El rincón del analista "CSI hole"

HaNiBaL

Buenas tardes.

Antes de nada presentarme. Trabajo en un laboratorio de servicios, apoyando en la toma de decisiones a la hora de llevar a cabo nuevas técnicas de análisis, entre otras cosas.

En esta función me he encontrado muchas veces con falta de información tanto por parte de colaboradores de la empresa, como por lo que puedas encontrar por internet (los métodos oficiales suelen ser de pago y los métodos de empresas, privados).

Es por esto que he echado en falta un lugar en el que exponer estas dudas o solucionar las de otros para, entre todos, poder dar solución a los requerimientos analíticos que se nos puedan plantear.

He buscado en el foro y no he encontrado un hilo semejante, así que mi intención es que este se dedique a aquellos que estamos en el mundo del análisis químico y nos encontramos con alguna dificultad (duda sobre métodos, equipos, técnicas, cálculos, etc.) tengamos un lugar en el que exponerlas y, con suerte, solucionarlas.

Mi experiencia se basa, principalmente en las siguientes técnicas de análisis:

  • CG-FID (Cromatografía de gases - Detector de ionización de llama)
  • CG-ECD (Cromatografía de gases - Detector de captura de electrones)
  • CG-MSD (Cromatografía de gases - Detector de espectrometría de masas)
  • HS-CG-MSD (Espacio de cabeza - Cromatografía de gases - Detector de espectrometría de masas)
  • HPLC-RID (Cromatografía líquida de alto rendimiento - Detector de índice de refracción)
  • HPLC-DAD (Cromatografía líquida de alto rendimiento - Detector de red de diodos)
  • ICP-OES (Acoplamiento de plasma inducido - Espectrometría de emisión óptica)
  • UV/VIS (Espectrofotometría ultravioleta/visible)
  • IR (Espectrofotometría infrarroja)

Analizadores elementales varios y otros tipos de técnicas de análisis.

A nivel matrices, me he encontrado de todo, excepto gases. De ellos no tengo ningún conocimiento no porque no me hayan llegado solicitudes sino porque el laboratorio en el que trabajo no dispone de capacidad para analizarlos.

Bueno, espero que el hilo os parezca interesante y pueda ser útil a aquellos que estemos en el mundillo y a los que no, que no duden en preguntar si tienen cualquier pregunta.

Si los moderadores creen que el hilo no procede o el formato es incorrecto, lo vemos.

¡Saludos!

3
Nirfel

Deberías poner el nombre completo

Cromatografia de Gases (CG)
High Performance Liquid Chromatography (HPLC)
Ultravioleta/Visible (UV/VIS)
Infrarrojo (IR)

Etc.

Algunas siglas no me acuerdo

1 respuesta
Armaya

No soy analista pero durante mi tesis he estudiado en profundidad sistemas mediante UV/Vis, así que puedo aportar bastante sobre el tema.

1 respuesta
javih_

Yo así fuera de lo común:
XPS (algunas deconvoluciones), DRX (Rietveld) y TGA-MS (que es lo que estoy haciendo ahora mismo en el TFG).
De hecho voy a lanzar una duda, al equipo de TGA se le ha acoplado un espectrómetro de masas para analizar los posibles gases que suelte la muestra que se ponga en el equipo de TGA (unas muestras volcánicas que liberarán CO2, CO, H2O, etc en función de los minerales que las contenga si es que se descomponen pre fusión) La duda está en, el MS parece una lotería, lo mismo te detecta CO y H2O desde el principio (normal, pq aunque no suelte algo debe de haber en el aire) hasta que no te detecta nada (te pone valores negativos, WTF). ¿Alguna idea? Yo estoy casi seguro que se debe a que cuando el técnico lo pone para analizar, solo pone el ion molecular (18, 28, 44), no pone el resto de especies que se pueden dar, o es eso o que hay que usar un método de todos los que trae el aparato que a saber cual es.

2 respuestas
HaNiBaL

#2 ¡Hecho!

#3 ¿De que trataba tu tesis?

#4 No conozco ninguna de las tres técnicas, ¿Podrías hacer un resumen?

1 respuesta
javih_

#5 Así a lo rápido.
XPS: Espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X, básicamente se trata de una técnica para determinar la composición superficial (1-2nm) con un error de hasta el 10%, bombardeas con rayos X la muestra y ésta emite fotoelectrones y otras cosas (Auger, etc). Tus muestras pueden ser cualquier cosa menos las orgánicas, si no me equivoco (por el vacío que debes de hacer)
Ejemplo de deconvolución del C que es la más normal. La señal de los distintos C están acopladas, con esto puedes hacer una estimación de cada C.

Para hacer las deconvoluciones yo usaba CasaXPS, tenían hasta un canal donde explicaban cosas interesantes que se pueden hacer con el programa..

DRX: Difracción de rayos X, la mítica ley de Bragg etc, lanzas un haz de rayos X lo más monocromático de puedas a tu muestra la cual está en horizontal (aunque había de más maneras). Este haz empieza a 0º y vas aumentando el ángulo (en plan, tienes un semicirculo y tu muestra esta en el centro del circulo, el haz iría por el radio). El haz será difractado por la muestra. En función del ángulo, este difracta en función de los planos, tamaño de granos, etc. Te sirve para identificar fases cristalográficas, si hay orientaciones preferentes, etc. Normalmente las muestras son polvos, monocristales, policristales o láminas. Rietveld no es más que un método que tras tener el difractograma, haces una estimación del porcentaje de fases que hay en la muestra. Puede llegar a ser tan certero como fluorescencia de rayos X. También puedes hacer una estimación del tamaño de granos, pero no se va a asemejar al que obtendrías por una granulometría, aún así, si tienes varias muestras, los datos irán a la par por así decirlo.

Los programas que he usado para DRX son diffrac.EVA y diffrac.TOPAS. El primero para la determinación de fases, el segundo para hacer Rietveld, Pawley o Le Bail. Son muy sencillos de usar, pero suerte para conseguir el software. También suelen recomendar JADA, Fullpro, profex...

TGA-DSC: Análisis termogravimétrico-Calorimetría diferencial de barrido. Metes una muestra en un crisol el cual se encuentra en una balanza. Esta balanza a su vez está dentro de un horno. Lo calientas y ves como va variando el peso y heat flow de la muestra. Por ponerte un ejemplo, si lo haces con el oxalato cálcico, verás que a partir de cierta temperatura pierde peso (se verá un escalón) (también se ve un cambio en el heat flow) debido a la perdida de agua, luego otro escalón producido por la perdida del monóxido de carbono y en último lugar un escalón producido por la perdida del dióxido de carbono. Con la caolinita también se puede ver algo similar. Por último, se le puede acoplar un espectrómetro de masas para analizar los gases que se liberen.

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HaNiBaL

#6 Joder, me parecen super interesantes. Toque DSC en prácticas hace muchos años, pero era un equipo que se utilizaba muy poco.

¿Entiendo que XPS se puede utilizar para la determinación de composición de superficies materiales de forma no destructiva?

¿Entiendo que con DRX no puedes analizar líquidos, no? ¿Qué aplicaciones puede tener?

1 respuesta
Nirfel

#4 ¿Es masas acoplado a Termogravimetria? Es decir, analizas los gases que expulsa la muestra.

28 lo único que se me ocurre que no sea CO es N2

44 supongo que CO2, si la muestra tiene carbonatos es lo común

javih_

#7 Juraría que no, de hecho donde estuve usándolo podían hacer sputtering y más cosas, pero no me recuerdo.
https://citius.us.es/web/servicio.php?s=XPS
En DRX para nada, pq tú las señales que ves son producidas por el haz de rayos X que "ha rebotado" contra un plano y por ello tú ves una señal, si la muestra es amorfa, no verás nada, todo background. Por ello también hay que evitar cuando vayas a preparar la muestra en polvo a no amorfizarla, si haces los granos muy pequeños, los picos dejan de ser puntiagudos y tienden a ancharse, si lo amorfizas todo pierdes los picos.
Aplicaciones:
A nivel cualitativo: puedes identificar fases. Cuando tienes el difractograma, lo normal es que hayas hecho antes FRX (fluorescencia de rayos X) para saber la composición química, sabiendo eso haces una búsqueda por elementos y te dicen las fases que mejor encajan en tu difractograma.
Una vez que sabes las fases teóricas, puedes sacar en que proporción se encuentran si el difractograma es bueno, ya dependiendo de ello será semicuantitativo o cuantitativo. Algunos programas lo hacen directamente bajando y subiendo las intensidades de los picos teoricos de las fases propuestas, pero lo mejor y lo que se recomienda es hacer Rietveld que es mucho más preciso, pero para ello necesitas las .cif de cada fase (creo que había otro tipo de fichero válido) (puedes usar las COD o en mi caso la pdf que te lo da directamente una empresa que se encarga de sacar esos archivos correctamente, las COD son abiertas), un archivo donde están descritas todas las posiciones de los átomos.
http://www.crystallography.net/cod/
https://citius.us.es/web/servicio.php?s=DRX

1 respuesta
HaNiBaL

#9 Me parecen técnicas muy interesantes y, a la vez, muy concretas. ¿Supongo que sus aplicaciones son mayormente a investigación?

Al estar yo muy orientado al análisis de calidad y no tanto a la investigación siempre intento buscar la aplicación de las técnicas a mi campo, aunque no siempre es posible jejeje.

Edit: Vale, justo has editado jajaja. Ahora ya tengo una vaga idea de su aplicación.

2 respuestas
javih_

#10 te he dejado los enlaces del citius donde ponen algunas aplicaciones

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Nirfel

#10 Son técnicas para sólidos/materiales no moleculares como las que usas.

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