Métodos instrumentales de análisis / Hobart H. Williard ... [y otros].

CONTENIDO
1. INTRODUCCION A LOS METODOS INSTRUMENTALES 1
1.1 Términos Asociados al Análisis Químico 1
1.2 Clasificación de las Técnicas Instrumentales 2
1.3 Repaso de Consideraciones Importantes en los Métodos Analíticos 2
1.4 Funciones Básicas de la Instrumentación 7
1.5 Información Publicada de la Instrumentación Química 9
1.6 Consideraciones Importantes para Evaluar un Método Instrumental 11
2. MEDICIONES, SEÑALES Y DATOS 13
2.1 Introducción 13
2.2 Relación Señal-Ruido 13
2.3 Sensibilidad y Limite de Detección 14
2.4 Fuentes de Ruido 15
2.5 Técnicas para Acentuación de la Relación Señal-Ruido con Equipo Electrónico 17
2.6 Técnicas para Acentuación de la Relación Señal-Ruido con Programas Computacionales 20
2.7 Evaluación de Resultados 28
2.8 Exactitud y Calibración de los Instrumentos 31
2.9 Quimiometría 34
3. ELECTRONICA: FUNDAMENTOS Y APLICACIONES DE LOS DISPOSITIVOS DE ESTADO SOLIDO 39
3.1 Componentes Semiconductores 39
3.2 Amplificadores Operacionales 41
3.3 Circuitos Digitales Primarios 48
3.4 Desarrollo de los Circuitos Integrados (IC) 56
4. ANALISIS AUXILIADO POR COMPUTADORA 59
4.1 Introducción 59
4.2 Equipo Electrónico de Organización por Computadora 62
4.3 Circuitos para el Interfaceo de las Microcomputadoras a los Instrumentos 67
4.4 Programas para Organización de Computadora 84
4.5 Representación de los Datos 84
4.6 El Laboratorio Automatizado 86
5. INTRODUCCION A LA ESPECTROSCOPIA DE ABSORCION Y EMISION 95
5.1 Naturaleza de la Radiación Electromagnética 95
5.2 El Espectro Electromagnético 97
5.3 Niveles de Energía Atómica 98
5.4 Niveles de Energía Electrónica Molecular 100
5.5 Niveles de Energía Vibracional 104
5.6 Efecto Raman 106
5.7 Fuentes de Radiación Laser 108
5.8 Comportamiento del Espín Nuclear 110
5.9 Comportamiento del Espín Electrónico 112
5.10 Niveles de Energía de los Rayos X 113
6. ESPECTROMETRIA DE ULTRA VIOLETA Y RADIACION: VISIBLE-INSTRUMENTACION 115
6.1 Fuentes de Radiación 115
6.2 Selección de la Longitud de Onda 118
6.3 Celdas y Dispositivos de Muestreo 137
6.4 Detectores 138
6.5 Módulos de Lectura 144
6.6 Instrumentos para la Fotometría de Absorción 145
7. METODOS DE ABSORCION EN ULTAVIOLETA Y VISIBLE 157
7.1 Leyes fundaméntales de la Fotometria 157
7.2 Exactitud Espectrofotometría 162
7.3 Precisión Fotométrica 164
7.4 Metodología Cuantitativa 166
7.5 Espectroscopia Diferencial o de Escala Extendida 170
7.6 Espectroscopia por Diferencias 173
7.7 Espectroscopia de Derivadas 174
7.8 Titulaciones Fotométricas 176
7.9 Otras Técnicas 178
7.10 Correlación del Espectro de Absorción Electrónica con la Estructura Molecular 181
7.11 Turbidimetría y Nefelometría 183
8. ESPECTROFOTOMETRIA DE FLUORESCENCIA Y FOSFORESCENCIA 193
8.1 Factores Estructurales 195
8.2 Relación de la Potencia Foto luminiscente en la Concentración 197
8.3 Instrumentación 200
8.4 Mediciones del Tiempo de Vida de la Fluorescencia 210
8.5 Instrumentación para las Mediciones de Fosforescencia 213
8.6 Fosforescencia a Temperatura Ambiente 214
8.7 Comparación de los Métodos de Luminiscencia con los de Absorción Ultravioleta-Visible 215
9. ESPECTROSCOPIAS DE EMISION DE FLAMA Y DE ABSORCION ATOMICA 219
9.1 Introducción 219
9.2 Instrumentación para los Métodos Espectrométricos de Flama 222
9.3 Espectrofotometría de Emisión de Flama 235
9.4 Espectrofotometría de Absorción Atómica 237
9.5 Espectrofotometría de Fluorescencia Atómica 243
9.6 Interferencias Asociadas con Flamas y Hornos 244
9.7 Aplicaciones 247
9.8 Comparación de la FES y de la AAS 248
10. ESPECTROMETRIA DE EMISION ATOMICA CON FUENTES DE PLASMA Y DESCARGA ELECTRICA 253
10.1 Introducción 253
10.2 Instrumentación 253
10.3 Aplicaciones Típicas 273
10.4 Espectroscopia de Fluorescencia Atómica ICP 274
10.5 Comparación de los Métodos ICP contra los de la EAA 274
11. ESPECTROMETRIA DE INFRARROJO 279
11.1 Correlación de los Espectros de Infrarrojo con la Estructura Molecular 280
11.2 Instrumentación 284
11.3 Manipulación de la Muestra 297
11.4 Análisis Cuantitativo 305
12. ESPECTROSCOPIA RAMAN 313
12.1 Teoría 313
12.2 Instrumentación 317
12.3 Iluminación y Manejo de Muestras 320
12.4 Análisis Estructural 321
12.5 Determinación de la Polarización 324
12.6 Análisis Cuantitativo 326
12.7 Comparación entre las Espectroscopias Raman y de Infrarrojo 327
13. METODOS DE RAYOS X 331
13.1 Producción y Espectros de Rayos X 333
13.2 Instrumentación 338
13.3 Métodos Directos de Rayos X 353
13.4 Métodos de Absorción de Rayos X 354
13.5 Métodos de Fluorescencia de Rayos X 358
13.6 Difracción de Rayos X 363
13.7 Espectroscopia de Emisión Auger (AES) 372
13.8 Espectroscopia Electrónica para el Análisis Químico (ESCA) 377
14. METODOS RADIOQUIMICOS 389
14.1 Radiaciones y Reacciones Nucleares 38914.2 Medición de la Radiactividad 393
14.3 Fuentes de Neutrones 398
14.4 Análisis por Activación 398
14.5 Análisis por Dilución Isotópica 403
14.6 Sistemas de Centelleo en Líquido 404
14.7 Otras Aplicaciones de los Radionuclidos 407
15. ESPECTROSCOPIA DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR 413
15.1 Principios Básicos 413
15.2 Espectrómetros de RMN de Onda Continua 422
15.3 Espectrómetro de RMN de Transformada de Fourier de Pulsos 428
15.4 Espectros y Estructura Molecular 430
15.5 Elucidación de los Espectros de RMN 438
15.5 Análisis Cuantitativo e Integración 445
15.5 Formación de Imágenes de RMN en Medicina 449
16. ESPECTROMETRIA DE MASAS 455
16.1 Flujo de la Muestra dentro de un Espectrómetro de Masas 456
16.2 Sistemas de Introducción de Muestras 457
16.3 Métodos de ionización en Espectrometría de Masas 458
16.4 Analizadores Másicos 464
16.5 Sistemas de Colección de Iones 476
16.6 Sistemas de Vacío 479
16.7 Manejo de Datos 479
16.8 Espectrometría de Razón o Relación Isotópica 480
16.9 Correlación de los Espectros de Masas con las Estructuras Moleculares 481
16.10 Análisis Cuantitativo de Mezclas 488
16.11 Espectrometría de Masas de Transformada de Fourier 490
16.12 Espectrómetros de Masas en Tándem 493
16.13 Espectrometría de Masas con Fuente de ICP (ICP-MS) 495
16.14 Espectrometría Másica de Iones Secundarios (SIMS) 496
16.15 Analizador Másico de Microsonda Iónica (IMMA) 497
17. CROMATOGRAFIA: PRINCIPIOS GENERALES 505
17.1 Clasificación de los Métodos Cromatográficos 505
17.2 Comportamiento Cromatográfico de los Solutos 506
17.3 Eficiencia de la Columna y Resolución 508
17.4 Procesos en la Columna y Ensanchamiento de la Banda 516
17.5 Tiempo de Análisis y Resolución 520
17.6 Determinaciones Cuantitativas 521
17.7 Datos de Retención para la Caracterización de la Muestra 526
18. CROMATOGRAFIA DE GASES 531
18.1 Cromatografía de Gases 531
18.2 Formación de Derivados 536
18.3 Columnas para Cromatografía de Gases 536
18.4 Fases Líquidas y Selección de Columnas 539
18.5 Detectores para Cromatografía de Gases 543
18.6 Optimización de las Condiciones Experimentales 551
18.7 Cromatografía Gas-Sólido 557
18.8 Acoplamiento de la Cromatografía de Gases con la Espectrometría de Masas 560
18.9 Acoplamiento de la Cromatografía de Gases a la Espectrometría de Infrarrojo 563
19. CROMATOGRAFIA DE LIQUIDOS DE ALTO RENDIMIENTO: TEORIA E INSTRUMENTACION 569 19.1 Optimización del Funcionamiento de la Columna 569
19.2 Elusión por Gradiente y Procedimientos Relacionados 576
19.3 Derivación 579
19.4 Instrumentación para HPLC 581
19.5 Sistema de Suministro de la Fase Móvil 582
19.6 Introducción de Muestra 585
19.7 Columnas de Separación 586
19.8 Detectores 589
19.9 Acoplamiento de la HPLC con Espectrometría de Masas 597
20. CROMATOGRAFIA DE LIQUIDOS DE ALTO RENDIMIENTO: METODOS Y APLICACIONES 603
20.1 Introducción 603
20.2 Tipos Estructurales de los Empaques de Columna 605
20.3 Cromatografía de Adsorción 606
20.4 Cromatografía con Fase Enlazada 611
20.5 Cromatografía de Fase Inversa 611
20.6 Cromatografía de Pares de Iones 618
20.7 Cromatografía de Intercambio Iónico 622
20.8 Cromatografía de Iones 629
20.9 Cromatografía de Exclusión 632
20.10 Cromatografía de Afinidad 638
21. INTRODUCCION A LOS METODOS DE ANALISIS ELECTROQUIMICOS 643
21.1 Celdas Electroquímicas 644
21.2 Relaciones Corriente-Potencial 646
21.3 Transferencia de Masa por Migración y Convección 649
21.4 Transferencia de Masa por Difusión 650
21.5 Clasificación de Electrodos Indicadores 655
22. POTENCIOMETRIA 659
22.1 Celdas Electroquímicas 659
22.2 Electrodos de Referencia 659
22.3 Medición de pH 662
22.4 Electrodos Selectivos de Iones 669
22.5 Métodos de Evaluación 675
22.6 Interferencias 676
22.7 Titulaciones Potenciométricas 679
23. TECNICAS VOLTAMPEROMETRICAS 685
23.1 Instrumentación 686
23.2 Corriente Capacitiva 690
23.3 Voltamperometría (CD) Lineal de Barrido de Potencial 691
23.4 Métodos de Escalón de Potencial 697
23.5 Voltamperometría de Barrido Cíclico de Potencial 701
23.6 Voltamperometría de Corriente Alterna con Detección de Fase (o sensibilidad a la Fase) 703
23.7 Métodos Hidrodinámicos 705
23.8 Voltamperometría de Redisolución 706
23.9 Comparación de Métodos Voltamperométricos 709
24. ELECTROSEPARACIONES, COULOMBIMETRIA Y METODOS DE CONDUCTANCIA 719
24.1 Electroseparaciones con Potenciales de Electrodo Controlados 719
24.2 Coulombimetría a Potencial Controlado 724
24.3 Coulombimetría a Corriente Constante 728
24.4 Métodos de Conductancia 734
25. ANALISIS TERMICO 747
25.1 Calorimetría de Barrido Diferencial y Análisis Diferencial 749
25.2 Termogravimetría 753
25.3 Análisis y Detección de Gas Emitido 754
25.4 Metodologías de Termogravimetría, Calorimetría Diferencial de Barrido y Análisis Térmico Diferencial 755
25.5 Análisis Termomecánico 760
25.6 Análisis Mecánico Dinámico 762
25.7 Titulometría Termométrica y Entalpimetría por Inyección Directa 763
26. INSTRUMENTOS DE PROCESO Y ANALISIS AUTOMATIZADO 771
26.1 Introducción 771
26.2 Analizadores de Procesos Industriales 774
26.3 Métodos Basados en las Propiedades a Granel 775
26.4 Analizadores de Proceso de Infrarrojo 779
26.5 Analizadores de Oxígeno 784
26.6 Analizadores Potenciométricos en Línea 787
26.7 Sensores Químicos 787
26.8 Cromatografía de Gases de Proceso
26.9 Control de Procesos Continuo en Línea 793
26.10 Analizadores Químicos Automáticos 795
26.11 Analizadores Elementales Automáticos 805
26.12 Robots de Laboratorio 808
APENDICES 813
A. Técnicas Comunes de la Química Analítica
B. Fuentes de Experimentos para Laboratorio
C. Potenciales a 25°C de Semirreacciones Seleccionadas
D. Potenciales de Media Onda de Sustancias Inorgánicas Seleccionadas
E. Reacciones de Transferencia de Protones de Algunos Materiales en Agua a 25°C
F. Constantes de Formación Acumuladas de Complejos Metálicos a 25°C
G. Una comparación de los Límites de Detección de Elementos Traza entre los Métodos de Espectroscopia Atómica
RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS 831
INDICE 861