones
permanezcan estables en períodos largos de tiempo.

18. Tratamiento de muestras
La mayoría de las técnicas de análisis empleadas, tanto clásicas
como instrumentales, requieren disponer de la muestra en
disolución, y muy pocas son capaces de permitir llevar a cabo el
análisis directo en muestras sólidas.
Para utilizar estas técnicas se necesita un tratamiento adecuado de la
muestra para su empleo correcto. Muchas de las técnicas analíticas
comunmente empleadas en el laboratorio son capaces de
proporcionar medidas e información de 20 a 60 analítos, la mayoría
de ellas requieren disponer previamente de la muestra en una forma
medible.
Antes de iniciar una toma de muestra, tenemos que saber qué analíto se
ha de determinar, en qué concentración, y qué método analítico se ha de
seguir.

19. Procesado de la muestra bruta (antes del laboratorio)
En general, consta de estas 3 etapas:
• Reducción del tamaño de partícula (trituración)
• Homogeneización
• Reducción del tamaño de muestra

20. En esta fase se separan las partículas de la
muestra según sus diferentes tamaños para
clasificarlo y separarlo.
El tamizado se puede realizar a 200 mallas.
Tamizado
Pesada
Se utiliza una balanza
de precisión.
Si las mediciones de peso seco se necesitan,
se secan en una estufa a 80ºC hasta que
alcance un peso constante.
Secado
Disolución
vía húmeda

21. En general, pocos materiales son solubles en agua, por ello requieren
tratamientos con ácidos o mezcla de ácidos o tratamientos más
fuertes como son la fusión.
Entre los disolventes utilizados están.
Disolución de la muestra.
Disolventes
• Agua, disuelve las sales de sodio, potasio y amonio; los nitratos,
acetatos y cloratos; los cloruros (excepto los de plata, mercurio y
plomo); los carbonatos, fosfatos y silicatos del grupo IA y los
sulfuros de los grupos IA y IIA.

22. • Ácido clorhídrico es un ácido fuerte y un reductor débil que
convierte los carbonatos, óxidos y algunos sulfuros en cloruros.
Es un excelente disolvente para algunos óxidos metálicos (óxidos
de hierro, cinc, calcio,...) y metales (Cu, Zn, Sn,...).
• Ácido nítrico es un ácido oxidante fuerte y disuelve la mayoría
de los metales comunes excepto el oro, aleaciones no ferrosas y
sulfuros “insolubles en ácido”.
Disolución de la muestra.
Disolventes

23. • Ácido perclórico concentrado al calentarse para expulsar agua,
se transforma en un ácido oxidante muy fuerte. Disuelve la
mayoría de los metales comunes, incluido el acero inoxidable y
destruye la materia orgánica.
Debe emplearse con extrema precaución, porque reacciona
explosivamente con muchas sustancias, sobre todo con materia
orgánica. Para evitar explosiones se trata la muestra previamente
con ácido nítrico o ácido sulfúrico.
Disolución de la muestra.
Disolventes

24. Ácido sulfúrico debe su efectividad a su alto punto de ebullición
(340ºC). Algunos compuestos orgánicos son oxidados bajo estas
condiciones. Deben tomarse precauciones cuando se trabaja con
sulfúrico ya que puede producir quemaduras graves.
Agua regia es una mezcla de ácido clorhídrico y nítrico concentrado en
proporción de 3 a 1, respectivamente. Disuelve los metales nobles como
el oro y el platino y sulfuros que no se disuelven en nítrico. Su acción
disolvente se debe al poder oxidante del ácido nítrico y a la formación
de complejos con el ácido clorhídrico.
Ácido fluorhídrico se usa en disolución de rocas y minerales con sílice
(SiO2). El exceso de fluorhídrico se elimina con evaporación con
sulfúrico. Con el ácido fluorhídrico deber trabajarse con guantes, ya que
es muy corrosivo.
Disolución de la muestra.
Disolventes

25. Para disolver productos difíciles se utiliza una bomba de reacción,
que es una vasija cilíndrica de acero recubierto en su interior con
teflón y provista de un termómetro.
Se coloca la muestra y el ácido o mezcla de ácidos y se calienta sin
sobrepasar la temperatura de fusión del teflón (250ºC). Así se
disuelven muestras de minerales, rocas, vidrios y otros compuestos
inorgánicos.
Disolución de la muestra.
Disolventes
La ventaja de la digestión ácida en la bomba
de reacción es que las muestras pueden
disolverse sin pérdida de volátiles.
Hay que tomar precauciones, ya que puede
haber posibles explosiones, y por ello no
debe utilizarse ácido perclórico.

28. Disolución de la muestra.
Disolventes
En la tabla se resume la composición de ácidos fuertes:

29. Disolución de la muestra.
Disolventes
Disgregación
Cuando una muestra para analizar no se disuelve por tratamiento con
los disolventes anteriores, es necesario realizar una disgregación con
fundentes.
El fundamento de la disgregación es transformar los óxidos,
sulfatos,... insolubles en todos los medios ácidos en carbonatos
solubles en medio ácido. Como por ejemplo:

30. La sustancia a disgregar se mezcla íntimamente en un crisol de
platino con 5-10 veces su peso con la sustancia fundente.
La mezcla se funde a la temperatura de fusión correspondiente en
un mechero de buen tiro.
El crisol con el producto de la fusión se echa en un vaso donde se
trata con ácido clorhídrico o nítrico, pero no mezclando ambos si el
crisol es de platino.
En la tabla se resumen los fundentes más comunes y sus aplicaciones:
Disolución de la muestra.
Disolventes

31. • absorción, adsorción o penetración en la
superficie del recipiente
• pérdidas por el cierre del envase
• reacciones de descomposición
• crecimiento de microorganismos
• presencia de enzimas que degraden los analitos
• fugas en los sistemas de transferencia
• accidentes o forma de trabajo descuidada
¿Por qué se produce pérdida de analitos?

32. concentración de analito
obtenido en el ensayo
concentración de analíto
en la muestra
% de RECUPERACIÓN = 100 x
peso de analito
obtenido en el ensayo
peso de analito
en la muestra
% de RECUPERACIÓN = 100 x
Estas pérdidas impiden una transferencia cuantitativa
del material, que se expresa como
PORCENTAJE DE RECUPERACIÓN

33. • Utilizar una técnica analítica selectiva que permita
medir el analito sin necesidad de aislamiento.
• Convertir el analito “in situ” en otra especie química.
• Aislar el analito de la matriz de la muestra mediante
un proceso de separación o de extracción 
TÉCNICAS SEPARATIVAS.
Medida de un analito en presencia de
especies interferentes encontradas en
la matriz de la muestra: