capitulo1 b y f

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INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA 1 INTRODUCCION__________________________________________________________3 1.1 Métodos clásicos: ___________________________________________________________3 1.2 Métodos instrumentales: _____________________________________________________4 2 Los Medicamentos _________________________________________________________4 3 REVISION DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES _______________________7 4 ELECTROLITOS __________________________________________________________8 5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION ______________________________9 5.1 Concentración másica. (x) ___________________________________________________9 5.2 Fracción másica. (x) _____________________________________________________10 5.3 Concentración en porcentual. (%) ____________________________________________10 5.3.1 a) Por ciento masa-volumen. % m-V ________________________________________________ 10 5.3.2 b) Por ciento masa-masa. % m-m ___________________________________________________ 11 5.3.3 c) Por ciento volumen- volumen. % V-V ____________________________________________ 12 5.4 Concentración molar. c(x) __________________________________________________12 5.5 Concentración molar del equivalente. c (x/z*)__________________________________13 6 EQUILIBRIO QUIMICO ___________________________________________________16 7 ACIDOS Y BASES ________________________________________________________17 8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD ___________________________18 9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS CUANTITATIVOS 19 9.1 Métodos de análisis gravimétrico _____________________________________________19 9.2 Métodos de análisis volumétrico ______________________________________________19 10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO ______________________20 10.1 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS _________________________________________22 10.2 SELECCIÓN DEL METODO ANALITICO ___________________________________22 10.2.1 Características del analito (o los analitos): ____________________________________________ 22 10.2.2 Características de la matriz: ________________________________________________________ 23 10.2.3 Características de los métodos analíticos: _____________________________________________ 23 10.3 Validación del método analítico ______________________________________________24 10.3.1 Especificidad.- __________________________________________________________________ 25

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Introduccion a la quimica analitica

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INTRODUCCIOacuteN A LA QUIacuteMICA ANALIacuteTICA

1 INTRODUCCION __________________________________________________________ 3

11 Meacutetodos claacutesicos ___________________________________________________________ 3

12 Meacutetodos instrumentales _____________________________________________________ 4

2 Los Medicamentos _________________________________________________________ 4

3 REVISION DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES _______________________ 7

4 ELECTROLITOS __________________________________________________________ 8

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION ______________________________ 9

51 Concentracioacuten maacutesica (x) ___________________________________________________ 9

52 Fraccioacuten maacutesica (x) _____________________________________________________ 10

53 Concentracioacuten en porcentual () ____________________________________________ 10

531 a) Por ciento masa-volumen m-V ________________________________________________ 10

532 b) Por ciento masa-masa m-m ___________________________________________________ 11

533 c) Por ciento volumen- volumen V-V ____________________________________________ 12

54 Concentracioacuten molar c(x) __________________________________________________ 12

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)__________________________________ 13

6 EQUILIBRIO QUIMICO ___________________________________________________ 16

7 ACIDOS Y BASES ________________________________________________________ 17

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD ___________________________ 18

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS CUANTITATIVOS

19

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico _____________________________________________ 19

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico ______________________________________________ 19

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO ______________________ 20

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS _________________________________________ 22

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO ___________________________________ 22

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos) ____________________________________________ 22

1022 Caracteriacutesticas de la matriz ________________________________________________________ 23

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos _____________________________________________ 23

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico ______________________________________________ 24

1031 Especificidad- __________________________________________________________________ 25

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1032 Exactitud- _____________________________________________________________________ 25

1033 Precisioacuten- _____________________________________________________________________ 25

1034 Liacutemite de deteccioacuten- _____________________________________________________________ 26

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten- _________________________________________________________ 26

1036 Linealidad- ____________________________________________________________________ 26

1037 Rango- _______________________________________________________________________ 26

1038 Robustez- _____________________________________________________________________ 26

104 MUESTREO ______________________________________________________________ 27

105 PREPARACION DE LA MUESTRA _________________________________________ 28

1051 Preparacioacuten de la muestra _________________________________________________________ 30

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo _________________________________________________ 30

1053 Dilucioacuten ______________________________________________________________________ 31

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido _________________________________________________________ 31

1055 Clarificacioacuten ___________________________________________________________________ 31

1056 Destilacioacuten ____________________________________________________________________ 31

1057 Incineracioacuten ___________________________________________________________________ 31

1058 Digestioacuten _____________________________________________________________________ 31

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra __________________________ 32

11 DETERMINACION ANALITICA __________________________________________ 34

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS ________ 34

121 Interpretacioacuten de los resultados ______________________________________________ 38

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo __________________________________________ 38

131 Errores determinados o sistemaacuteticos _________________________________________ 39

132 Errores del meacutetodo ________________________________________________________ 39

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados ____________________ 39

134 Errores de operacioacuten ______________________________________________________ 40

135 Errores personales ________________________________________________________ 40

136 Errores indeterminados o accidentales ________________________________________ 40

14 El ensayo en blanco ______________________________________________________ 41

141 Determinaciones en paralelo _________________________________________________ 41

15 EJERCICIOS PROPUESTOS ______________________ iexclError Marcador no definido

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1 INTRODUCCION

La Quiacutemica Analiacutetica considerada por muchos la rama maacutes antigua de la Quiacutemica es la ciencia que

estudia el conjunto de principios leyes meacutetodos y teacutecnicas cuya finalidad es la determinacioacuten de la com-

posicioacuten quiacutemica de una muestra natural o artificial Es por tanto la ciencia creadora y elaboradora de

esos meacutetodos y teacutecnicas y puede definirse como la rama de la quiacutemica que se ocupa de la identificacioacuten

y cuantificacioacuten de uno o varios componentes quiacutemicos en una muestra dada De acuerdo con esta defi-

nicioacuten la Quiacutemica Analiacutetica se divide en cualitativa y cuantitativa

La Quiacutemica Analiacutetica Cualitativa tiene por objetivo el reconocimiento o identificacioacuten de los elementos

compuestos o grupos quiacutemicos presentes en una muestra mientras que el de la Quiacutemica Analiacutetica

Cuantitativa es la determinacioacuten de las cantidades en las cuales tales elementos compuestos o grupos

quiacutemicos se encuentran la muestra

Para cumplimentar cualquiera de estos objetivos (cualitativo o cuantitativo) la quiacutemica analiacutetica se vale

del procedimiento denominado meacutetodo analiacutetico el cual puede definirse como el conjunto de operacio-

nes fiacutesicas y quiacutemicas que permite identificar yo cuantificar un componente quiacutemico (el analito) en el

sistema material que lo contiene (la muestra) La complejidad en la composicioacuten (matriz) de la muestra

seraacute la que determine el procesamiento a que deberaacute ser sometida esta uacuteltima a fin de lograr resultados

oacuteptimos en el anaacutelisis Un ejemplo de muestra con matriz compleja es la sangre frecuentemente anali-

zada con muacuteltiples objetivos

Los meacutetodos de anaacutelisis quiacutemico pueden clasificarse de diferentes formas La maacutes aplicada es la que los

divide seguacuten la naturaleza de la medida final del anaacutelisis De acuerdo con esto los meacutetodos de anaacutelisis

quiacutemico pueden clasificarse en claacutesicos e instrumentales

11 Meacutetodos claacutesicos

Son los maacutes antiguos e involucran generalmente la aplicacioacuten de una reaccioacuten quiacutemica en la que inter-

viene el constituyente que se desea determinar Si el fin es cualitativo la reaccioacuten deberaacute dar lugar a la

aparicioacuten de coloracioacuten turbidez precipitado o cualquier otro cambio perceptible que indicaraacute la posible

presencia de especies quiacutemicas determinadas Estas reacciones caracteriacutesticas seraacuten descritas y aplica-

das en cursos posteriores

Si por el contrario el objetivo del anaacutelisis es cuantitativo el procedimiento quiacutemico empleado deberaacute

concluir con la medicioacuten final de una masa o un volumen que permitiraacute calcular la cantidad o concentra-

cioacuten de analito presente en la muestra Este texto trataraacute sobre los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuanti-

tativo

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12 Meacutetodos instrumentales

Constituyen un conjunto de procedimientos basados en la medicioacuten instrumental de alguna propiedad

fiacutesico-quiacutemica de las sustancias que resulta proporcional a la masa o concentracioacuten de las mismas en el

sistema estudiado Estos meacutetodos por lo general no involucran reaccioacuten quiacutemica alguna y presentan

una enorme diversidad En ocasiones requieren de equipos que pueden resultar altamente sofisticados

y muy caros pero que ofrecen resultados imposibles de lograr por otras viacuteas Son aplicados ampliamen-

te tanto con fines cualitativos como cuantitativos A diferencia de los meacutetodos claacutesicos los cuales han

experimentado poco cambio a traveacutes de los antildeos los meacutetodos instrumentales estaacuten sometidos a un

permanente perfeccionamiento y desarrollo constituyendo una herramienta imprescindible en casi to-

das las ramas de la ciencia

No obstante los meacutetodos claacutesicos mantienen amplia aplicabilidad en el control de la calidad materias

primas y medicamentos Esto se debe a que en dependencia del objetivo que se persigue con un anaacuteli-

sis dado debe seleccionarse el meacutetodo analiacutetico adecuado es decir aqueacutel que ofrece los resultados

con el nivel de exigencia requerido y que no necesariamente es el maacutes moderno o costoso Un cientiacutefico

nunca deberaacute invertir tiempo o recursos para lograr maacutes exactitud y precisioacuten de la requerida para un

anaacutelisis dado aunque tampoco deberaacute desarrollar un trabajo analiacutetico cuyos resultados no esteacuten a la

altura de la exigencia que se plantea para el mismo

2 Los Medicamentos

Medicamento es toda sustancia o preparado que poseyendo propiedades curativas o preventivas es

elaborado para ser administrado al hombre o a los animales ayudando al organismo a recuperarse de

los desequilibrios producidos por las enfermedades o a protegerlo de las mismas

De forma general un medicamento estaacute compuesto por una sustancia o compuesto principal que es la

sustancia o principio farmacoloacutegicamente activo (o faacutermaco) responsable de ejercer la actividad preven-

tiva o terapeacuteutica (curativa) que se persigue con su administracioacuten frente a una enfermedad o padeci-

miento dado y otra serie de sustancias inactivas o inertes que se conocen como sustancias auxiliares o

excipientes que permiten o coadyuvan a una mejor absorcioacuten del principio activo por el organismo al

mismo tiempo que garantizan su estabilidad y posibilitan la preparacioacuten de la forma farmaceacuteutica (table-

ta unguumlento crema locioacuten jarabe colirio inyectable polvos etc) en que seraacute administrado Entonces

la forma farmaceacuteutica es la presentacioacuten externa de un medicamento con el fin de posibilitar su adminis-

tracioacuten al individuo En ocasiones un medicamento incluye en su composicioacuten maacutes de un principio acti-

vo y entonces se dice que es una asociacioacuten medicamentosa

Asiacute por ejemplo en las tabletas de KCl 500 mg administradas a pacientes hipopotaseacutemicos (con niveles

deprimidos de potasio en sangre) el cloruro de potasio constituye el principio activo o faacutermaco mien-

tras que los otros componentes de la tableta (glicerina estearato de magnesio hidroacutexido de aluminio y

acacia) son las sustancias auxiliares o excipientes

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Por otra parte antes de formar parte del medicamento cada uno de los compuestos que va a ser utili-

zado en su elaboracioacuten constituye una materia prima (figura 11)

Para garantizar la calidad de un medicamento debe controlarse cuidadosamente la calidad de cada uno

de los componentes que forman parte del mismo asiacute como del proceso productivo mediante el cual es

elaborado De ello depende tanto la adecuada presentacioacuten del producto terminado como su efectividad

preventiva o terapeacuteutica y su estabilidad fiacutesica y quiacutemica

Por tal motivo todas las materias primas que van a ser utilizadas en la elaboracioacuten de un medicamento

deben ser sometidas a un riguroso control de calidad mediante la aplicacioacuten de una serie de teacutecnicas

analiacuteticas que permiten comprobar si cumplen o no con los requisitos de pureza establecidos para cada

una de ellas

Sin embargo ese control no basta para garantizar la calidad del producto terminado Durante el proceso

tecnoloacutegico mediante el cual se elabora el medicamento deben realizarse diferentes chequeos con el fin

de comprobar que todos los paraacutemetros tecnoloacutegicos se comportan adecuadamente y no se ha produci-

do alteracioacuten alguna en las distintas etapas productivas Finalmente el producto terminado es sometido

a una serie de pruebas o anaacutelisis de diferentes tipos (fiacutesicos quiacutemicos quiacutemico-fiacutesicos microbioloacutegicos

bioquiacutemicos etc en dependencia de sus caracteriacutesticas) para establecer si el mismo se encuentra o no

apto para el consumo humano o animal

En las farmacopeas compendios que se publican en los paiacuteses con maacutes desarrollo en produccioacuten de

medicamentos se recogen todos los anaacutelisis a que deben ser sometidos tanto las materias primas (prin-

cipios activos sustancias auxiliares agua de uso industrial envases etc) como los productos termina-

dos (medicamentos y otros productos de uso farmaceacuteutico) que se producen en cada uno de ellos Para

cada anaacutelisis se establece el ldquocriterio de calidadrdquo o sea el intervalo en el que deben encontrarse los re-

sultados del anaacutelisis en cuestioacuten para que tales materias primas o productos puedan ser considerados

aptos para el uso farmaceacuteutico Esta evaluacioacuten es obligatoria tanto si se trata de producciones naciona-

les como de productos importados Igualmente debe realizarse un control perioacutedico a las materias pri-

Figura 11 - Esquema representativo de los componentes presentes en las tabletas de KCl

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mas o formas terminadas que se mantienen almacenadas porque debe comprobarse que mantienen la

calidad requerida durante su almacenamiento

En cursos posteriores se trataraacuten detalladamente los aspectos concernientes al control de la calidad en

la industria farmaceacuteutica No obstante en el presente texto seraacuten utilizados muchos ejemplos que permi-

tiraacuten ilustrar de forma concreta la aplicacioacuten directa de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo en

ese campo

Cuando se va a aplicar una teacutecnica o procedimiento analiacutetico dado es imprescindible discernir claramen-

te cuaacutel es la muestra cuaacuteles son las caracteriacutesticas de su matriz y cuaacutel es el analito Para ello pueden

tomarse como ejemplo las tabletas de cloruro de potasio (KCl) esquematizadas anteriormente

Entonces desde el punto de vista analiacutetico cuando se desea determinar experimentalmente la pureza

de la materia prima ldquocloruro de potasiordquo esta uacuteltima constituiraacute la muestra a analizar en la que deberaacute

determinarse el contenido de KCL (componente quiacutemico) que realmente presenta y que constituiraacute el

analito en una matriz que pudiera estar compuesta por el KCL (analito) y otras impurezas que pudieran

estar presentes en la materia prima considerando que es praacutecticamente imposible obtener un compues-

to 100 puro El anaacutelisis mencionado forma parte de un conjunto de pruebas establecidas para el con-

trol de la calidad de esta materia prima en particular

Por otra parte si lo que se realiza es el control de calidad de un lote fabricado o importado de tabletas

de KCl y se desea determinar si el contenido de principio activo en las tabletas cumple con el que de-

clara el fabricante (500mg) entonces la muestra seriacutean las tabletas (con la matriz que las caracterizan)

que llegan al laboratorio para ser analizadas y el analito el KCl contenido en ellas

Es preciso aclarar que cuando la muestra es un medicamento el analito puede o no ser especiacuteficamen-

te el principio activo pues frecuentemente se hace necesaria la determinacioacuten cuantitativa de otros

compuestos que acompantildean o pudieran acompantildear al faacutermaco en el medicamento cuya presencia y

concentracioacuten deben ser estrictamente controladas

El Anaacutelisis Quiacutemico (cualitativo o cuantitativo claacutesico o instrumental) tiene una ampliacutesima aplicacioacuten en el

campo farmaceacuteutico Ademaacutes de utilizarse en gran medida en el control de la calidad de materias pri-

mas y productos terminados se aplica tambieacuten en estudios farmacoloacutegicos toxicoloacutegicos farmacocineacuteti-

cos de estabilidad en la investigacioacuten y desarrollo de nuevos principios activos y medicamentos en el

desarrollo de kits para el diagnoacutestico de enfermedades en la fabricacioacuten de cosmeacuteticos y otros productos

de aseo y cuidado personal etc Igualmente los meacutetodos de anaacutelisis quiacutemico cualitativo y cuantitativo

son aplicables en el campo de las ciencias alimentarias medicina criminaliacutestica bioquiacutemica biologiacutea en

el control ambiental en el control antidopaje mineralogiacutea agricultura antropologiacutea y por supuesto en la

industria quiacutemica entre otros

Los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo constituyen el primer peldantildeo en el largo recorrido

dentro del amplio campo del anaacutelisis farmaceacuteutico Los conceptos y definiciones que se estudian son de

aplicacioacuten permanente en este campo El estudio de los meacutetodos claacutesicos no soacutelo proporciona una serie

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de herramientas teoacutericas y habilidades praacutecticas de aplicacioacuten directa en diversos perfiles de trabajo del

profesional farmaceacuteutico sino tambieacuten resultan imprescindibles para el ulterior aprendizaje de meacutetodos y

teacutecnicas de anaacutelisis maacutes complejos y especializados como por ejemplo los meacutetodos instrumentales

Por tanto el estudio de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo con el enfoque farmaceacuteutico que se

le ha dado en el presente texto debe capacitar al estudiante y futuro profesional farmaceacuteutico para

identificar los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

aplicar los principios conceptos y leyes en que se fundamentan estos meacutetodos

manipular adecuadamente los reactivos y la cristaleriacutea propia de un laboratorio analiacutetico asiacute co-

mo otros materiales utilizados en el mismo

preparar las soluciones necesarias

interpretar correctamente el lenguaje analiacutetico utilizado en la literatura farmaceacuteutica

ejecutar los meacutetodos y teacutecnicas analiacuteticas reportados en ese tipo de literatura

evaluar la posibilidad de aplicar los diferentes meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo seguacuten

las caracteriacutesticas quiacutemicas de una muestra dada

utilizar adecuadamente la libreta de trabajo en el laboratorio

realizar los caacutelculos necesarios y expresar correctamente los resultados parciales y finales del

trabajo analiacutetico haciendo referencia a los criterios de calidad establecidos en la literatura far-

maceacuteutica

interpretar cientiacuteficamente los resultados del anaacutelisis realizado

detectar las posibles fuentes de error que inciden en los resultados del trabajo experimental y

proponer la forma de minimizar la magnitud de estos

acometer el estudio de otros meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo

3 REVISION DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES

El estudio de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis requiere del constante uso de una serie de conceptos

con los cuales el estudiante debe familiarizarse completamente y revisar con frecuencia Entre estos

conceptos se encuentran tipos de electrolitos soluciones y sus propiedades caraacutecter aacutecido - base de

las sustancias unidades de masa y volumen formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre

ellas leyes del equilibrio quiacutemico y otros algunos de los cuales seraacuten repasados brevemente

Comenzaremos precisando que en el Sistema Internacional de Unidades (SI) adoptado nacionalmente

en Cuba la uacutenica unidad quiacutemica para una cantidad de sustancia es el mol El mol se define como la

cantidad de materia que contiene tantas especies elementales (aacutetomos electrones iones pares de io-

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nes o moleacuteculas expliacutecitamente especificados) como aacutetomos de carbono hay en exactamente 0012 kg

de carbono-12 (eacuteste es el nuacutemero de Avogadro)

Las unidades de masa que se utilizan son las que corresponden al Sistema Meacutetrico Decimal o sea gra-

mo (g) miligramo (mg) microgramo (microg) etc Igualmente se aplican las de volumen litro (L) mililitro

(mL) microlitro (microL) nanolitro (nL) etc

En las Tablas I y II se relacionan algunas de las conversiones de unidades de masa y volumen maacutes utili-

zadas en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

Tabla I - Conversiones entre unidades de masa

Tabla II - Conversiones entre unidades de volumen

4 ELECTROLITOS

Los electrolitos son sustancias que se disocian maacutes o menos completamente en sus iones cuando se

disuelven en agua Los electrolitos fuertes estaacuten virtualmente disociados por completo mientras que los

deacutebiles se encuentran presentes en solucioacuten tanto disociados como en forma molecular

Ejemplos de electrolitos fuertes

los aacutecidos inorgaacutenicos (percloacuterico niacutetrico clorhiacutedrico bromhiacutedrico yodhiacutedrico)

los hidroacutexidos alcalinos y alcalinoteacuterreos

casi todas las sales inorgaacutenicas (excepto los halogenuros cianuros y tiocianatos de cadmio zinc

y algunos otros)

Ejemplos de electrolitos deacutebiles

ng10g10mg10g10)pg(picogramo1

g10mg10g10)ng(nanogramo1

mg10g10)g(microgramo1

g10)mg(miligramo1

g10)Kg(ramologki1

36912

369

36

3

3

nL10L10mL10L10)pL(picolitro1

L10mL10L10)nL(nanolitro1

mL10L10)L(microlitro1

L10)mL(mililitro1

36912

369

36

3

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Algunos aacutecidos inorgaacutenicos (fosfoacuterico boacuterico carboacutenico)

Algunos hidroacutexidos inorgaacutenicos (amonio la mayoriacutea de los hidroacutexidos de metales divalentes y tri-

valentesetc)

La mayoriacutea de los aacutecidos orgaacutenicos

Haluros cianuros y tiocianatos de mercurio zinc y cadmio

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

Existen muacuteltiples formas de expresar la concentracioacuten todas de mucha aplicacioacuten en el anaacutelisis quiacutemico

y en especial en el anaacutelisis quiacutemico farmaceacuteutico A continuacioacuten se relacionan las maacutes comuacutenmente

empleadas no soacutelo cuando se trata de soluciones que se utilizan durante el desarrollo del anaacutelisis sino

tambieacuten cuando se reportan los resultados del mismo como por ejemplo pureza de una materia prima

contenido de principio activo o de impurezas en un medicamento etc

51 Concentracioacuten maacutesica (x)

La concentracioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de volumen de diso-

lucioacuten y se calcula seguacuten

Puede expresarse indistintamente en gL mgL gL gmL mgmL etc

Por ejemplo si se disuelven 40 g de NaOH hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten de la solucioacuten

resultante se puede expresar en gL

La concentracioacuten de esta misma solucioacuten puede ser expresada en cualquier unidad que relacione la ma-

sa de NaOH por unidad de volumen de disolucioacuten Para realizar estas conversiones soacutelo es necesario

conocer las relaciones entre las diferentes unidades de masa y volumen

Asiacute se puede decir que

Noacutetese que el valor de la concentracioacuten expresada en gL y mgmL es el mismo (160) o sea la relacioacuten

masa volumen se mantiene constante

Las unidades mgL expresan la concentracioacuten de soluciones muy diluidas aunque tambieacuten comuacutenmente

se expresan en partes por milloacuten (ppm)

[ 11])D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

Lg160L250

g40

)D(V

)NaOH(m)NaOH(

formasotrasentremLmg160Lmg160000mLg160Lg160)NaOH(

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ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

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Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 12 de 42

capitulo1 b y fdocx

533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 13 de 42

capitulo1 b y fdocx

Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

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Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 19 de 42

capitulo1 b y fdocx

Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

capitulo1 b y fdocx

Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 21 de 42

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 22 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 23 de 42

capitulo1 b y fdocx

factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 35 de 42

capitulo1 b y fdocx

O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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1032 Exactitud- _____________________________________________________________________ 25

1033 Precisioacuten- _____________________________________________________________________ 25

1034 Liacutemite de deteccioacuten- _____________________________________________________________ 26

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten- _________________________________________________________ 26

1036 Linealidad- ____________________________________________________________________ 26

1037 Rango- _______________________________________________________________________ 26

1038 Robustez- _____________________________________________________________________ 26

104 MUESTREO ______________________________________________________________ 27

105 PREPARACION DE LA MUESTRA _________________________________________ 28

1051 Preparacioacuten de la muestra _________________________________________________________ 30

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo _________________________________________________ 30

1053 Dilucioacuten ______________________________________________________________________ 31

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido _________________________________________________________ 31

1055 Clarificacioacuten ___________________________________________________________________ 31

1056 Destilacioacuten ____________________________________________________________________ 31

1057 Incineracioacuten ___________________________________________________________________ 31

1058 Digestioacuten _____________________________________________________________________ 31

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra __________________________ 32

11 DETERMINACION ANALITICA __________________________________________ 34

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS ________ 34

121 Interpretacioacuten de los resultados ______________________________________________ 38

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo __________________________________________ 38

131 Errores determinados o sistemaacuteticos _________________________________________ 39

132 Errores del meacutetodo ________________________________________________________ 39

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados ____________________ 39

134 Errores de operacioacuten ______________________________________________________ 40

135 Errores personales ________________________________________________________ 40

136 Errores indeterminados o accidentales ________________________________________ 40

14 El ensayo en blanco ______________________________________________________ 41

141 Determinaciones en paralelo _________________________________________________ 41

15 EJERCICIOS PROPUESTOS ______________________ iexclError Marcador no definido

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1 INTRODUCCION

La Quiacutemica Analiacutetica considerada por muchos la rama maacutes antigua de la Quiacutemica es la ciencia que

estudia el conjunto de principios leyes meacutetodos y teacutecnicas cuya finalidad es la determinacioacuten de la com-

posicioacuten quiacutemica de una muestra natural o artificial Es por tanto la ciencia creadora y elaboradora de

esos meacutetodos y teacutecnicas y puede definirse como la rama de la quiacutemica que se ocupa de la identificacioacuten

y cuantificacioacuten de uno o varios componentes quiacutemicos en una muestra dada De acuerdo con esta defi-

nicioacuten la Quiacutemica Analiacutetica se divide en cualitativa y cuantitativa

La Quiacutemica Analiacutetica Cualitativa tiene por objetivo el reconocimiento o identificacioacuten de los elementos

compuestos o grupos quiacutemicos presentes en una muestra mientras que el de la Quiacutemica Analiacutetica

Cuantitativa es la determinacioacuten de las cantidades en las cuales tales elementos compuestos o grupos

quiacutemicos se encuentran la muestra

Para cumplimentar cualquiera de estos objetivos (cualitativo o cuantitativo) la quiacutemica analiacutetica se vale

del procedimiento denominado meacutetodo analiacutetico el cual puede definirse como el conjunto de operacio-

nes fiacutesicas y quiacutemicas que permite identificar yo cuantificar un componente quiacutemico (el analito) en el

sistema material que lo contiene (la muestra) La complejidad en la composicioacuten (matriz) de la muestra

seraacute la que determine el procesamiento a que deberaacute ser sometida esta uacuteltima a fin de lograr resultados

oacuteptimos en el anaacutelisis Un ejemplo de muestra con matriz compleja es la sangre frecuentemente anali-

zada con muacuteltiples objetivos

Los meacutetodos de anaacutelisis quiacutemico pueden clasificarse de diferentes formas La maacutes aplicada es la que los

divide seguacuten la naturaleza de la medida final del anaacutelisis De acuerdo con esto los meacutetodos de anaacutelisis

quiacutemico pueden clasificarse en claacutesicos e instrumentales

11 Meacutetodos claacutesicos

Son los maacutes antiguos e involucran generalmente la aplicacioacuten de una reaccioacuten quiacutemica en la que inter-

viene el constituyente que se desea determinar Si el fin es cualitativo la reaccioacuten deberaacute dar lugar a la

aparicioacuten de coloracioacuten turbidez precipitado o cualquier otro cambio perceptible que indicaraacute la posible

presencia de especies quiacutemicas determinadas Estas reacciones caracteriacutesticas seraacuten descritas y aplica-

das en cursos posteriores

Si por el contrario el objetivo del anaacutelisis es cuantitativo el procedimiento quiacutemico empleado deberaacute

concluir con la medicioacuten final de una masa o un volumen que permitiraacute calcular la cantidad o concentra-

cioacuten de analito presente en la muestra Este texto trataraacute sobre los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuanti-

tativo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 4 de 42

capitulo1 b y fdocx

12 Meacutetodos instrumentales

Constituyen un conjunto de procedimientos basados en la medicioacuten instrumental de alguna propiedad

fiacutesico-quiacutemica de las sustancias que resulta proporcional a la masa o concentracioacuten de las mismas en el

sistema estudiado Estos meacutetodos por lo general no involucran reaccioacuten quiacutemica alguna y presentan

una enorme diversidad En ocasiones requieren de equipos que pueden resultar altamente sofisticados

y muy caros pero que ofrecen resultados imposibles de lograr por otras viacuteas Son aplicados ampliamen-

te tanto con fines cualitativos como cuantitativos A diferencia de los meacutetodos claacutesicos los cuales han

experimentado poco cambio a traveacutes de los antildeos los meacutetodos instrumentales estaacuten sometidos a un

permanente perfeccionamiento y desarrollo constituyendo una herramienta imprescindible en casi to-

das las ramas de la ciencia

No obstante los meacutetodos claacutesicos mantienen amplia aplicabilidad en el control de la calidad materias

primas y medicamentos Esto se debe a que en dependencia del objetivo que se persigue con un anaacuteli-

sis dado debe seleccionarse el meacutetodo analiacutetico adecuado es decir aqueacutel que ofrece los resultados

con el nivel de exigencia requerido y que no necesariamente es el maacutes moderno o costoso Un cientiacutefico

nunca deberaacute invertir tiempo o recursos para lograr maacutes exactitud y precisioacuten de la requerida para un

anaacutelisis dado aunque tampoco deberaacute desarrollar un trabajo analiacutetico cuyos resultados no esteacuten a la

altura de la exigencia que se plantea para el mismo

2 Los Medicamentos

Medicamento es toda sustancia o preparado que poseyendo propiedades curativas o preventivas es

elaborado para ser administrado al hombre o a los animales ayudando al organismo a recuperarse de

los desequilibrios producidos por las enfermedades o a protegerlo de las mismas

De forma general un medicamento estaacute compuesto por una sustancia o compuesto principal que es la

sustancia o principio farmacoloacutegicamente activo (o faacutermaco) responsable de ejercer la actividad preven-

tiva o terapeacuteutica (curativa) que se persigue con su administracioacuten frente a una enfermedad o padeci-

miento dado y otra serie de sustancias inactivas o inertes que se conocen como sustancias auxiliares o

excipientes que permiten o coadyuvan a una mejor absorcioacuten del principio activo por el organismo al

mismo tiempo que garantizan su estabilidad y posibilitan la preparacioacuten de la forma farmaceacuteutica (table-

ta unguumlento crema locioacuten jarabe colirio inyectable polvos etc) en que seraacute administrado Entonces

la forma farmaceacuteutica es la presentacioacuten externa de un medicamento con el fin de posibilitar su adminis-

tracioacuten al individuo En ocasiones un medicamento incluye en su composicioacuten maacutes de un principio acti-

vo y entonces se dice que es una asociacioacuten medicamentosa

Asiacute por ejemplo en las tabletas de KCl 500 mg administradas a pacientes hipopotaseacutemicos (con niveles

deprimidos de potasio en sangre) el cloruro de potasio constituye el principio activo o faacutermaco mien-

tras que los otros componentes de la tableta (glicerina estearato de magnesio hidroacutexido de aluminio y

acacia) son las sustancias auxiliares o excipientes

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 5 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por otra parte antes de formar parte del medicamento cada uno de los compuestos que va a ser utili-

zado en su elaboracioacuten constituye una materia prima (figura 11)

Para garantizar la calidad de un medicamento debe controlarse cuidadosamente la calidad de cada uno

de los componentes que forman parte del mismo asiacute como del proceso productivo mediante el cual es

elaborado De ello depende tanto la adecuada presentacioacuten del producto terminado como su efectividad

preventiva o terapeacuteutica y su estabilidad fiacutesica y quiacutemica

Por tal motivo todas las materias primas que van a ser utilizadas en la elaboracioacuten de un medicamento

deben ser sometidas a un riguroso control de calidad mediante la aplicacioacuten de una serie de teacutecnicas

analiacuteticas que permiten comprobar si cumplen o no con los requisitos de pureza establecidos para cada

una de ellas

Sin embargo ese control no basta para garantizar la calidad del producto terminado Durante el proceso

tecnoloacutegico mediante el cual se elabora el medicamento deben realizarse diferentes chequeos con el fin

de comprobar que todos los paraacutemetros tecnoloacutegicos se comportan adecuadamente y no se ha produci-

do alteracioacuten alguna en las distintas etapas productivas Finalmente el producto terminado es sometido

a una serie de pruebas o anaacutelisis de diferentes tipos (fiacutesicos quiacutemicos quiacutemico-fiacutesicos microbioloacutegicos

bioquiacutemicos etc en dependencia de sus caracteriacutesticas) para establecer si el mismo se encuentra o no

apto para el consumo humano o animal

En las farmacopeas compendios que se publican en los paiacuteses con maacutes desarrollo en produccioacuten de

medicamentos se recogen todos los anaacutelisis a que deben ser sometidos tanto las materias primas (prin-

cipios activos sustancias auxiliares agua de uso industrial envases etc) como los productos termina-

dos (medicamentos y otros productos de uso farmaceacuteutico) que se producen en cada uno de ellos Para

cada anaacutelisis se establece el ldquocriterio de calidadrdquo o sea el intervalo en el que deben encontrarse los re-

sultados del anaacutelisis en cuestioacuten para que tales materias primas o productos puedan ser considerados

aptos para el uso farmaceacuteutico Esta evaluacioacuten es obligatoria tanto si se trata de producciones naciona-

les como de productos importados Igualmente debe realizarse un control perioacutedico a las materias pri-

Figura 11 - Esquema representativo de los componentes presentes en las tabletas de KCl

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 6 de 42

capitulo1 b y fdocx

mas o formas terminadas que se mantienen almacenadas porque debe comprobarse que mantienen la

calidad requerida durante su almacenamiento

En cursos posteriores se trataraacuten detalladamente los aspectos concernientes al control de la calidad en

la industria farmaceacuteutica No obstante en el presente texto seraacuten utilizados muchos ejemplos que permi-

tiraacuten ilustrar de forma concreta la aplicacioacuten directa de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo en

ese campo

Cuando se va a aplicar una teacutecnica o procedimiento analiacutetico dado es imprescindible discernir claramen-

te cuaacutel es la muestra cuaacuteles son las caracteriacutesticas de su matriz y cuaacutel es el analito Para ello pueden

tomarse como ejemplo las tabletas de cloruro de potasio (KCl) esquematizadas anteriormente

Entonces desde el punto de vista analiacutetico cuando se desea determinar experimentalmente la pureza

de la materia prima ldquocloruro de potasiordquo esta uacuteltima constituiraacute la muestra a analizar en la que deberaacute

determinarse el contenido de KCL (componente quiacutemico) que realmente presenta y que constituiraacute el

analito en una matriz que pudiera estar compuesta por el KCL (analito) y otras impurezas que pudieran

estar presentes en la materia prima considerando que es praacutecticamente imposible obtener un compues-

to 100 puro El anaacutelisis mencionado forma parte de un conjunto de pruebas establecidas para el con-

trol de la calidad de esta materia prima en particular

Por otra parte si lo que se realiza es el control de calidad de un lote fabricado o importado de tabletas

de KCl y se desea determinar si el contenido de principio activo en las tabletas cumple con el que de-

clara el fabricante (500mg) entonces la muestra seriacutean las tabletas (con la matriz que las caracterizan)

que llegan al laboratorio para ser analizadas y el analito el KCl contenido en ellas

Es preciso aclarar que cuando la muestra es un medicamento el analito puede o no ser especiacuteficamen-

te el principio activo pues frecuentemente se hace necesaria la determinacioacuten cuantitativa de otros

compuestos que acompantildean o pudieran acompantildear al faacutermaco en el medicamento cuya presencia y

concentracioacuten deben ser estrictamente controladas

El Anaacutelisis Quiacutemico (cualitativo o cuantitativo claacutesico o instrumental) tiene una ampliacutesima aplicacioacuten en el

campo farmaceacuteutico Ademaacutes de utilizarse en gran medida en el control de la calidad de materias pri-

mas y productos terminados se aplica tambieacuten en estudios farmacoloacutegicos toxicoloacutegicos farmacocineacuteti-

cos de estabilidad en la investigacioacuten y desarrollo de nuevos principios activos y medicamentos en el

desarrollo de kits para el diagnoacutestico de enfermedades en la fabricacioacuten de cosmeacuteticos y otros productos

de aseo y cuidado personal etc Igualmente los meacutetodos de anaacutelisis quiacutemico cualitativo y cuantitativo

son aplicables en el campo de las ciencias alimentarias medicina criminaliacutestica bioquiacutemica biologiacutea en

el control ambiental en el control antidopaje mineralogiacutea agricultura antropologiacutea y por supuesto en la

industria quiacutemica entre otros

Los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo constituyen el primer peldantildeo en el largo recorrido

dentro del amplio campo del anaacutelisis farmaceacuteutico Los conceptos y definiciones que se estudian son de

aplicacioacuten permanente en este campo El estudio de los meacutetodos claacutesicos no soacutelo proporciona una serie

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 7 de 42

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de herramientas teoacutericas y habilidades praacutecticas de aplicacioacuten directa en diversos perfiles de trabajo del

profesional farmaceacuteutico sino tambieacuten resultan imprescindibles para el ulterior aprendizaje de meacutetodos y

teacutecnicas de anaacutelisis maacutes complejos y especializados como por ejemplo los meacutetodos instrumentales

Por tanto el estudio de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo con el enfoque farmaceacuteutico que se

le ha dado en el presente texto debe capacitar al estudiante y futuro profesional farmaceacuteutico para

identificar los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

aplicar los principios conceptos y leyes en que se fundamentan estos meacutetodos

manipular adecuadamente los reactivos y la cristaleriacutea propia de un laboratorio analiacutetico asiacute co-

mo otros materiales utilizados en el mismo

preparar las soluciones necesarias

interpretar correctamente el lenguaje analiacutetico utilizado en la literatura farmaceacuteutica

ejecutar los meacutetodos y teacutecnicas analiacuteticas reportados en ese tipo de literatura

evaluar la posibilidad de aplicar los diferentes meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo seguacuten

las caracteriacutesticas quiacutemicas de una muestra dada

utilizar adecuadamente la libreta de trabajo en el laboratorio

realizar los caacutelculos necesarios y expresar correctamente los resultados parciales y finales del

trabajo analiacutetico haciendo referencia a los criterios de calidad establecidos en la literatura far-

maceacuteutica

interpretar cientiacuteficamente los resultados del anaacutelisis realizado

detectar las posibles fuentes de error que inciden en los resultados del trabajo experimental y

proponer la forma de minimizar la magnitud de estos

acometer el estudio de otros meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo

3 REVISION DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES

El estudio de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis requiere del constante uso de una serie de conceptos

con los cuales el estudiante debe familiarizarse completamente y revisar con frecuencia Entre estos

conceptos se encuentran tipos de electrolitos soluciones y sus propiedades caraacutecter aacutecido - base de

las sustancias unidades de masa y volumen formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre

ellas leyes del equilibrio quiacutemico y otros algunos de los cuales seraacuten repasados brevemente

Comenzaremos precisando que en el Sistema Internacional de Unidades (SI) adoptado nacionalmente

en Cuba la uacutenica unidad quiacutemica para una cantidad de sustancia es el mol El mol se define como la

cantidad de materia que contiene tantas especies elementales (aacutetomos electrones iones pares de io-

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 8 de 42

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nes o moleacuteculas expliacutecitamente especificados) como aacutetomos de carbono hay en exactamente 0012 kg

de carbono-12 (eacuteste es el nuacutemero de Avogadro)

Las unidades de masa que se utilizan son las que corresponden al Sistema Meacutetrico Decimal o sea gra-

mo (g) miligramo (mg) microgramo (microg) etc Igualmente se aplican las de volumen litro (L) mililitro

(mL) microlitro (microL) nanolitro (nL) etc

En las Tablas I y II se relacionan algunas de las conversiones de unidades de masa y volumen maacutes utili-

zadas en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

Tabla I - Conversiones entre unidades de masa

Tabla II - Conversiones entre unidades de volumen

4 ELECTROLITOS

Los electrolitos son sustancias que se disocian maacutes o menos completamente en sus iones cuando se

disuelven en agua Los electrolitos fuertes estaacuten virtualmente disociados por completo mientras que los

deacutebiles se encuentran presentes en solucioacuten tanto disociados como en forma molecular

Ejemplos de electrolitos fuertes

los aacutecidos inorgaacutenicos (percloacuterico niacutetrico clorhiacutedrico bromhiacutedrico yodhiacutedrico)

los hidroacutexidos alcalinos y alcalinoteacuterreos

casi todas las sales inorgaacutenicas (excepto los halogenuros cianuros y tiocianatos de cadmio zinc

y algunos otros)

Ejemplos de electrolitos deacutebiles

ng10g10mg10g10)pg(picogramo1

g10mg10g10)ng(nanogramo1

mg10g10)g(microgramo1

g10)mg(miligramo1

g10)Kg(ramologki1

36912

369

36

3

3

nL10L10mL10L10)pL(picolitro1

L10mL10L10)nL(nanolitro1

mL10L10)L(microlitro1

L10)mL(mililitro1

36912

369

36

3

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 9 de 42

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Algunos aacutecidos inorgaacutenicos (fosfoacuterico boacuterico carboacutenico)

Algunos hidroacutexidos inorgaacutenicos (amonio la mayoriacutea de los hidroacutexidos de metales divalentes y tri-

valentesetc)

La mayoriacutea de los aacutecidos orgaacutenicos

Haluros cianuros y tiocianatos de mercurio zinc y cadmio

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

Existen muacuteltiples formas de expresar la concentracioacuten todas de mucha aplicacioacuten en el anaacutelisis quiacutemico

y en especial en el anaacutelisis quiacutemico farmaceacuteutico A continuacioacuten se relacionan las maacutes comuacutenmente

empleadas no soacutelo cuando se trata de soluciones que se utilizan durante el desarrollo del anaacutelisis sino

tambieacuten cuando se reportan los resultados del mismo como por ejemplo pureza de una materia prima

contenido de principio activo o de impurezas en un medicamento etc

51 Concentracioacuten maacutesica (x)

La concentracioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de volumen de diso-

lucioacuten y se calcula seguacuten

Puede expresarse indistintamente en gL mgL gL gmL mgmL etc

Por ejemplo si se disuelven 40 g de NaOH hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten de la solucioacuten

resultante se puede expresar en gL

La concentracioacuten de esta misma solucioacuten puede ser expresada en cualquier unidad que relacione la ma-

sa de NaOH por unidad de volumen de disolucioacuten Para realizar estas conversiones soacutelo es necesario

conocer las relaciones entre las diferentes unidades de masa y volumen

Asiacute se puede decir que

Noacutetese que el valor de la concentracioacuten expresada en gL y mgmL es el mismo (160) o sea la relacioacuten

masa volumen se mantiene constante

Las unidades mgL expresan la concentracioacuten de soluciones muy diluidas aunque tambieacuten comuacutenmente

se expresan en partes por milloacuten (ppm)

[ 11])D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

Lg160L250

g40

)D(V

)NaOH(m)NaOH(

formasotrasentremLmg160Lmg160000mLg160Lg160)NaOH(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 10 de 42

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ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 11 de 42

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Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

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533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

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Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

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Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 17 de 42

capitulo1 b y fdocx

Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

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8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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1 INTRODUCCION

La Quiacutemica Analiacutetica considerada por muchos la rama maacutes antigua de la Quiacutemica es la ciencia que

estudia el conjunto de principios leyes meacutetodos y teacutecnicas cuya finalidad es la determinacioacuten de la com-

posicioacuten quiacutemica de una muestra natural o artificial Es por tanto la ciencia creadora y elaboradora de

esos meacutetodos y teacutecnicas y puede definirse como la rama de la quiacutemica que se ocupa de la identificacioacuten

y cuantificacioacuten de uno o varios componentes quiacutemicos en una muestra dada De acuerdo con esta defi-

nicioacuten la Quiacutemica Analiacutetica se divide en cualitativa y cuantitativa

La Quiacutemica Analiacutetica Cualitativa tiene por objetivo el reconocimiento o identificacioacuten de los elementos

compuestos o grupos quiacutemicos presentes en una muestra mientras que el de la Quiacutemica Analiacutetica

Cuantitativa es la determinacioacuten de las cantidades en las cuales tales elementos compuestos o grupos

quiacutemicos se encuentran la muestra

Para cumplimentar cualquiera de estos objetivos (cualitativo o cuantitativo) la quiacutemica analiacutetica se vale

del procedimiento denominado meacutetodo analiacutetico el cual puede definirse como el conjunto de operacio-

nes fiacutesicas y quiacutemicas que permite identificar yo cuantificar un componente quiacutemico (el analito) en el

sistema material que lo contiene (la muestra) La complejidad en la composicioacuten (matriz) de la muestra

seraacute la que determine el procesamiento a que deberaacute ser sometida esta uacuteltima a fin de lograr resultados

oacuteptimos en el anaacutelisis Un ejemplo de muestra con matriz compleja es la sangre frecuentemente anali-

zada con muacuteltiples objetivos

Los meacutetodos de anaacutelisis quiacutemico pueden clasificarse de diferentes formas La maacutes aplicada es la que los

divide seguacuten la naturaleza de la medida final del anaacutelisis De acuerdo con esto los meacutetodos de anaacutelisis

quiacutemico pueden clasificarse en claacutesicos e instrumentales

11 Meacutetodos claacutesicos

Son los maacutes antiguos e involucran generalmente la aplicacioacuten de una reaccioacuten quiacutemica en la que inter-

viene el constituyente que se desea determinar Si el fin es cualitativo la reaccioacuten deberaacute dar lugar a la

aparicioacuten de coloracioacuten turbidez precipitado o cualquier otro cambio perceptible que indicaraacute la posible

presencia de especies quiacutemicas determinadas Estas reacciones caracteriacutesticas seraacuten descritas y aplica-

das en cursos posteriores

Si por el contrario el objetivo del anaacutelisis es cuantitativo el procedimiento quiacutemico empleado deberaacute

concluir con la medicioacuten final de una masa o un volumen que permitiraacute calcular la cantidad o concentra-

cioacuten de analito presente en la muestra Este texto trataraacute sobre los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuanti-

tativo

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12 Meacutetodos instrumentales

Constituyen un conjunto de procedimientos basados en la medicioacuten instrumental de alguna propiedad

fiacutesico-quiacutemica de las sustancias que resulta proporcional a la masa o concentracioacuten de las mismas en el

sistema estudiado Estos meacutetodos por lo general no involucran reaccioacuten quiacutemica alguna y presentan

una enorme diversidad En ocasiones requieren de equipos que pueden resultar altamente sofisticados

y muy caros pero que ofrecen resultados imposibles de lograr por otras viacuteas Son aplicados ampliamen-

te tanto con fines cualitativos como cuantitativos A diferencia de los meacutetodos claacutesicos los cuales han

experimentado poco cambio a traveacutes de los antildeos los meacutetodos instrumentales estaacuten sometidos a un

permanente perfeccionamiento y desarrollo constituyendo una herramienta imprescindible en casi to-

das las ramas de la ciencia

No obstante los meacutetodos claacutesicos mantienen amplia aplicabilidad en el control de la calidad materias

primas y medicamentos Esto se debe a que en dependencia del objetivo que se persigue con un anaacuteli-

sis dado debe seleccionarse el meacutetodo analiacutetico adecuado es decir aqueacutel que ofrece los resultados

con el nivel de exigencia requerido y que no necesariamente es el maacutes moderno o costoso Un cientiacutefico

nunca deberaacute invertir tiempo o recursos para lograr maacutes exactitud y precisioacuten de la requerida para un

anaacutelisis dado aunque tampoco deberaacute desarrollar un trabajo analiacutetico cuyos resultados no esteacuten a la

altura de la exigencia que se plantea para el mismo

2 Los Medicamentos

Medicamento es toda sustancia o preparado que poseyendo propiedades curativas o preventivas es

elaborado para ser administrado al hombre o a los animales ayudando al organismo a recuperarse de

los desequilibrios producidos por las enfermedades o a protegerlo de las mismas

De forma general un medicamento estaacute compuesto por una sustancia o compuesto principal que es la

sustancia o principio farmacoloacutegicamente activo (o faacutermaco) responsable de ejercer la actividad preven-

tiva o terapeacuteutica (curativa) que se persigue con su administracioacuten frente a una enfermedad o padeci-

miento dado y otra serie de sustancias inactivas o inertes que se conocen como sustancias auxiliares o

excipientes que permiten o coadyuvan a una mejor absorcioacuten del principio activo por el organismo al

mismo tiempo que garantizan su estabilidad y posibilitan la preparacioacuten de la forma farmaceacuteutica (table-

ta unguumlento crema locioacuten jarabe colirio inyectable polvos etc) en que seraacute administrado Entonces

la forma farmaceacuteutica es la presentacioacuten externa de un medicamento con el fin de posibilitar su adminis-

tracioacuten al individuo En ocasiones un medicamento incluye en su composicioacuten maacutes de un principio acti-

vo y entonces se dice que es una asociacioacuten medicamentosa

Asiacute por ejemplo en las tabletas de KCl 500 mg administradas a pacientes hipopotaseacutemicos (con niveles

deprimidos de potasio en sangre) el cloruro de potasio constituye el principio activo o faacutermaco mien-

tras que los otros componentes de la tableta (glicerina estearato de magnesio hidroacutexido de aluminio y

acacia) son las sustancias auxiliares o excipientes

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Por otra parte antes de formar parte del medicamento cada uno de los compuestos que va a ser utili-

zado en su elaboracioacuten constituye una materia prima (figura 11)

Para garantizar la calidad de un medicamento debe controlarse cuidadosamente la calidad de cada uno

de los componentes que forman parte del mismo asiacute como del proceso productivo mediante el cual es

elaborado De ello depende tanto la adecuada presentacioacuten del producto terminado como su efectividad

preventiva o terapeacuteutica y su estabilidad fiacutesica y quiacutemica

Por tal motivo todas las materias primas que van a ser utilizadas en la elaboracioacuten de un medicamento

deben ser sometidas a un riguroso control de calidad mediante la aplicacioacuten de una serie de teacutecnicas

analiacuteticas que permiten comprobar si cumplen o no con los requisitos de pureza establecidos para cada

una de ellas

Sin embargo ese control no basta para garantizar la calidad del producto terminado Durante el proceso

tecnoloacutegico mediante el cual se elabora el medicamento deben realizarse diferentes chequeos con el fin

de comprobar que todos los paraacutemetros tecnoloacutegicos se comportan adecuadamente y no se ha produci-

do alteracioacuten alguna en las distintas etapas productivas Finalmente el producto terminado es sometido

a una serie de pruebas o anaacutelisis de diferentes tipos (fiacutesicos quiacutemicos quiacutemico-fiacutesicos microbioloacutegicos

bioquiacutemicos etc en dependencia de sus caracteriacutesticas) para establecer si el mismo se encuentra o no

apto para el consumo humano o animal

En las farmacopeas compendios que se publican en los paiacuteses con maacutes desarrollo en produccioacuten de

medicamentos se recogen todos los anaacutelisis a que deben ser sometidos tanto las materias primas (prin-

cipios activos sustancias auxiliares agua de uso industrial envases etc) como los productos termina-

dos (medicamentos y otros productos de uso farmaceacuteutico) que se producen en cada uno de ellos Para

cada anaacutelisis se establece el ldquocriterio de calidadrdquo o sea el intervalo en el que deben encontrarse los re-

sultados del anaacutelisis en cuestioacuten para que tales materias primas o productos puedan ser considerados

aptos para el uso farmaceacuteutico Esta evaluacioacuten es obligatoria tanto si se trata de producciones naciona-

les como de productos importados Igualmente debe realizarse un control perioacutedico a las materias pri-

Figura 11 - Esquema representativo de los componentes presentes en las tabletas de KCl

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mas o formas terminadas que se mantienen almacenadas porque debe comprobarse que mantienen la

calidad requerida durante su almacenamiento

En cursos posteriores se trataraacuten detalladamente los aspectos concernientes al control de la calidad en

la industria farmaceacuteutica No obstante en el presente texto seraacuten utilizados muchos ejemplos que permi-

tiraacuten ilustrar de forma concreta la aplicacioacuten directa de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo en

ese campo

Cuando se va a aplicar una teacutecnica o procedimiento analiacutetico dado es imprescindible discernir claramen-

te cuaacutel es la muestra cuaacuteles son las caracteriacutesticas de su matriz y cuaacutel es el analito Para ello pueden

tomarse como ejemplo las tabletas de cloruro de potasio (KCl) esquematizadas anteriormente

Entonces desde el punto de vista analiacutetico cuando se desea determinar experimentalmente la pureza

de la materia prima ldquocloruro de potasiordquo esta uacuteltima constituiraacute la muestra a analizar en la que deberaacute

determinarse el contenido de KCL (componente quiacutemico) que realmente presenta y que constituiraacute el

analito en una matriz que pudiera estar compuesta por el KCL (analito) y otras impurezas que pudieran

estar presentes en la materia prima considerando que es praacutecticamente imposible obtener un compues-

to 100 puro El anaacutelisis mencionado forma parte de un conjunto de pruebas establecidas para el con-

trol de la calidad de esta materia prima en particular

Por otra parte si lo que se realiza es el control de calidad de un lote fabricado o importado de tabletas

de KCl y se desea determinar si el contenido de principio activo en las tabletas cumple con el que de-

clara el fabricante (500mg) entonces la muestra seriacutean las tabletas (con la matriz que las caracterizan)

que llegan al laboratorio para ser analizadas y el analito el KCl contenido en ellas

Es preciso aclarar que cuando la muestra es un medicamento el analito puede o no ser especiacuteficamen-

te el principio activo pues frecuentemente se hace necesaria la determinacioacuten cuantitativa de otros

compuestos que acompantildean o pudieran acompantildear al faacutermaco en el medicamento cuya presencia y

concentracioacuten deben ser estrictamente controladas

El Anaacutelisis Quiacutemico (cualitativo o cuantitativo claacutesico o instrumental) tiene una ampliacutesima aplicacioacuten en el

campo farmaceacuteutico Ademaacutes de utilizarse en gran medida en el control de la calidad de materias pri-

mas y productos terminados se aplica tambieacuten en estudios farmacoloacutegicos toxicoloacutegicos farmacocineacuteti-

cos de estabilidad en la investigacioacuten y desarrollo de nuevos principios activos y medicamentos en el

desarrollo de kits para el diagnoacutestico de enfermedades en la fabricacioacuten de cosmeacuteticos y otros productos

de aseo y cuidado personal etc Igualmente los meacutetodos de anaacutelisis quiacutemico cualitativo y cuantitativo

son aplicables en el campo de las ciencias alimentarias medicina criminaliacutestica bioquiacutemica biologiacutea en

el control ambiental en el control antidopaje mineralogiacutea agricultura antropologiacutea y por supuesto en la

industria quiacutemica entre otros

Los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo constituyen el primer peldantildeo en el largo recorrido

dentro del amplio campo del anaacutelisis farmaceacuteutico Los conceptos y definiciones que se estudian son de

aplicacioacuten permanente en este campo El estudio de los meacutetodos claacutesicos no soacutelo proporciona una serie

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de herramientas teoacutericas y habilidades praacutecticas de aplicacioacuten directa en diversos perfiles de trabajo del

profesional farmaceacuteutico sino tambieacuten resultan imprescindibles para el ulterior aprendizaje de meacutetodos y

teacutecnicas de anaacutelisis maacutes complejos y especializados como por ejemplo los meacutetodos instrumentales

Por tanto el estudio de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo con el enfoque farmaceacuteutico que se

le ha dado en el presente texto debe capacitar al estudiante y futuro profesional farmaceacuteutico para

identificar los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

aplicar los principios conceptos y leyes en que se fundamentan estos meacutetodos

manipular adecuadamente los reactivos y la cristaleriacutea propia de un laboratorio analiacutetico asiacute co-

mo otros materiales utilizados en el mismo

preparar las soluciones necesarias

interpretar correctamente el lenguaje analiacutetico utilizado en la literatura farmaceacuteutica

ejecutar los meacutetodos y teacutecnicas analiacuteticas reportados en ese tipo de literatura

evaluar la posibilidad de aplicar los diferentes meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo seguacuten

las caracteriacutesticas quiacutemicas de una muestra dada

utilizar adecuadamente la libreta de trabajo en el laboratorio

realizar los caacutelculos necesarios y expresar correctamente los resultados parciales y finales del

trabajo analiacutetico haciendo referencia a los criterios de calidad establecidos en la literatura far-

maceacuteutica

interpretar cientiacuteficamente los resultados del anaacutelisis realizado

detectar las posibles fuentes de error que inciden en los resultados del trabajo experimental y

proponer la forma de minimizar la magnitud de estos

acometer el estudio de otros meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo

3 REVISION DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES

El estudio de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis requiere del constante uso de una serie de conceptos

con los cuales el estudiante debe familiarizarse completamente y revisar con frecuencia Entre estos

conceptos se encuentran tipos de electrolitos soluciones y sus propiedades caraacutecter aacutecido - base de

las sustancias unidades de masa y volumen formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre

ellas leyes del equilibrio quiacutemico y otros algunos de los cuales seraacuten repasados brevemente

Comenzaremos precisando que en el Sistema Internacional de Unidades (SI) adoptado nacionalmente

en Cuba la uacutenica unidad quiacutemica para una cantidad de sustancia es el mol El mol se define como la

cantidad de materia que contiene tantas especies elementales (aacutetomos electrones iones pares de io-

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nes o moleacuteculas expliacutecitamente especificados) como aacutetomos de carbono hay en exactamente 0012 kg

de carbono-12 (eacuteste es el nuacutemero de Avogadro)

Las unidades de masa que se utilizan son las que corresponden al Sistema Meacutetrico Decimal o sea gra-

mo (g) miligramo (mg) microgramo (microg) etc Igualmente se aplican las de volumen litro (L) mililitro

(mL) microlitro (microL) nanolitro (nL) etc

En las Tablas I y II se relacionan algunas de las conversiones de unidades de masa y volumen maacutes utili-

zadas en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

Tabla I - Conversiones entre unidades de masa

Tabla II - Conversiones entre unidades de volumen

4 ELECTROLITOS

Los electrolitos son sustancias que se disocian maacutes o menos completamente en sus iones cuando se

disuelven en agua Los electrolitos fuertes estaacuten virtualmente disociados por completo mientras que los

deacutebiles se encuentran presentes en solucioacuten tanto disociados como en forma molecular

Ejemplos de electrolitos fuertes

los aacutecidos inorgaacutenicos (percloacuterico niacutetrico clorhiacutedrico bromhiacutedrico yodhiacutedrico)

los hidroacutexidos alcalinos y alcalinoteacuterreos

casi todas las sales inorgaacutenicas (excepto los halogenuros cianuros y tiocianatos de cadmio zinc

y algunos otros)

Ejemplos de electrolitos deacutebiles

ng10g10mg10g10)pg(picogramo1

g10mg10g10)ng(nanogramo1

mg10g10)g(microgramo1

g10)mg(miligramo1

g10)Kg(ramologki1

36912

369

36

3

3

nL10L10mL10L10)pL(picolitro1

L10mL10L10)nL(nanolitro1

mL10L10)L(microlitro1

L10)mL(mililitro1

36912

369

36

3

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Algunos aacutecidos inorgaacutenicos (fosfoacuterico boacuterico carboacutenico)

Algunos hidroacutexidos inorgaacutenicos (amonio la mayoriacutea de los hidroacutexidos de metales divalentes y tri-

valentesetc)

La mayoriacutea de los aacutecidos orgaacutenicos

Haluros cianuros y tiocianatos de mercurio zinc y cadmio

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

Existen muacuteltiples formas de expresar la concentracioacuten todas de mucha aplicacioacuten en el anaacutelisis quiacutemico

y en especial en el anaacutelisis quiacutemico farmaceacuteutico A continuacioacuten se relacionan las maacutes comuacutenmente

empleadas no soacutelo cuando se trata de soluciones que se utilizan durante el desarrollo del anaacutelisis sino

tambieacuten cuando se reportan los resultados del mismo como por ejemplo pureza de una materia prima

contenido de principio activo o de impurezas en un medicamento etc

51 Concentracioacuten maacutesica (x)

La concentracioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de volumen de diso-

lucioacuten y se calcula seguacuten

Puede expresarse indistintamente en gL mgL gL gmL mgmL etc

Por ejemplo si se disuelven 40 g de NaOH hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten de la solucioacuten

resultante se puede expresar en gL

La concentracioacuten de esta misma solucioacuten puede ser expresada en cualquier unidad que relacione la ma-

sa de NaOH por unidad de volumen de disolucioacuten Para realizar estas conversiones soacutelo es necesario

conocer las relaciones entre las diferentes unidades de masa y volumen

Asiacute se puede decir que

Noacutetese que el valor de la concentracioacuten expresada en gL y mgmL es el mismo (160) o sea la relacioacuten

masa volumen se mantiene constante

Las unidades mgL expresan la concentracioacuten de soluciones muy diluidas aunque tambieacuten comuacutenmente

se expresan en partes por milloacuten (ppm)

[ 11])D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

Lg160L250

g40

)D(V

)NaOH(m)NaOH(

formasotrasentremLmg160Lmg160000mLg160Lg160)NaOH(

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ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

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Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 12 de 42

capitulo1 b y fdocx

533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 13 de 42

capitulo1 b y fdocx

Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 17 de 42

capitulo1 b y fdocx

Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 19 de 42

capitulo1 b y fdocx

Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

capitulo1 b y fdocx

Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 21 de 42

capitulo1 b y fdocx

persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 22 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 34 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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capitulo1 b y fdocx

O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

Page 4: capitulo1 b y f

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12 Meacutetodos instrumentales

Constituyen un conjunto de procedimientos basados en la medicioacuten instrumental de alguna propiedad

fiacutesico-quiacutemica de las sustancias que resulta proporcional a la masa o concentracioacuten de las mismas en el

sistema estudiado Estos meacutetodos por lo general no involucran reaccioacuten quiacutemica alguna y presentan

una enorme diversidad En ocasiones requieren de equipos que pueden resultar altamente sofisticados

y muy caros pero que ofrecen resultados imposibles de lograr por otras viacuteas Son aplicados ampliamen-

te tanto con fines cualitativos como cuantitativos A diferencia de los meacutetodos claacutesicos los cuales han

experimentado poco cambio a traveacutes de los antildeos los meacutetodos instrumentales estaacuten sometidos a un

permanente perfeccionamiento y desarrollo constituyendo una herramienta imprescindible en casi to-

das las ramas de la ciencia

No obstante los meacutetodos claacutesicos mantienen amplia aplicabilidad en el control de la calidad materias

primas y medicamentos Esto se debe a que en dependencia del objetivo que se persigue con un anaacuteli-

sis dado debe seleccionarse el meacutetodo analiacutetico adecuado es decir aqueacutel que ofrece los resultados

con el nivel de exigencia requerido y que no necesariamente es el maacutes moderno o costoso Un cientiacutefico

nunca deberaacute invertir tiempo o recursos para lograr maacutes exactitud y precisioacuten de la requerida para un

anaacutelisis dado aunque tampoco deberaacute desarrollar un trabajo analiacutetico cuyos resultados no esteacuten a la

altura de la exigencia que se plantea para el mismo

2 Los Medicamentos

Medicamento es toda sustancia o preparado que poseyendo propiedades curativas o preventivas es

elaborado para ser administrado al hombre o a los animales ayudando al organismo a recuperarse de

los desequilibrios producidos por las enfermedades o a protegerlo de las mismas

De forma general un medicamento estaacute compuesto por una sustancia o compuesto principal que es la

sustancia o principio farmacoloacutegicamente activo (o faacutermaco) responsable de ejercer la actividad preven-

tiva o terapeacuteutica (curativa) que se persigue con su administracioacuten frente a una enfermedad o padeci-

miento dado y otra serie de sustancias inactivas o inertes que se conocen como sustancias auxiliares o

excipientes que permiten o coadyuvan a una mejor absorcioacuten del principio activo por el organismo al

mismo tiempo que garantizan su estabilidad y posibilitan la preparacioacuten de la forma farmaceacuteutica (table-

ta unguumlento crema locioacuten jarabe colirio inyectable polvos etc) en que seraacute administrado Entonces

la forma farmaceacuteutica es la presentacioacuten externa de un medicamento con el fin de posibilitar su adminis-

tracioacuten al individuo En ocasiones un medicamento incluye en su composicioacuten maacutes de un principio acti-

vo y entonces se dice que es una asociacioacuten medicamentosa

Asiacute por ejemplo en las tabletas de KCl 500 mg administradas a pacientes hipopotaseacutemicos (con niveles

deprimidos de potasio en sangre) el cloruro de potasio constituye el principio activo o faacutermaco mien-

tras que los otros componentes de la tableta (glicerina estearato de magnesio hidroacutexido de aluminio y

acacia) son las sustancias auxiliares o excipientes

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 5 de 42

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Por otra parte antes de formar parte del medicamento cada uno de los compuestos que va a ser utili-

zado en su elaboracioacuten constituye una materia prima (figura 11)

Para garantizar la calidad de un medicamento debe controlarse cuidadosamente la calidad de cada uno

de los componentes que forman parte del mismo asiacute como del proceso productivo mediante el cual es

elaborado De ello depende tanto la adecuada presentacioacuten del producto terminado como su efectividad

preventiva o terapeacuteutica y su estabilidad fiacutesica y quiacutemica

Por tal motivo todas las materias primas que van a ser utilizadas en la elaboracioacuten de un medicamento

deben ser sometidas a un riguroso control de calidad mediante la aplicacioacuten de una serie de teacutecnicas

analiacuteticas que permiten comprobar si cumplen o no con los requisitos de pureza establecidos para cada

una de ellas

Sin embargo ese control no basta para garantizar la calidad del producto terminado Durante el proceso

tecnoloacutegico mediante el cual se elabora el medicamento deben realizarse diferentes chequeos con el fin

de comprobar que todos los paraacutemetros tecnoloacutegicos se comportan adecuadamente y no se ha produci-

do alteracioacuten alguna en las distintas etapas productivas Finalmente el producto terminado es sometido

a una serie de pruebas o anaacutelisis de diferentes tipos (fiacutesicos quiacutemicos quiacutemico-fiacutesicos microbioloacutegicos

bioquiacutemicos etc en dependencia de sus caracteriacutesticas) para establecer si el mismo se encuentra o no

apto para el consumo humano o animal

En las farmacopeas compendios que se publican en los paiacuteses con maacutes desarrollo en produccioacuten de

medicamentos se recogen todos los anaacutelisis a que deben ser sometidos tanto las materias primas (prin-

cipios activos sustancias auxiliares agua de uso industrial envases etc) como los productos termina-

dos (medicamentos y otros productos de uso farmaceacuteutico) que se producen en cada uno de ellos Para

cada anaacutelisis se establece el ldquocriterio de calidadrdquo o sea el intervalo en el que deben encontrarse los re-

sultados del anaacutelisis en cuestioacuten para que tales materias primas o productos puedan ser considerados

aptos para el uso farmaceacuteutico Esta evaluacioacuten es obligatoria tanto si se trata de producciones naciona-

les como de productos importados Igualmente debe realizarse un control perioacutedico a las materias pri-

Figura 11 - Esquema representativo de los componentes presentes en las tabletas de KCl

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 6 de 42

capitulo1 b y fdocx

mas o formas terminadas que se mantienen almacenadas porque debe comprobarse que mantienen la

calidad requerida durante su almacenamiento

En cursos posteriores se trataraacuten detalladamente los aspectos concernientes al control de la calidad en

la industria farmaceacuteutica No obstante en el presente texto seraacuten utilizados muchos ejemplos que permi-

tiraacuten ilustrar de forma concreta la aplicacioacuten directa de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo en

ese campo

Cuando se va a aplicar una teacutecnica o procedimiento analiacutetico dado es imprescindible discernir claramen-

te cuaacutel es la muestra cuaacuteles son las caracteriacutesticas de su matriz y cuaacutel es el analito Para ello pueden

tomarse como ejemplo las tabletas de cloruro de potasio (KCl) esquematizadas anteriormente

Entonces desde el punto de vista analiacutetico cuando se desea determinar experimentalmente la pureza

de la materia prima ldquocloruro de potasiordquo esta uacuteltima constituiraacute la muestra a analizar en la que deberaacute

determinarse el contenido de KCL (componente quiacutemico) que realmente presenta y que constituiraacute el

analito en una matriz que pudiera estar compuesta por el KCL (analito) y otras impurezas que pudieran

estar presentes en la materia prima considerando que es praacutecticamente imposible obtener un compues-

to 100 puro El anaacutelisis mencionado forma parte de un conjunto de pruebas establecidas para el con-

trol de la calidad de esta materia prima en particular

Por otra parte si lo que se realiza es el control de calidad de un lote fabricado o importado de tabletas

de KCl y se desea determinar si el contenido de principio activo en las tabletas cumple con el que de-

clara el fabricante (500mg) entonces la muestra seriacutean las tabletas (con la matriz que las caracterizan)

que llegan al laboratorio para ser analizadas y el analito el KCl contenido en ellas

Es preciso aclarar que cuando la muestra es un medicamento el analito puede o no ser especiacuteficamen-

te el principio activo pues frecuentemente se hace necesaria la determinacioacuten cuantitativa de otros

compuestos que acompantildean o pudieran acompantildear al faacutermaco en el medicamento cuya presencia y

concentracioacuten deben ser estrictamente controladas

El Anaacutelisis Quiacutemico (cualitativo o cuantitativo claacutesico o instrumental) tiene una ampliacutesima aplicacioacuten en el

campo farmaceacuteutico Ademaacutes de utilizarse en gran medida en el control de la calidad de materias pri-

mas y productos terminados se aplica tambieacuten en estudios farmacoloacutegicos toxicoloacutegicos farmacocineacuteti-

cos de estabilidad en la investigacioacuten y desarrollo de nuevos principios activos y medicamentos en el

desarrollo de kits para el diagnoacutestico de enfermedades en la fabricacioacuten de cosmeacuteticos y otros productos

de aseo y cuidado personal etc Igualmente los meacutetodos de anaacutelisis quiacutemico cualitativo y cuantitativo

son aplicables en el campo de las ciencias alimentarias medicina criminaliacutestica bioquiacutemica biologiacutea en

el control ambiental en el control antidopaje mineralogiacutea agricultura antropologiacutea y por supuesto en la

industria quiacutemica entre otros

Los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo constituyen el primer peldantildeo en el largo recorrido

dentro del amplio campo del anaacutelisis farmaceacuteutico Los conceptos y definiciones que se estudian son de

aplicacioacuten permanente en este campo El estudio de los meacutetodos claacutesicos no soacutelo proporciona una serie

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 7 de 42

capitulo1 b y fdocx

de herramientas teoacutericas y habilidades praacutecticas de aplicacioacuten directa en diversos perfiles de trabajo del

profesional farmaceacuteutico sino tambieacuten resultan imprescindibles para el ulterior aprendizaje de meacutetodos y

teacutecnicas de anaacutelisis maacutes complejos y especializados como por ejemplo los meacutetodos instrumentales

Por tanto el estudio de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo con el enfoque farmaceacuteutico que se

le ha dado en el presente texto debe capacitar al estudiante y futuro profesional farmaceacuteutico para

identificar los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

aplicar los principios conceptos y leyes en que se fundamentan estos meacutetodos

manipular adecuadamente los reactivos y la cristaleriacutea propia de un laboratorio analiacutetico asiacute co-

mo otros materiales utilizados en el mismo

preparar las soluciones necesarias

interpretar correctamente el lenguaje analiacutetico utilizado en la literatura farmaceacuteutica

ejecutar los meacutetodos y teacutecnicas analiacuteticas reportados en ese tipo de literatura

evaluar la posibilidad de aplicar los diferentes meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo seguacuten

las caracteriacutesticas quiacutemicas de una muestra dada

utilizar adecuadamente la libreta de trabajo en el laboratorio

realizar los caacutelculos necesarios y expresar correctamente los resultados parciales y finales del

trabajo analiacutetico haciendo referencia a los criterios de calidad establecidos en la literatura far-

maceacuteutica

interpretar cientiacuteficamente los resultados del anaacutelisis realizado

detectar las posibles fuentes de error que inciden en los resultados del trabajo experimental y

proponer la forma de minimizar la magnitud de estos

acometer el estudio de otros meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo

3 REVISION DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES

El estudio de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis requiere del constante uso de una serie de conceptos

con los cuales el estudiante debe familiarizarse completamente y revisar con frecuencia Entre estos

conceptos se encuentran tipos de electrolitos soluciones y sus propiedades caraacutecter aacutecido - base de

las sustancias unidades de masa y volumen formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre

ellas leyes del equilibrio quiacutemico y otros algunos de los cuales seraacuten repasados brevemente

Comenzaremos precisando que en el Sistema Internacional de Unidades (SI) adoptado nacionalmente

en Cuba la uacutenica unidad quiacutemica para una cantidad de sustancia es el mol El mol se define como la

cantidad de materia que contiene tantas especies elementales (aacutetomos electrones iones pares de io-

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 8 de 42

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nes o moleacuteculas expliacutecitamente especificados) como aacutetomos de carbono hay en exactamente 0012 kg

de carbono-12 (eacuteste es el nuacutemero de Avogadro)

Las unidades de masa que se utilizan son las que corresponden al Sistema Meacutetrico Decimal o sea gra-

mo (g) miligramo (mg) microgramo (microg) etc Igualmente se aplican las de volumen litro (L) mililitro

(mL) microlitro (microL) nanolitro (nL) etc

En las Tablas I y II se relacionan algunas de las conversiones de unidades de masa y volumen maacutes utili-

zadas en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

Tabla I - Conversiones entre unidades de masa

Tabla II - Conversiones entre unidades de volumen

4 ELECTROLITOS

Los electrolitos son sustancias que se disocian maacutes o menos completamente en sus iones cuando se

disuelven en agua Los electrolitos fuertes estaacuten virtualmente disociados por completo mientras que los

deacutebiles se encuentran presentes en solucioacuten tanto disociados como en forma molecular

Ejemplos de electrolitos fuertes

los aacutecidos inorgaacutenicos (percloacuterico niacutetrico clorhiacutedrico bromhiacutedrico yodhiacutedrico)

los hidroacutexidos alcalinos y alcalinoteacuterreos

casi todas las sales inorgaacutenicas (excepto los halogenuros cianuros y tiocianatos de cadmio zinc

y algunos otros)

Ejemplos de electrolitos deacutebiles

ng10g10mg10g10)pg(picogramo1

g10mg10g10)ng(nanogramo1

mg10g10)g(microgramo1

g10)mg(miligramo1

g10)Kg(ramologki1

36912

369

36

3

3

nL10L10mL10L10)pL(picolitro1

L10mL10L10)nL(nanolitro1

mL10L10)L(microlitro1

L10)mL(mililitro1

36912

369

36

3

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 9 de 42

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Algunos aacutecidos inorgaacutenicos (fosfoacuterico boacuterico carboacutenico)

Algunos hidroacutexidos inorgaacutenicos (amonio la mayoriacutea de los hidroacutexidos de metales divalentes y tri-

valentesetc)

La mayoriacutea de los aacutecidos orgaacutenicos

Haluros cianuros y tiocianatos de mercurio zinc y cadmio

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

Existen muacuteltiples formas de expresar la concentracioacuten todas de mucha aplicacioacuten en el anaacutelisis quiacutemico

y en especial en el anaacutelisis quiacutemico farmaceacuteutico A continuacioacuten se relacionan las maacutes comuacutenmente

empleadas no soacutelo cuando se trata de soluciones que se utilizan durante el desarrollo del anaacutelisis sino

tambieacuten cuando se reportan los resultados del mismo como por ejemplo pureza de una materia prima

contenido de principio activo o de impurezas en un medicamento etc

51 Concentracioacuten maacutesica (x)

La concentracioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de volumen de diso-

lucioacuten y se calcula seguacuten

Puede expresarse indistintamente en gL mgL gL gmL mgmL etc

Por ejemplo si se disuelven 40 g de NaOH hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten de la solucioacuten

resultante se puede expresar en gL

La concentracioacuten de esta misma solucioacuten puede ser expresada en cualquier unidad que relacione la ma-

sa de NaOH por unidad de volumen de disolucioacuten Para realizar estas conversiones soacutelo es necesario

conocer las relaciones entre las diferentes unidades de masa y volumen

Asiacute se puede decir que

Noacutetese que el valor de la concentracioacuten expresada en gL y mgmL es el mismo (160) o sea la relacioacuten

masa volumen se mantiene constante

Las unidades mgL expresan la concentracioacuten de soluciones muy diluidas aunque tambieacuten comuacutenmente

se expresan en partes por milloacuten (ppm)

[ 11])D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

Lg160L250

g40

)D(V

)NaOH(m)NaOH(

formasotrasentremLmg160Lmg160000mLg160Lg160)NaOH(

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ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

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Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

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533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

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Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

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Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

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Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

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Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

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Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 19 de 42

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 42 de 42

capitulo1 b y fdocx

analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

Page 5: capitulo1 b y f

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 5 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por otra parte antes de formar parte del medicamento cada uno de los compuestos que va a ser utili-

zado en su elaboracioacuten constituye una materia prima (figura 11)

Para garantizar la calidad de un medicamento debe controlarse cuidadosamente la calidad de cada uno

de los componentes que forman parte del mismo asiacute como del proceso productivo mediante el cual es

elaborado De ello depende tanto la adecuada presentacioacuten del producto terminado como su efectividad

preventiva o terapeacuteutica y su estabilidad fiacutesica y quiacutemica

Por tal motivo todas las materias primas que van a ser utilizadas en la elaboracioacuten de un medicamento

deben ser sometidas a un riguroso control de calidad mediante la aplicacioacuten de una serie de teacutecnicas

analiacuteticas que permiten comprobar si cumplen o no con los requisitos de pureza establecidos para cada

una de ellas

Sin embargo ese control no basta para garantizar la calidad del producto terminado Durante el proceso

tecnoloacutegico mediante el cual se elabora el medicamento deben realizarse diferentes chequeos con el fin

de comprobar que todos los paraacutemetros tecnoloacutegicos se comportan adecuadamente y no se ha produci-

do alteracioacuten alguna en las distintas etapas productivas Finalmente el producto terminado es sometido

a una serie de pruebas o anaacutelisis de diferentes tipos (fiacutesicos quiacutemicos quiacutemico-fiacutesicos microbioloacutegicos

bioquiacutemicos etc en dependencia de sus caracteriacutesticas) para establecer si el mismo se encuentra o no

apto para el consumo humano o animal

En las farmacopeas compendios que se publican en los paiacuteses con maacutes desarrollo en produccioacuten de

medicamentos se recogen todos los anaacutelisis a que deben ser sometidos tanto las materias primas (prin-

cipios activos sustancias auxiliares agua de uso industrial envases etc) como los productos termina-

dos (medicamentos y otros productos de uso farmaceacuteutico) que se producen en cada uno de ellos Para

cada anaacutelisis se establece el ldquocriterio de calidadrdquo o sea el intervalo en el que deben encontrarse los re-

sultados del anaacutelisis en cuestioacuten para que tales materias primas o productos puedan ser considerados

aptos para el uso farmaceacuteutico Esta evaluacioacuten es obligatoria tanto si se trata de producciones naciona-

les como de productos importados Igualmente debe realizarse un control perioacutedico a las materias pri-

Figura 11 - Esquema representativo de los componentes presentes en las tabletas de KCl

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 6 de 42

capitulo1 b y fdocx

mas o formas terminadas que se mantienen almacenadas porque debe comprobarse que mantienen la

calidad requerida durante su almacenamiento

En cursos posteriores se trataraacuten detalladamente los aspectos concernientes al control de la calidad en

la industria farmaceacuteutica No obstante en el presente texto seraacuten utilizados muchos ejemplos que permi-

tiraacuten ilustrar de forma concreta la aplicacioacuten directa de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo en

ese campo

Cuando se va a aplicar una teacutecnica o procedimiento analiacutetico dado es imprescindible discernir claramen-

te cuaacutel es la muestra cuaacuteles son las caracteriacutesticas de su matriz y cuaacutel es el analito Para ello pueden

tomarse como ejemplo las tabletas de cloruro de potasio (KCl) esquematizadas anteriormente

Entonces desde el punto de vista analiacutetico cuando se desea determinar experimentalmente la pureza

de la materia prima ldquocloruro de potasiordquo esta uacuteltima constituiraacute la muestra a analizar en la que deberaacute

determinarse el contenido de KCL (componente quiacutemico) que realmente presenta y que constituiraacute el

analito en una matriz que pudiera estar compuesta por el KCL (analito) y otras impurezas que pudieran

estar presentes en la materia prima considerando que es praacutecticamente imposible obtener un compues-

to 100 puro El anaacutelisis mencionado forma parte de un conjunto de pruebas establecidas para el con-

trol de la calidad de esta materia prima en particular

Por otra parte si lo que se realiza es el control de calidad de un lote fabricado o importado de tabletas

de KCl y se desea determinar si el contenido de principio activo en las tabletas cumple con el que de-

clara el fabricante (500mg) entonces la muestra seriacutean las tabletas (con la matriz que las caracterizan)

que llegan al laboratorio para ser analizadas y el analito el KCl contenido en ellas

Es preciso aclarar que cuando la muestra es un medicamento el analito puede o no ser especiacuteficamen-

te el principio activo pues frecuentemente se hace necesaria la determinacioacuten cuantitativa de otros

compuestos que acompantildean o pudieran acompantildear al faacutermaco en el medicamento cuya presencia y

concentracioacuten deben ser estrictamente controladas

El Anaacutelisis Quiacutemico (cualitativo o cuantitativo claacutesico o instrumental) tiene una ampliacutesima aplicacioacuten en el

campo farmaceacuteutico Ademaacutes de utilizarse en gran medida en el control de la calidad de materias pri-

mas y productos terminados se aplica tambieacuten en estudios farmacoloacutegicos toxicoloacutegicos farmacocineacuteti-

cos de estabilidad en la investigacioacuten y desarrollo de nuevos principios activos y medicamentos en el

desarrollo de kits para el diagnoacutestico de enfermedades en la fabricacioacuten de cosmeacuteticos y otros productos

de aseo y cuidado personal etc Igualmente los meacutetodos de anaacutelisis quiacutemico cualitativo y cuantitativo

son aplicables en el campo de las ciencias alimentarias medicina criminaliacutestica bioquiacutemica biologiacutea en

el control ambiental en el control antidopaje mineralogiacutea agricultura antropologiacutea y por supuesto en la

industria quiacutemica entre otros

Los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo constituyen el primer peldantildeo en el largo recorrido

dentro del amplio campo del anaacutelisis farmaceacuteutico Los conceptos y definiciones que se estudian son de

aplicacioacuten permanente en este campo El estudio de los meacutetodos claacutesicos no soacutelo proporciona una serie

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 7 de 42

capitulo1 b y fdocx

de herramientas teoacutericas y habilidades praacutecticas de aplicacioacuten directa en diversos perfiles de trabajo del

profesional farmaceacuteutico sino tambieacuten resultan imprescindibles para el ulterior aprendizaje de meacutetodos y

teacutecnicas de anaacutelisis maacutes complejos y especializados como por ejemplo los meacutetodos instrumentales

Por tanto el estudio de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo con el enfoque farmaceacuteutico que se

le ha dado en el presente texto debe capacitar al estudiante y futuro profesional farmaceacuteutico para

identificar los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

aplicar los principios conceptos y leyes en que se fundamentan estos meacutetodos

manipular adecuadamente los reactivos y la cristaleriacutea propia de un laboratorio analiacutetico asiacute co-

mo otros materiales utilizados en el mismo

preparar las soluciones necesarias

interpretar correctamente el lenguaje analiacutetico utilizado en la literatura farmaceacuteutica

ejecutar los meacutetodos y teacutecnicas analiacuteticas reportados en ese tipo de literatura

evaluar la posibilidad de aplicar los diferentes meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo seguacuten

las caracteriacutesticas quiacutemicas de una muestra dada

utilizar adecuadamente la libreta de trabajo en el laboratorio

realizar los caacutelculos necesarios y expresar correctamente los resultados parciales y finales del

trabajo analiacutetico haciendo referencia a los criterios de calidad establecidos en la literatura far-

maceacuteutica

interpretar cientiacuteficamente los resultados del anaacutelisis realizado

detectar las posibles fuentes de error que inciden en los resultados del trabajo experimental y

proponer la forma de minimizar la magnitud de estos

acometer el estudio de otros meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo

3 REVISION DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES

El estudio de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis requiere del constante uso de una serie de conceptos

con los cuales el estudiante debe familiarizarse completamente y revisar con frecuencia Entre estos

conceptos se encuentran tipos de electrolitos soluciones y sus propiedades caraacutecter aacutecido - base de

las sustancias unidades de masa y volumen formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre

ellas leyes del equilibrio quiacutemico y otros algunos de los cuales seraacuten repasados brevemente

Comenzaremos precisando que en el Sistema Internacional de Unidades (SI) adoptado nacionalmente

en Cuba la uacutenica unidad quiacutemica para una cantidad de sustancia es el mol El mol se define como la

cantidad de materia que contiene tantas especies elementales (aacutetomos electrones iones pares de io-

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 8 de 42

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nes o moleacuteculas expliacutecitamente especificados) como aacutetomos de carbono hay en exactamente 0012 kg

de carbono-12 (eacuteste es el nuacutemero de Avogadro)

Las unidades de masa que se utilizan son las que corresponden al Sistema Meacutetrico Decimal o sea gra-

mo (g) miligramo (mg) microgramo (microg) etc Igualmente se aplican las de volumen litro (L) mililitro

(mL) microlitro (microL) nanolitro (nL) etc

En las Tablas I y II se relacionan algunas de las conversiones de unidades de masa y volumen maacutes utili-

zadas en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

Tabla I - Conversiones entre unidades de masa

Tabla II - Conversiones entre unidades de volumen

4 ELECTROLITOS

Los electrolitos son sustancias que se disocian maacutes o menos completamente en sus iones cuando se

disuelven en agua Los electrolitos fuertes estaacuten virtualmente disociados por completo mientras que los

deacutebiles se encuentran presentes en solucioacuten tanto disociados como en forma molecular

Ejemplos de electrolitos fuertes

los aacutecidos inorgaacutenicos (percloacuterico niacutetrico clorhiacutedrico bromhiacutedrico yodhiacutedrico)

los hidroacutexidos alcalinos y alcalinoteacuterreos

casi todas las sales inorgaacutenicas (excepto los halogenuros cianuros y tiocianatos de cadmio zinc

y algunos otros)

Ejemplos de electrolitos deacutebiles

ng10g10mg10g10)pg(picogramo1

g10mg10g10)ng(nanogramo1

mg10g10)g(microgramo1

g10)mg(miligramo1

g10)Kg(ramologki1

36912

369

36

3

3

nL10L10mL10L10)pL(picolitro1

L10mL10L10)nL(nanolitro1

mL10L10)L(microlitro1

L10)mL(mililitro1

36912

369

36

3

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capitulo1 b y fdocx

Algunos aacutecidos inorgaacutenicos (fosfoacuterico boacuterico carboacutenico)

Algunos hidroacutexidos inorgaacutenicos (amonio la mayoriacutea de los hidroacutexidos de metales divalentes y tri-

valentesetc)

La mayoriacutea de los aacutecidos orgaacutenicos

Haluros cianuros y tiocianatos de mercurio zinc y cadmio

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

Existen muacuteltiples formas de expresar la concentracioacuten todas de mucha aplicacioacuten en el anaacutelisis quiacutemico

y en especial en el anaacutelisis quiacutemico farmaceacuteutico A continuacioacuten se relacionan las maacutes comuacutenmente

empleadas no soacutelo cuando se trata de soluciones que se utilizan durante el desarrollo del anaacutelisis sino

tambieacuten cuando se reportan los resultados del mismo como por ejemplo pureza de una materia prima

contenido de principio activo o de impurezas en un medicamento etc

51 Concentracioacuten maacutesica (x)

La concentracioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de volumen de diso-

lucioacuten y se calcula seguacuten

Puede expresarse indistintamente en gL mgL gL gmL mgmL etc

Por ejemplo si se disuelven 40 g de NaOH hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten de la solucioacuten

resultante se puede expresar en gL

La concentracioacuten de esta misma solucioacuten puede ser expresada en cualquier unidad que relacione la ma-

sa de NaOH por unidad de volumen de disolucioacuten Para realizar estas conversiones soacutelo es necesario

conocer las relaciones entre las diferentes unidades de masa y volumen

Asiacute se puede decir que

Noacutetese que el valor de la concentracioacuten expresada en gL y mgmL es el mismo (160) o sea la relacioacuten

masa volumen se mantiene constante

Las unidades mgL expresan la concentracioacuten de soluciones muy diluidas aunque tambieacuten comuacutenmente

se expresan en partes por milloacuten (ppm)

[ 11])D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

Lg160L250

g40

)D(V

)NaOH(m)NaOH(

formasotrasentremLmg160Lmg160000mLg160Lg160)NaOH(

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ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

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Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

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533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

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Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

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Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 17 de 42

capitulo1 b y fdocx

Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 19 de 42

capitulo1 b y fdocx

Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

capitulo1 b y fdocx

Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 21 de 42

capitulo1 b y fdocx

persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 22 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 23 de 42

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 25 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 26 de 42

capitulo1 b y fdocx

mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 42 de 42

capitulo1 b y fdocx

analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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mas o formas terminadas que se mantienen almacenadas porque debe comprobarse que mantienen la

calidad requerida durante su almacenamiento

En cursos posteriores se trataraacuten detalladamente los aspectos concernientes al control de la calidad en

la industria farmaceacuteutica No obstante en el presente texto seraacuten utilizados muchos ejemplos que permi-

tiraacuten ilustrar de forma concreta la aplicacioacuten directa de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo en

ese campo

Cuando se va a aplicar una teacutecnica o procedimiento analiacutetico dado es imprescindible discernir claramen-

te cuaacutel es la muestra cuaacuteles son las caracteriacutesticas de su matriz y cuaacutel es el analito Para ello pueden

tomarse como ejemplo las tabletas de cloruro de potasio (KCl) esquematizadas anteriormente

Entonces desde el punto de vista analiacutetico cuando se desea determinar experimentalmente la pureza

de la materia prima ldquocloruro de potasiordquo esta uacuteltima constituiraacute la muestra a analizar en la que deberaacute

determinarse el contenido de KCL (componente quiacutemico) que realmente presenta y que constituiraacute el

analito en una matriz que pudiera estar compuesta por el KCL (analito) y otras impurezas que pudieran

estar presentes en la materia prima considerando que es praacutecticamente imposible obtener un compues-

to 100 puro El anaacutelisis mencionado forma parte de un conjunto de pruebas establecidas para el con-

trol de la calidad de esta materia prima en particular

Por otra parte si lo que se realiza es el control de calidad de un lote fabricado o importado de tabletas

de KCl y se desea determinar si el contenido de principio activo en las tabletas cumple con el que de-

clara el fabricante (500mg) entonces la muestra seriacutean las tabletas (con la matriz que las caracterizan)

que llegan al laboratorio para ser analizadas y el analito el KCl contenido en ellas

Es preciso aclarar que cuando la muestra es un medicamento el analito puede o no ser especiacuteficamen-

te el principio activo pues frecuentemente se hace necesaria la determinacioacuten cuantitativa de otros

compuestos que acompantildean o pudieran acompantildear al faacutermaco en el medicamento cuya presencia y

concentracioacuten deben ser estrictamente controladas

El Anaacutelisis Quiacutemico (cualitativo o cuantitativo claacutesico o instrumental) tiene una ampliacutesima aplicacioacuten en el

campo farmaceacuteutico Ademaacutes de utilizarse en gran medida en el control de la calidad de materias pri-

mas y productos terminados se aplica tambieacuten en estudios farmacoloacutegicos toxicoloacutegicos farmacocineacuteti-

cos de estabilidad en la investigacioacuten y desarrollo de nuevos principios activos y medicamentos en el

desarrollo de kits para el diagnoacutestico de enfermedades en la fabricacioacuten de cosmeacuteticos y otros productos

de aseo y cuidado personal etc Igualmente los meacutetodos de anaacutelisis quiacutemico cualitativo y cuantitativo

son aplicables en el campo de las ciencias alimentarias medicina criminaliacutestica bioquiacutemica biologiacutea en

el control ambiental en el control antidopaje mineralogiacutea agricultura antropologiacutea y por supuesto en la

industria quiacutemica entre otros

Los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo constituyen el primer peldantildeo en el largo recorrido

dentro del amplio campo del anaacutelisis farmaceacuteutico Los conceptos y definiciones que se estudian son de

aplicacioacuten permanente en este campo El estudio de los meacutetodos claacutesicos no soacutelo proporciona una serie

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de herramientas teoacutericas y habilidades praacutecticas de aplicacioacuten directa en diversos perfiles de trabajo del

profesional farmaceacuteutico sino tambieacuten resultan imprescindibles para el ulterior aprendizaje de meacutetodos y

teacutecnicas de anaacutelisis maacutes complejos y especializados como por ejemplo los meacutetodos instrumentales

Por tanto el estudio de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo con el enfoque farmaceacuteutico que se

le ha dado en el presente texto debe capacitar al estudiante y futuro profesional farmaceacuteutico para

identificar los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

aplicar los principios conceptos y leyes en que se fundamentan estos meacutetodos

manipular adecuadamente los reactivos y la cristaleriacutea propia de un laboratorio analiacutetico asiacute co-

mo otros materiales utilizados en el mismo

preparar las soluciones necesarias

interpretar correctamente el lenguaje analiacutetico utilizado en la literatura farmaceacuteutica

ejecutar los meacutetodos y teacutecnicas analiacuteticas reportados en ese tipo de literatura

evaluar la posibilidad de aplicar los diferentes meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo seguacuten

las caracteriacutesticas quiacutemicas de una muestra dada

utilizar adecuadamente la libreta de trabajo en el laboratorio

realizar los caacutelculos necesarios y expresar correctamente los resultados parciales y finales del

trabajo analiacutetico haciendo referencia a los criterios de calidad establecidos en la literatura far-

maceacuteutica

interpretar cientiacuteficamente los resultados del anaacutelisis realizado

detectar las posibles fuentes de error que inciden en los resultados del trabajo experimental y

proponer la forma de minimizar la magnitud de estos

acometer el estudio de otros meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo

3 REVISION DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES

El estudio de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis requiere del constante uso de una serie de conceptos

con los cuales el estudiante debe familiarizarse completamente y revisar con frecuencia Entre estos

conceptos se encuentran tipos de electrolitos soluciones y sus propiedades caraacutecter aacutecido - base de

las sustancias unidades de masa y volumen formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre

ellas leyes del equilibrio quiacutemico y otros algunos de los cuales seraacuten repasados brevemente

Comenzaremos precisando que en el Sistema Internacional de Unidades (SI) adoptado nacionalmente

en Cuba la uacutenica unidad quiacutemica para una cantidad de sustancia es el mol El mol se define como la

cantidad de materia que contiene tantas especies elementales (aacutetomos electrones iones pares de io-

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nes o moleacuteculas expliacutecitamente especificados) como aacutetomos de carbono hay en exactamente 0012 kg

de carbono-12 (eacuteste es el nuacutemero de Avogadro)

Las unidades de masa que se utilizan son las que corresponden al Sistema Meacutetrico Decimal o sea gra-

mo (g) miligramo (mg) microgramo (microg) etc Igualmente se aplican las de volumen litro (L) mililitro

(mL) microlitro (microL) nanolitro (nL) etc

En las Tablas I y II se relacionan algunas de las conversiones de unidades de masa y volumen maacutes utili-

zadas en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

Tabla I - Conversiones entre unidades de masa

Tabla II - Conversiones entre unidades de volumen

4 ELECTROLITOS

Los electrolitos son sustancias que se disocian maacutes o menos completamente en sus iones cuando se

disuelven en agua Los electrolitos fuertes estaacuten virtualmente disociados por completo mientras que los

deacutebiles se encuentran presentes en solucioacuten tanto disociados como en forma molecular

Ejemplos de electrolitos fuertes

los aacutecidos inorgaacutenicos (percloacuterico niacutetrico clorhiacutedrico bromhiacutedrico yodhiacutedrico)

los hidroacutexidos alcalinos y alcalinoteacuterreos

casi todas las sales inorgaacutenicas (excepto los halogenuros cianuros y tiocianatos de cadmio zinc

y algunos otros)

Ejemplos de electrolitos deacutebiles

ng10g10mg10g10)pg(picogramo1

g10mg10g10)ng(nanogramo1

mg10g10)g(microgramo1

g10)mg(miligramo1

g10)Kg(ramologki1

36912

369

36

3

3

nL10L10mL10L10)pL(picolitro1

L10mL10L10)nL(nanolitro1

mL10L10)L(microlitro1

L10)mL(mililitro1

36912

369

36

3

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Algunos aacutecidos inorgaacutenicos (fosfoacuterico boacuterico carboacutenico)

Algunos hidroacutexidos inorgaacutenicos (amonio la mayoriacutea de los hidroacutexidos de metales divalentes y tri-

valentesetc)

La mayoriacutea de los aacutecidos orgaacutenicos

Haluros cianuros y tiocianatos de mercurio zinc y cadmio

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

Existen muacuteltiples formas de expresar la concentracioacuten todas de mucha aplicacioacuten en el anaacutelisis quiacutemico

y en especial en el anaacutelisis quiacutemico farmaceacuteutico A continuacioacuten se relacionan las maacutes comuacutenmente

empleadas no soacutelo cuando se trata de soluciones que se utilizan durante el desarrollo del anaacutelisis sino

tambieacuten cuando se reportan los resultados del mismo como por ejemplo pureza de una materia prima

contenido de principio activo o de impurezas en un medicamento etc

51 Concentracioacuten maacutesica (x)

La concentracioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de volumen de diso-

lucioacuten y se calcula seguacuten

Puede expresarse indistintamente en gL mgL gL gmL mgmL etc

Por ejemplo si se disuelven 40 g de NaOH hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten de la solucioacuten

resultante se puede expresar en gL

La concentracioacuten de esta misma solucioacuten puede ser expresada en cualquier unidad que relacione la ma-

sa de NaOH por unidad de volumen de disolucioacuten Para realizar estas conversiones soacutelo es necesario

conocer las relaciones entre las diferentes unidades de masa y volumen

Asiacute se puede decir que

Noacutetese que el valor de la concentracioacuten expresada en gL y mgmL es el mismo (160) o sea la relacioacuten

masa volumen se mantiene constante

Las unidades mgL expresan la concentracioacuten de soluciones muy diluidas aunque tambieacuten comuacutenmente

se expresan en partes por milloacuten (ppm)

[ 11])D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

Lg160L250

g40

)D(V

)NaOH(m)NaOH(

formasotrasentremLmg160Lmg160000mLg160Lg160)NaOH(

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ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

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Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

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533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

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Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

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capitulo1 b y fdocx

Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 19 de 42

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

capitulo1 b y fdocx

Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 21 de 42

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 22 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 23 de 42

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 24 de 42

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

Page 7: capitulo1 b y f

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capitulo1 b y fdocx

de herramientas teoacutericas y habilidades praacutecticas de aplicacioacuten directa en diversos perfiles de trabajo del

profesional farmaceacuteutico sino tambieacuten resultan imprescindibles para el ulterior aprendizaje de meacutetodos y

teacutecnicas de anaacutelisis maacutes complejos y especializados como por ejemplo los meacutetodos instrumentales

Por tanto el estudio de los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo con el enfoque farmaceacuteutico que se

le ha dado en el presente texto debe capacitar al estudiante y futuro profesional farmaceacuteutico para

identificar los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

aplicar los principios conceptos y leyes en que se fundamentan estos meacutetodos

manipular adecuadamente los reactivos y la cristaleriacutea propia de un laboratorio analiacutetico asiacute co-

mo otros materiales utilizados en el mismo

preparar las soluciones necesarias

interpretar correctamente el lenguaje analiacutetico utilizado en la literatura farmaceacuteutica

ejecutar los meacutetodos y teacutecnicas analiacuteticas reportados en ese tipo de literatura

evaluar la posibilidad de aplicar los diferentes meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis cuantitativo seguacuten

las caracteriacutesticas quiacutemicas de una muestra dada

utilizar adecuadamente la libreta de trabajo en el laboratorio

realizar los caacutelculos necesarios y expresar correctamente los resultados parciales y finales del

trabajo analiacutetico haciendo referencia a los criterios de calidad establecidos en la literatura far-

maceacuteutica

interpretar cientiacuteficamente los resultados del anaacutelisis realizado

detectar las posibles fuentes de error que inciden en los resultados del trabajo experimental y

proponer la forma de minimizar la magnitud de estos

acometer el estudio de otros meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo

3 REVISION DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES

El estudio de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis requiere del constante uso de una serie de conceptos

con los cuales el estudiante debe familiarizarse completamente y revisar con frecuencia Entre estos

conceptos se encuentran tipos de electrolitos soluciones y sus propiedades caraacutecter aacutecido - base de

las sustancias unidades de masa y volumen formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre

ellas leyes del equilibrio quiacutemico y otros algunos de los cuales seraacuten repasados brevemente

Comenzaremos precisando que en el Sistema Internacional de Unidades (SI) adoptado nacionalmente

en Cuba la uacutenica unidad quiacutemica para una cantidad de sustancia es el mol El mol se define como la

cantidad de materia que contiene tantas especies elementales (aacutetomos electrones iones pares de io-

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nes o moleacuteculas expliacutecitamente especificados) como aacutetomos de carbono hay en exactamente 0012 kg

de carbono-12 (eacuteste es el nuacutemero de Avogadro)

Las unidades de masa que se utilizan son las que corresponden al Sistema Meacutetrico Decimal o sea gra-

mo (g) miligramo (mg) microgramo (microg) etc Igualmente se aplican las de volumen litro (L) mililitro

(mL) microlitro (microL) nanolitro (nL) etc

En las Tablas I y II se relacionan algunas de las conversiones de unidades de masa y volumen maacutes utili-

zadas en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

Tabla I - Conversiones entre unidades de masa

Tabla II - Conversiones entre unidades de volumen

4 ELECTROLITOS

Los electrolitos son sustancias que se disocian maacutes o menos completamente en sus iones cuando se

disuelven en agua Los electrolitos fuertes estaacuten virtualmente disociados por completo mientras que los

deacutebiles se encuentran presentes en solucioacuten tanto disociados como en forma molecular

Ejemplos de electrolitos fuertes

los aacutecidos inorgaacutenicos (percloacuterico niacutetrico clorhiacutedrico bromhiacutedrico yodhiacutedrico)

los hidroacutexidos alcalinos y alcalinoteacuterreos

casi todas las sales inorgaacutenicas (excepto los halogenuros cianuros y tiocianatos de cadmio zinc

y algunos otros)

Ejemplos de electrolitos deacutebiles

ng10g10mg10g10)pg(picogramo1

g10mg10g10)ng(nanogramo1

mg10g10)g(microgramo1

g10)mg(miligramo1

g10)Kg(ramologki1

36912

369

36

3

3

nL10L10mL10L10)pL(picolitro1

L10mL10L10)nL(nanolitro1

mL10L10)L(microlitro1

L10)mL(mililitro1

36912

369

36

3

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capitulo1 b y fdocx

Algunos aacutecidos inorgaacutenicos (fosfoacuterico boacuterico carboacutenico)

Algunos hidroacutexidos inorgaacutenicos (amonio la mayoriacutea de los hidroacutexidos de metales divalentes y tri-

valentesetc)

La mayoriacutea de los aacutecidos orgaacutenicos

Haluros cianuros y tiocianatos de mercurio zinc y cadmio

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

Existen muacuteltiples formas de expresar la concentracioacuten todas de mucha aplicacioacuten en el anaacutelisis quiacutemico

y en especial en el anaacutelisis quiacutemico farmaceacuteutico A continuacioacuten se relacionan las maacutes comuacutenmente

empleadas no soacutelo cuando se trata de soluciones que se utilizan durante el desarrollo del anaacutelisis sino

tambieacuten cuando se reportan los resultados del mismo como por ejemplo pureza de una materia prima

contenido de principio activo o de impurezas en un medicamento etc

51 Concentracioacuten maacutesica (x)

La concentracioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de volumen de diso-

lucioacuten y se calcula seguacuten

Puede expresarse indistintamente en gL mgL gL gmL mgmL etc

Por ejemplo si se disuelven 40 g de NaOH hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten de la solucioacuten

resultante se puede expresar en gL

La concentracioacuten de esta misma solucioacuten puede ser expresada en cualquier unidad que relacione la ma-

sa de NaOH por unidad de volumen de disolucioacuten Para realizar estas conversiones soacutelo es necesario

conocer las relaciones entre las diferentes unidades de masa y volumen

Asiacute se puede decir que

Noacutetese que el valor de la concentracioacuten expresada en gL y mgmL es el mismo (160) o sea la relacioacuten

masa volumen se mantiene constante

Las unidades mgL expresan la concentracioacuten de soluciones muy diluidas aunque tambieacuten comuacutenmente

se expresan en partes por milloacuten (ppm)

[ 11])D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

Lg160L250

g40

)D(V

)NaOH(m)NaOH(

formasotrasentremLmg160Lmg160000mLg160Lg160)NaOH(

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capitulo1 b y fdocx

ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 11 de 42

capitulo1 b y fdocx

Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 12 de 42

capitulo1 b y fdocx

533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 13 de 42

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Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

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Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

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Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

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Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

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Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

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8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 23 de 42

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 35 de 42

capitulo1 b y fdocx

O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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nes o moleacuteculas expliacutecitamente especificados) como aacutetomos de carbono hay en exactamente 0012 kg

de carbono-12 (eacuteste es el nuacutemero de Avogadro)

Las unidades de masa que se utilizan son las que corresponden al Sistema Meacutetrico Decimal o sea gra-

mo (g) miligramo (mg) microgramo (microg) etc Igualmente se aplican las de volumen litro (L) mililitro

(mL) microlitro (microL) nanolitro (nL) etc

En las Tablas I y II se relacionan algunas de las conversiones de unidades de masa y volumen maacutes utili-

zadas en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

Tabla I - Conversiones entre unidades de masa

Tabla II - Conversiones entre unidades de volumen

4 ELECTROLITOS

Los electrolitos son sustancias que se disocian maacutes o menos completamente en sus iones cuando se

disuelven en agua Los electrolitos fuertes estaacuten virtualmente disociados por completo mientras que los

deacutebiles se encuentran presentes en solucioacuten tanto disociados como en forma molecular

Ejemplos de electrolitos fuertes

los aacutecidos inorgaacutenicos (percloacuterico niacutetrico clorhiacutedrico bromhiacutedrico yodhiacutedrico)

los hidroacutexidos alcalinos y alcalinoteacuterreos

casi todas las sales inorgaacutenicas (excepto los halogenuros cianuros y tiocianatos de cadmio zinc

y algunos otros)

Ejemplos de electrolitos deacutebiles

ng10g10mg10g10)pg(picogramo1

g10mg10g10)ng(nanogramo1

mg10g10)g(microgramo1

g10)mg(miligramo1

g10)Kg(ramologki1

36912

369

36

3

3

nL10L10mL10L10)pL(picolitro1

L10mL10L10)nL(nanolitro1

mL10L10)L(microlitro1

L10)mL(mililitro1

36912

369

36

3

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capitulo1 b y fdocx

Algunos aacutecidos inorgaacutenicos (fosfoacuterico boacuterico carboacutenico)

Algunos hidroacutexidos inorgaacutenicos (amonio la mayoriacutea de los hidroacutexidos de metales divalentes y tri-

valentesetc)

La mayoriacutea de los aacutecidos orgaacutenicos

Haluros cianuros y tiocianatos de mercurio zinc y cadmio

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

Existen muacuteltiples formas de expresar la concentracioacuten todas de mucha aplicacioacuten en el anaacutelisis quiacutemico

y en especial en el anaacutelisis quiacutemico farmaceacuteutico A continuacioacuten se relacionan las maacutes comuacutenmente

empleadas no soacutelo cuando se trata de soluciones que se utilizan durante el desarrollo del anaacutelisis sino

tambieacuten cuando se reportan los resultados del mismo como por ejemplo pureza de una materia prima

contenido de principio activo o de impurezas en un medicamento etc

51 Concentracioacuten maacutesica (x)

La concentracioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de volumen de diso-

lucioacuten y se calcula seguacuten

Puede expresarse indistintamente en gL mgL gL gmL mgmL etc

Por ejemplo si se disuelven 40 g de NaOH hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten de la solucioacuten

resultante se puede expresar en gL

La concentracioacuten de esta misma solucioacuten puede ser expresada en cualquier unidad que relacione la ma-

sa de NaOH por unidad de volumen de disolucioacuten Para realizar estas conversiones soacutelo es necesario

conocer las relaciones entre las diferentes unidades de masa y volumen

Asiacute se puede decir que

Noacutetese que el valor de la concentracioacuten expresada en gL y mgmL es el mismo (160) o sea la relacioacuten

masa volumen se mantiene constante

Las unidades mgL expresan la concentracioacuten de soluciones muy diluidas aunque tambieacuten comuacutenmente

se expresan en partes por milloacuten (ppm)

[ 11])D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

Lg160L250

g40

)D(V

)NaOH(m)NaOH(

formasotrasentremLmg160Lmg160000mLg160Lg160)NaOH(

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capitulo1 b y fdocx

ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

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capitulo1 b y fdocx

Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 12 de 42

capitulo1 b y fdocx

533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 13 de 42

capitulo1 b y fdocx

Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 17 de 42

capitulo1 b y fdocx

Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

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capitulo1 b y fdocx

Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

capitulo1 b y fdocx

Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 21 de 42

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 22 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 23 de 42

capitulo1 b y fdocx

factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 35 de 42

capitulo1 b y fdocx

O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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capitulo1 b y fdocx

Algunos aacutecidos inorgaacutenicos (fosfoacuterico boacuterico carboacutenico)

Algunos hidroacutexidos inorgaacutenicos (amonio la mayoriacutea de los hidroacutexidos de metales divalentes y tri-

valentesetc)

La mayoriacutea de los aacutecidos orgaacutenicos

Haluros cianuros y tiocianatos de mercurio zinc y cadmio

5 FORMAS DE EXPRESAR LA CONCENTRACION

Existen muacuteltiples formas de expresar la concentracioacuten todas de mucha aplicacioacuten en el anaacutelisis quiacutemico

y en especial en el anaacutelisis quiacutemico farmaceacuteutico A continuacioacuten se relacionan las maacutes comuacutenmente

empleadas no soacutelo cuando se trata de soluciones que se utilizan durante el desarrollo del anaacutelisis sino

tambieacuten cuando se reportan los resultados del mismo como por ejemplo pureza de una materia prima

contenido de principio activo o de impurezas en un medicamento etc

51 Concentracioacuten maacutesica (x)

La concentracioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de volumen de diso-

lucioacuten y se calcula seguacuten

Puede expresarse indistintamente en gL mgL gL gmL mgmL etc

Por ejemplo si se disuelven 40 g de NaOH hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten de la solucioacuten

resultante se puede expresar en gL

La concentracioacuten de esta misma solucioacuten puede ser expresada en cualquier unidad que relacione la ma-

sa de NaOH por unidad de volumen de disolucioacuten Para realizar estas conversiones soacutelo es necesario

conocer las relaciones entre las diferentes unidades de masa y volumen

Asiacute se puede decir que

Noacutetese que el valor de la concentracioacuten expresada en gL y mgmL es el mismo (160) o sea la relacioacuten

masa volumen se mantiene constante

Las unidades mgL expresan la concentracioacuten de soluciones muy diluidas aunque tambieacuten comuacutenmente

se expresan en partes por milloacuten (ppm)

[ 11])D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

Lg160L250

g40

)D(V

)NaOH(m)NaOH(

formasotrasentremLmg160Lmg160000mLg160Lg160)NaOH(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 10 de 42

capitulo1 b y fdocx

ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 11 de 42

capitulo1 b y fdocx

Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 12 de 42

capitulo1 b y fdocx

533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 13 de 42

capitulo1 b y fdocx

Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 17 de 42

capitulo1 b y fdocx

Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 19 de 42

capitulo1 b y fdocx

Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

capitulo1 b y fdocx

Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 21 de 42

capitulo1 b y fdocx

persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 22 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 23 de 42

capitulo1 b y fdocx

factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 35 de 42

capitulo1 b y fdocx

O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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ppm = masa de soluto x 106 masa de solucioacuten

Puesto que la densidad de una disolucioacuten muy diluida no difiere significativamente de la del agua (

1gmL) puede asumirse que 106 mg de disolucioacuten es equivalente a un litro de la misma Por tal moti-

vo puede considerarse que

ppm = mg de soluto 106 mg de solucioacuten = mg de soluto L de solucioacuten

Para soluciones todaviacutea maacutes diluidas la concentracioacuten puede expresarse en partes por billoacuten (ppb) es

decir masa de soluto x 109 masa de solucioacuten

La concentracioacuten maacutesica se emplea usualmente para expresar la concentracioacuten de soluciones o de prin-

cipios activos en colirios soluciones toacutepicas gotas nasales jarabes etc

52 Fraccioacuten maacutesica (x)

La fraccioacuten maacutesica ((x)) expresa la masa de soluto contenida en una unidad de masa de muestra o lo

que es lo mismo la relacioacuten entre la masa de un soluto dado y la masa total de la muestra que lo contie-

ne y se calcula seguacuten

De forma anaacuteloga a la explicada para el caso de la concentracioacuten maacutesica las unidades en las cuales

puede expresarse la fraccioacuten maacutesica dependeraacuten de las unidades en las cuales se exprese la masa de

soluto y la masa de la muestra asiacute la fraccioacuten maacutesica puede expresarse en gg mgg gg gKg mgKg

g etc

La fraccioacuten maacutesica suele emplearse con mucha frecuencia para expresar la concentracioacuten de un analito

en una muestra farmaceacuteutica soacutelida (mg de principio activo por gramo de granulado etc)

53 Concentracioacuten en porcentual ()

De manera general el por ciento expresa el nuacutemero finito de unidades contenidas en un conjunto cual-

quiera por cada 100 unidades del conjunto

En quiacutemica analiacutetica la concentracioacuten en por ciento puede referirse a tres casos diferentes masa-

volumen (m-V) masa-masa (m-m) y volumen-volumen (V-V)

531 a) Por ciento masa-volumen m-V

El por ciento masa-volumen (m-V) se define como los gramos de soluto contenidos en 100 mL de diso-

lucioacuten y se puede calcular a traveacutes de la siguiente expresioacuten

[ 12])m(m

)x(m

muestrademasa

xsolutoldemasa)x(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 11 de 42

capitulo1 b y fdocx

Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

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533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

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capitulo1 b y fdocx

Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

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capitulo1 b y fdocx

Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 17 de 42

capitulo1 b y fdocx

Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 19 de 42

capitulo1 b y fdocx

Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

capitulo1 b y fdocx

Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 22 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 23 de 42

capitulo1 b y fdocx

factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 25 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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capitulo1 b y fdocx

mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 42 de 42

capitulo1 b y fdocx

analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Retomando el ejemplo utilizado anteriormente de la disolucioacuten de NaOH obtenida por disolucioacuten de 40 g

de NaOH hasta 250 mL la concentracioacuten de esta disolucioacuten expresada en m-V seraacute

Tambieacuten se obtiene el mismo resultado a partir del siguiente anaacutelisis

en 250 ml de disolucioacuten estaacuten contenidos 40 g de NaOH

en 100 ml de disolucioacuten estaraacuten contenidos x g de NaOH

Noacutetese que las unidades de masa y volumen no son arbitrarias pues para ser consecuentes con el con-

cepto de m-V eacutestas siempre deben expresar la masa de soluto (en gramos) contenida en 100 mL de

disolucioacuten

El por ciento masa-volumen (m-V) es la forma de expresar la concentracioacuten de medicamentos cuya

presentacioacuten es en forma liacutequida como por ejemplo los colirios y las soluciones toacutepicas

532 b) Por ciento masa-masa m-m

El por ciento masa-masa (m-m) se define como los gramos del constituyente a cuantificar (analito)

contenidos en 100g de muestra y puede calcularse a partir de la siguiente expresioacuten

[14]

El m-m es una expresioacuten comuacutenmente empleada para expresar la concentracioacuten de analitos en mues-

tras soacutelidas Por tanto es la forma de expresar el de pureza de las materias primas que se emplean

en la industria farmaceacuteutica

El m-m es tambieacuten la forma de expresioacuten de la pureza de algunos reactivos comercializados en solu-

ciones altamente concentradas como por ejemplo los aacutecidos sulfuacuterico clorhiacutedrico niacutetrico y el amoniacuteaco

Noacutetese que en este caso el soluto no es un soacutelido El de pureza de tales reactivos se encuentra es-

pecificado en la etiqueta del frasco o envase de presentacioacuten y es un dato de mucha utilidad cuando se

requiere preparar soluciones a partir de ellos lo cual seraacute explicado detalladamente en el Capiacutetulo 3

[ 1 3]100)D(V

)x(m100x

disolucioacutendevolumen

solutodelmasaVm

mLenresadoexp

genresadaexp

disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40)NaOH(

16disolucioacutendemL100NaOHg16100mL250

g40NaOHdegx

100)muestra(m

)analito(mmm

genresadaexp

genresadaexp

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capitulo1 b y fdocx

533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

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capitulo1 b y fdocx

Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

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capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

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Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

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8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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533 c) Por ciento volumen- volumen V-V

El por ciento volumen-volumen se define como los mL de soluto liacutequido contenido en 100 mL de disolu-

cioacuten y puede calcularse seguacuten

[15]

El por ciento volumen-volumen tambieacuten se emplea para expresar el grado alcohoacutelico de soluciones de

etanol pero de todas las expresiones de concentracioacuten es la de menos utilizacioacuten en anaacutelisis farmaceacuteu-

tico

Existen tambieacuten otras dos formas de expresar la concentracioacuten que se aplican a soluciones de uso fre-

cuente en la quiacutemica cuantitativa Ellas son las expresiones de concentracioacuten molar y concentracioacuten

molar del equivalente

54 Concentracioacuten molar c(x)

La concentracioacuten molar representa el nuacutemero de moles de soluto contenidos en un litro de disolucioacuten Se

expresa en unidades de molL y puede calcularse seguacuten

[16]

donde

n(x) es expresada en mol y V(D) en litros

La cantidad de sustancia n(x) puede calcularse por

siendo m(x) la masa de sustancia expresada en gramos y M(x) su masa molar expresada en gmol Por

tanto

Asiacute por ejemplo si se disuelven 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4 2H2O) en agua hasta com-

pletar 500 mL de disolucioacuten la concentracioacuten molar de esta uacuteltima seraacute

100x)D(V

)x(V100

disolucioacutendevolumen

)x(liacutequidosolutodelvolumenVV

)D(V

)x(n

disolucioacutendevolumen

ciatansusdecantidad)x(c

[ 17])x(M

)x(m)x(n

[ 1 8])D(V

)x(M

)x(m

)x(c

Lmol10L50

molg126

g36

)OH2OCH(c 2422

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Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

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Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

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capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

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Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

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Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Noacutetese que en definitiva la concentracioacuten molar expresa la cantidad de moles de una sustancia dada en

un litro de disolucioacuten

55 Concentracioacuten molar del equivalente c (xz)

La concentracioacuten molar del equivalente expresa la cantidad de sustancia en moles equivalentes de solu-

to contenidos en un litro de disolucioacuten Se expresa en molL y puede calcularse a traveacutes de la siguiente

expresioacuten

[19]

donde

n(xz) es expresada en mol y V(D) en litros

Cabe recordar que z es el nuacutemero de equivalentes intercambiados en una reaccioacuten quiacutemica es decir es

el nuacutemero de iones H+ iones OH

- cargas positivas cargas negativas o electrones que aporta requiere o

intercambia la sustancia considerada en una reaccioacuten dada

La diferencia entre esta expresioacuten y la concentracioacuten molar radica en el concepto de cantidad de sustan-

cia del equivalente (n(xz)) la cual se define como el nuacutemero de moles quiacutemicamente equivalentes de

una sustancia en una reaccioacuten quiacutemica dada

La (n(xz)) puede calcularse seguacuten [110]

donde

m(x) es la masa de sustancia expresada en gramos y M(xz) es la masa molar del equivalente expresa-

da en gmol que resulta del cociente entre la masa molar M(x) y el nuacutemero de equivalencia (z) de la

sustancia en la reaccioacuten dada

Asiacute por ejemplo en la reaccioacuten entre el aacutecido oxaacutelico y el hidroacutexido de sodio representada seguacuten

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

un mol de H2C2O4 requiere de dos moles de NaOH para completar la reaccioacuten por cuanto son dos los

iones H+ que requieren ser neutralizados y cada mol de NaOH aporta solo un ioacuten OH

-

Conforme a la definicioacuten antes indicada el nuacutemero de equivalente (z) para el H2C2O4 y para el Na2C2O4

seraacute igual a 2 en tanto para el NaOH seraacute igual a 1

Entonces las masas molares equivalentes de estas tres sustancias pueden calcularse de la siguiente

forma

)D(V

)zx(n

disolucioacutendevolumen

eequivalentciatansusdecantidad)zx(c

)zx(M

)x(m)zx(n

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

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capitulo1 b y fdocx

Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 19 de 42

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

capitulo1 b y fdocx

Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 21 de 42

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 22 de 42

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 23 de 42

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 24 de 42

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 42 de 42

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

Page 14: capitulo1 b y f

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 14 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por tanto para la solucioacuten preparada por disolucioacuten de 63 g de aacutecido oxaacutelico dihidratado (H2C2O4

2H2O) en agua destilada hasta completar 500 mL la concentracioacuten molar del equivalente seraacute igual a

Noacutetese que la magnitud de la concentracioacuten molar del equivalente del aacutecido oxaacutelico es el doble de la

magnitud de su concentracioacuten molar [02 molL = 2(01 molL)] puesto que un mol de sustancia de

H2C2O4 representa dos moles equivalentes de aacutecido Por tanto la concentracioacuten molar del equivalente

puede tambieacuten obtenerse seguacuten

c(xz) = c(x) x z [111]

Para el caso considerado del aacutecido oxaacutelico quedariacutea

De forma anaacuteloga la concentracioacuten molar de la solucioacuten de Na2C2O4 seraacute la mitad de la magnitud de su

concentracioacuten molar del equivalente pero para la solucioacuten de NaOH ambas concentraciones tendraacuten el

mismo valor por cuanto su nuacutemero de equivalencia es igual a 1

La Unioacuten Internacional de Quiacutemica Pura y Aplicada (IUPAC) instituyoacute a principios de la deacutecada de los

antildeos 80 como parte del Sistema Internacional de Unidades los teacuterminos de concentracioacuten molar y con-

centracioacuten molar del equivalente Sin embargo en la praacutectica cientiacutefica estos teacuterminos auacuten no se han

generalizado y en la mayoriacutea de los textos y publicaciones actuales (incluso las farmacopeas) se siguen

empleando las viejas denominaciones de NORMALIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar del

equivalente) y MOLARIDAD (para referirse a la concentracioacuten molar) Estas denominaciones no indican

de forma expliacutecita (aunque siacute impliacutecitamente) las unidades (molL) en que se expresan ambas formas de

concentracioacuten

molg632

molg126

2

OH2OCHM

z

OH2OCHM 2422

2422

molg672

molg134

2

OCNaM

z

OCNaM 422

422

molg401

molg40

1

NaOHM

z

NaOHM

Lmol20L50

molg63

g36

2

O2H24O2C2Hc

zx)OH2OCH(cz

OH2OCHc 2422

2422

2xLmol102

OH2OCHc 2422

Lmol202

OH2OCHc 2422

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 15 de 42

capitulo1 b y fdocx

Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 16 de 42

capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 17 de 42

capitulo1 b y fdocx

Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 19 de 42

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Asiacute una solucioacuten de HCl de concentracioacuten molar equivalente igual a 01 molL se representa como 01 N

(01 Normal) y una de concentracioacuten molar igual a 01 molL se representa como 01 M (01 Molar)

Con el objetivo de que los estudiantes se familiaricen con ambas terminologiacuteas en este texto se emple-

araacuten indistintamente los teacuterminos de concentracioacuten molar del equivalente o normalidad y concentracioacuten

molar o molaridad

Como ejemplo de las formas en que puede expresarse la concentracioacuten para una misma disolucioacuten to-

maremos la que resulta de disolver 158 g de permanganato de potasio (KMnO4) en agua destilada has-

ta completar un volumen total de 250 mL La concentracioacuten podraacute ser expresada en

a) por ciento masa ndash volumen

en unidades de concentracioacuten maacutesica

en unidades de concentracioacuten molar

en unidades de concentracioacuten molar del equivalente

El MnO4- es un agente oxidante fuerte que en medio aacutecido se reduce a Mn

2+ intercambiando 5 electro-

nes seguacuten

MnO4- + 8H

+ + 5e Mn

2+ + 4H2O

por lo que el nuacutemero de equivalencia de KMnO4 es igual a 5 entonces

100x)D(V

)KMnO(mvm 4

630100xmL250

g581vm

mLg00630mL250

g581

)D(V

)KMnO(m)KMnO( 4

4

ppm6300Lmg6300mLmg36Lg36mLg00630)KMnO( 4

M040Lmol040L250

molg158

g581

)D(V

)KMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)KMnO(n)KMnO(c 4

4

44

)D(V

)zKMnO(M

)KMnO(m

)D(V

)zKMnO(n

z

KMnOc

4

4

44

gmol3165

gmol158

5

)(KMnOM

z

KMnOM 44

a igual seriacutea solucioacuten la de z

KMnOc lay 4

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capitulo1 b y fdocx

Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

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Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Las diferentes formas de expresar la concentracioacuten y la conversioacuten entre ellas deben ser de total domi-

nio de todo profesional farmaceacuteutico

6 EQUILIBRIO QUIMICO

Dada la importancia que presenta el equilibrio quiacutemico en el anaacutelisis quiacutemico cuantitativo seraacute necesario

retomar este concepto en muacuteltiples oportunidades durante el desarrollo de los diferentes meacutetodos que

seraacuten abordados en el presente texto No obstante en este capiacutetulo se recordaraacuten algunos aspectos

esenciales

En primer lugar debe tenerse siempre presente que las reacciones quiacutemicas no son completas sino que

se desarrollan hasta que la relacioacuten entre las concentraciones molares entre los productos y reaccionan-

tes es constante Esta relacioacuten numeacuterica llamada constante de equilibrio es de gran importancia

praacutectica en el estudio y aplicacioacuten de los meacutetodos cuantitativos de anaacutelisis

Si se tiene en cuenta que en los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo se desarrolla general-

mente una reaccioacuten quiacutemica que involucra directa o indirectamente el analito y que debe asegurarse que

tales reacciones ocurran de la forma maacutes completa posible para garantizar resultados que realmente

reflejen la cantidad del mismo presente en la muestra todo lo relacionado con el alcance del equilibrio

quiacutemico de tales reacciones resulta de sumo intereacutes para el analista

Si consideramos como ecuacioacuten general de un sistema en equilibrio

a A + b B d D + e E

donde A y B son los reaccionantes C y D los productos y las letras minuacutesculas sus respectivos coefi-

cientes estequiomeacutetricos la constante de equilibrio quedaraacute expresada seguacuten

[112]

Para el caso de las reacciones que ocurren en fase gaseosa en la expresioacuten de la constante de equili-

brio aparecen las presiones parciales

Las expresiones de las constantes de equilibrio para las diferentes reacciones permiten predecir la direc-

cioacuten en que ocurre una reaccioacuten y en queacute medida estaacute favorecida esa direccioacuten pero no ofrecen infor-

macioacuten sobre la velocidad con que se desarrollaraacute hasta alcanzar la condicioacuten de equilibrio El valor

numeacuterico de la constante de equilibrio dependeraacute de la temperatura y es independiente del camino por

el cual el equilibrio ha sido alcanzado

N20Lmol20L250

molg631

g581

5

KMnOc 4

ba

ed

eq)B(c)A(c

)E(c)D(cK

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Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

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capitulo1 b y fdocx

8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

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capitulo1 b y fdocx

Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 20 de 42

capitulo1 b y fdocx

Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Como ya se ha mencionado al estudiar los diferentes tipos de reacciones de intereacutes en el anaacutelisis cuanti-

tativo se haraacute referencia a estos aspectos y se precisaraacuten aquellos que son de particular aplicacioacuten en

los mismos

7 ACIDOS Y BASES

El concepto del comportamiento aacutecido ndash base de una sustancia dada en solucioacuten fue propuesto por

Brnsted y Lowry en el antildeo 1923 El concepto propuesto por ellos expresa lo siguiente

ldquoun aacutecido es una sustancia capaz de ceder un protoacuten y una base es una sustancia que puede aceptar un

protoacuten Para ello deberaacute estar presente un aceptor o donador de protones respectivamenterdquo

Este concepto incluye que cada aacutecido tiene asociada una base conjugada y cada base un aacutecido conju-

gado

Muchos disolventes son aceptores o dadores de protones y por tanto inducen el comportamiento aacutecido o

baacutesico en solutos disueltos en ellos

El agua es un solvente anfiproacutetico tiacutepico capaz de comportarse como dador o aceptor de protones en

dependencia del soluto presente lo cual puede ejemplificarse seguacuten

NH3 + H2O NH4 +

+ OH -

base aacutecido aacutecido conjugado base conjugada

HNO2 + H2O NO2 -

+ H3O+

aacutecido base base conjugada aacutecido conjugado

Puede observarse que un aacutecido despueacutes de ceder un protoacuten se convierte en su base conjugada la que

a su vez se comporta como aceptora de protones (aacutecido) para volver a la forma aacutecida original Similar-

mente ocurre con la base y su aacutecido conjugado

A su vez el agua es un solvente anfiproacutetico o sea sufre su propia disociacioacuten o autoprotoacutelisis para for-

mar un par de especies ioacutenicas mediante una reaccioacuten aacutecido ndash base Otros ejemplos de solventes an-

fiproacuteticos lo constituyen el metanol y el amoniacuteaco

H2O + H2O H3O+ + OH

ndash

CH3OH + CH3OH CH3OH2 + + CH3O

ndash

NH3 + NH3 NH4 + + NH2

ndash

Para el caso del agua el catioacuten producido se denomina ldquoioacuten hidroniordquo Esta es la especie maacutes estable de

todas las que pueden formarse por enlaces covalentes del protoacuten con los pares de electrones no com-

partidos del oxiacutegeno por lo que se utiliza para simbolizarlas a todas No obstante en ocasiones se pre-

fiere utilizar el siacutembolo H+ para simplificar la expresioacuten de las ecuaciones en las que intervienen estos

protones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 18 de 42

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8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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capitulo1 b y fdocx

contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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8 CONSTANTE DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

Si consideramos una solucioacuten acuosa de una sal poco soluble AB el equilibrio de esta reaccioacuten puede

describirse mediante la siguiente ecuacioacuten

AB(S) A++ B

-

donde AB(S) representa la fase soacutelida

Esto es un equilibrio dinaacutemico que existe entre un compuesto de escasa solubilidad y sus iones en solu-

cioacuten mediante el cual la sal poco soluble AB(s) estaacute sometida a un constante proceso de disolucioacuten asiacute

como de formacioacuten Como las velocidades de estos dos procesos son iguales en el estado de equilibrio

el sistema no experimenta ninguacuten cambio apreciable en su composicioacuten siendo constante la concentra-

cioacuten de los iones en la solucioacuten Asiacute pues el equilibrio entre la sal AB(s) y sus iones puede describirse

mediante la siguiente expresioacuten

[113]

en la que las concentraciones se expresan como concentraciones molares

Ahora bien esta foacutermula puede simplificarse si se tiene en cuenta que la posicioacuten de equilibrio no se ve

afectada por la cantidad de soacutelido es decir la cantidad de precipitado presente no afecta las concentra-

ciones de la soluciones saturadas puesto que su concentracioacuten (maacutes exactamente actividad) es constan-

te o sea para este caso c(AB(S)) = constante

Entonces puede escribirse

Keq x c(AB (s)) = Kps = c (A+) x c (B

-) [114]

La constante de equilibrio (Keq) se denomina constante del producto de solubilidad (Kps) y puede defi-

nirse como ldquoel valor (maacuteximo y constante) del producto de las concentraciones de los iones en solucioacuten

en equilibrio con su precipitadordquo

Cuando la sustancia poco soluble es del tipo AyBz la expresioacuten 114 toma la forma

Kps = c (A)y x c (B)

z [115]

Noacutetese que la constante del producto de solubilidad (algunos autores la representan tambieacuten con la letra

Se define la condicioacuten de equilibrio en teacuterminos de concentraciones de los iones en solucioacuten que proce-

den del soacutelido Noacutetese ademaacutes que el valor de Kps se define para cada precipitado como ldquomaacuteximo y

constanterdquo de lo que se deduce que un precipitado comenzaraacute a formarse en una solucioacuten una vez que

el producto de las concentraciones de sus iones en solucioacuten alcance o supere el valor numeacuterico de la

Kps y que no ocurriraacute precipitacioacuten en soluciones en que este producto sea numeacutericamente inferior al

valor de Kps del soacutelido

Asiacute por ejemplo para el caso del AgCl

)AB(c

)B(cx)A(cKeq

)S(

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Ag+

+ Cl- AgCl (S)

Kps AgCl = c (Cl-) x c (Ag

+) = 18 x 10

-10

En una solucioacuten que contenga iones Cl- a una determinada concentracioacuten y a la cual se adiciona una

solucioacuten que contenga iones Ag+ el precipitado de AgCl no comenzaraacute a formarse hasta tanto el produc-

to de las concentraciones de los iones Cl- y los iones Ag

+ (c(Cl

-) x c(Ag

+)) en solucioacuten no alcance el valor

de 182 x 10-10

A partir de este momento la sucesiva adicioacuten de iones Ag+

contribuiraacute al incremento de la

cantidad de precipitado de AgCl(S) y la del producto de las concentraciones de los iones Cl- y Ag

+ seraacute

siempre de 18 x 10-10

De ahiacute que el valor de Kps se defina como ldquomaacuteximo y constanterdquo

Es de vital importancia comprender que la Kps se aplica solamente a una solucioacuten saturada que estaacute en

contacto con un exceso de soacutelido sin disolver Los valores numeacutericos de la Kps dependen de la tempera-

tura Una relacioacuten de estos valores para diferentes precipitados puede observarse en la opcioacuten Apeacutendi-

ces

La gran utilidad de la Kps radica en que permite calcular la concentracioacuten de un ioacuten en solucioacuten en equi-

librio con su precipitado si se conoce la concentracioacuten del otro ioacuten lo cual constituye una importante

herramienta en anaacutelisis quiacutemico cuando se desea deducir el orden de precipitacioacuten de varios iones pre-

sentes en una solucioacuten

9 CLASIFICACION DE LOS METODOS CLASICOS DE ANALISIS

CUANTITATIVOS

Como se ha mencionado antes los meacutetodos claacutesicos de anaacutelisis quiacutemico cuantitativo generalmente se

basan en una reaccioacuten quiacutemica en la que interviene el componente de la muestra que se desea deter-

minar Basaacutendose en la naturaleza de la medida final del anaacutelisis cuya magnitud es proporcional a la

cantidad de analito en la muestra estos meacutetodos se subdividen en

91 Meacutetodos de anaacutelisis gravimeacutetrico

En los que la determinacioacuten del analito se realiza midiendo directa o indirectamente su masa En la

mayoriacutea de los casos es el producto de una reaccioacuten quiacutemica el que se separa de la solucioacuten por filtra-

cioacuten y se pesa despueacutes de secar En otros pocos casos no es necesaria una reaccioacuten quiacutemica para

realizar la determinacioacuten cuantitativa

92 Meacutetodos de anaacutelisis volumeacutetrico

En los que la determinacioacuten se realiza mediante la medida exacta del volumen de solucioacuten consumido

durante una reaccioacuten total en la que estaacute involucrado el analito Si el producto de la reaccioacuten es un gas

el meacutetodo recibe el nombre particular de gasomeacutetrico

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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capitulo1 b y fdocx

mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Existe tambieacuten otra clasificacioacuten de los meacutetodos claacutesicos que se basa en la cantidad de muestra que se

toma para la determinacioacuten y que los divide en tres grupos los macroanaacutelisis (gt 01 g) los semimicro-

anaacutelisis (001 ndash 01 g) y los microanaacutelisis (1 mg ndash 10 mg) Esta clasificacioacuten es de menor importancia y

soacutelo se utiliza cuando es importante hacer eacutenfasis en el tamantildeo de muestra de la que se parte

10 ETAPAS DE UN ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO

El Anaacutelisis Quiacutemico ha experimentado en los uacuteltimos 20 antildeos un gran desarrollo En la actualidad tanto

los laboratorios analiacuteticos dedicados a la investigacioacuten como los vinculados a la industria se enfrentan

diariamente a problemaacuteticas mucho maacutes complejas que las de hace algunas deacutecadas

El surgimiento de nuevos materiales implica la consideracioacuten de nuevas matrices y nuevos analitos Si se

enfoca esta realidad desde el punto de vista quiacutemico esos nuevos materiales pueden representar un

reto analiacutetico de gran envergadura si se tiene en cuenta lo siguiente

pueden estar constituidos por un nuacutemero pequentildeo o elevado de sustancias quiacutemicas con estructuras

similares o muy diferentes

pudiera interesar la determinacioacuten analiacutetica de uno varios o todos sus componentes

los componentes pueden encontrarse en un amplio rango de concentraciones

Lo ideal seriacutea contar con un meacutetodo analiacutetico simple raacutepido y de bajo costo con adecuados criterios de

calidad que permita determinar simultaacuteneamente todos los analitos de intereacutes y que ademaacutes requiera

de una miacutenima cantidad de muestra En la praacutectica eso es imposible en la casi totalidad de los casos

aunque cuando se disentildea un procedimiento para resolver un determinado problema analiacutetico todos esos

requerimientos deben ser tomados en cuenta

En muchos casos la literatura reporta suficiente informacioacuten y soacutelo resta aplicar la metodologiacutea descrita

En otros se hace necesario elaborar o disentildear el procedimiento analiacutetico que se considera maacutes apropia-

do lo que no resulta una tarea faacutecil incluso para analistas de vasta experiencia pues ademaacutes de tenerse

que considerar un gran nuacutemero de detalles inherentes a la matriz de la muestra y especies quiacutemicas de

intereacutes se debe demostrar que los resultados que ofrece el meacutetodo o procedimiento propuestos son

suficientemente confiables

A todo lo anteriormente considerado debe sumarse la evaluacioacuten que debe hacerse sobre la duracioacuten y

el costo del anaacutelisis En ocasiones se exigen resultados raacutepidos pero en muchos casos la rapidez impli-

ca un mayor costo Meacutetodos maacutes novedosos y raacutepidos pueden resultar incomparablemente maacutes caros

que otros tradicionales sencillos y baratos y que pudieran resultar apropiados en igual medida Tampoco

debe invertirse tiempo y recursos en lograr una exactitud no requerida

Lo ideal es lograr un balance entre todos los factores anteriormente mencionados siempre que se garan-

tice la calidad de los resultados No menos importante es tener en cuenta que el camino que conduce al

conocimiento de la composicioacuten total o parcial de una matriz depende indiscutiblemente del esfuerzo

intelectual aptitud experiencia intuicioacuten y sobre todo de un adecuado criterio quiacutemico analiacutetico de la

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 22 de 42

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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persona o el colectivo que tengan a su cargo el disentildeo y realizacioacuten de una determinacioacuten cuantitativa

dada Este criterio tiene muchas veces maacutes peso que la disponibilidad de modernos y costosos instru-

mentos

La solucioacuten es llegar a una metodologiacutea analiacutetica que permita transformar el material (matriz) en una

muestra apta para ser analizada y que a la vez proporcione resultados confiables Para conseguir estos

objetivos debe centrarse la atencioacuten tanto en las especies a analizar como en la matriz de la muestra y

plantearse una serie de interrogantes que deben ser resueltas al enfrentar un problema analiacutetico Algu-

nas de esas interrogantes son

iquestCuaacutel especie quiacutemica seraacute objeto de estudio en la muestra y cuaacuteles son sus propiedades

(Puede tratarse de maacutes de una especie quiacutemica)

iquestEn queacute rango de concentraciones puede encontrarse esa especie

iquestEn queacute matriz se encuentra y cuaacuteles son sus caracteriacutesticas

iquestCon queacute nivel de precisioacuten y exactitud deben reportarse los resultados

iquestQueacute reporta la literatura sobre el anaacutelisis de este tipo de matriz

iquestQueacute operaciones o procesos quiacutemicos fiacutesicos o bioloacutegicos pueden afectar la concentracioacuten o la

estabilidad de la especie objeto de estudio

iquestQueacute meacutetodos analiacuteticos pudieran ser aplicados y cuaacutel resultariacutea maacutes apropiado

iquestQueacute componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el anaacutelisis

iquestQueacute materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto

iquestQueacute costo pudiera tener el procedimiento propuesto y de queacute forma pudiera disminuirse eacuteste

sin afectar la calidad de los resultados que se obtengan

De la respuesta a estas interrogantes (o de muchas maacutes especialmente si son varias las especies a

investigar) depende la elaboracioacuten o disentildeo del procedimiento analiacutetico a seguir

En cualquier caso un procedimiento analiacutetico es disentildeado mediante el cumplimiento de una serie de

etapas que aunque pueden ser bien definidas individualmente guardan una estrecha interdependencia

entre siacute Tales etapas son

Definicioacuten de los objetivos

Seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestreo

Preparacioacuten de la muestra

Determinacioacuten analiacutetica

Caacutelculos reporte e interpretacioacuten de los resultados

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 26 de 42

capitulo1 b y fdocx

mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Cada una de estas etapas seraacuten explicadas brevemente y son vaacutelidas tanto para el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico como para el instrumental

101 DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

El objetivo de cualquier anaacutelisis es el de obtener la respuesta maacutes concluyente en el menor tiempo posi-

ble Esto exige en primer lugar saber exactamente lo que se busca y su finalidad

El analista debe primero diagnosticar la situacioacuten y decidir queacute debe hacer para resolverla Para ello

debe conocer y saber manejar las viacuteas y meacutetodos maacutes convenientes para obtener los datos necesarios

calcular los resultados y presentarlos con el grado de exactitud que el problema requiera Lo fundamen-

tal es definir exactamente queacute hay que investigar o queacute problemaacutetica hay que resolver y para queacute se

necesitan los resultados que se obtengan

Para analistas experimentados esta etapa pudiera parecer trivial sin embargo para los estudiantes o

analistas de poca experiencia es sumamente importante diferenciar entre el objetivo analiacutetico y el pro-

blema experimental a resolver Indiscutiblemente de la correcta definicioacuten de los objetivos del anaacutelisis

depende en gran medida el eacutexito de la determinacioacuten

102 SELECCIOacuteN DEL METODO ANALITICO

La seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico siempre ha sido considerada como una de las etapas de mayor impor-

tancia ante un problema analiacutetico a resolver Esta seleccioacuten es frecuentemente difiacutecil requiere expe-

riencia y tambieacuten algo de intuicioacuten por parte del analista puesto que debe tenerse en cuenta no soacutelo la

exactitud que hay que lograr sino tambieacuten el costo total del procedimiento Por ejemplo uno de los as-

pectos es el nuacutemero de muestras a analizar porque cuando eacuteste es considerable deben evitarse aque-

llos procedimientos cuyas etapas preliminares son muy largas y laboriosas

Para la correcta seleccioacuten de un meacutetodo de anaacutelisis es necesario dar respuesta a todas las interrogantes

planteadas al inicio Para ello deberaacuten estudiarse cuidadosamente las caracteriacutesticas del (o los) anali-

to(s) de la matriz y de los meacutetodos analiacuteticos a emplear a partir de la literatura especializada disponible

1021 Caracteriacutesticas del analito (o los analitos)

Debe buscarse toda la informacioacuten posible sobre la naturaleza quiacutemica y las propiedades fiacutesicas quiacutemi-

cas y fiacutesico-quiacutemicas de cada uno de las especies a cuantificar No existe ninguacuten meacutetodo analiacutetico uni-

versal para todo tipo de analito Por tanto debe tenerse en cuenta si lo que se va a determinar es la con-

centracioacuten de un compuesto inorgaacutenico u orgaacutenico si se trata de una moleacutecula pequentildea o de gran tama-

ntildeo cuaacutel es su caraacutecter aacutecido-base si puede dar lugar a precipitados si es quiacutemicamente estable ante

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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capitulo1 b y fdocx

contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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factores atmosfeacutericos o cambios de pH etc Sin embargo no basta tener en cuenta las caracteriacutesticas

del analito pues tambieacuten es importante conocer las caracteriacutesticas de la matriz que lo contiene

1022 Caracteriacutesticas de la matriz

Al seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que preguntarse si eacuteste puede ser aplicado al analito dentro de la

matriz que lo contiene Obviamente entre las caracteriacutesticas importantes a considerar estaacute el estado de

agregacioacuten y la complejidad de la matriz El procedimiento a seguir variacutea si se parte de una muestra soacuteli-

da o liacutequida o si lo que se analiza es el ambiente de un laboratorio o industria Mientras maacutes compleja es

la matriz es decir mientras mayor sea el nuacutemero de componentes que posea o mayor similitud estructu-

ral presenten estos entre siacute (u otros factores) maacutes especiacutefico deberaacute ser el meacutetodo seleccionado y maacutes

complejo seraacute el procedimiento de preparacioacuten de la muestra a fin de eliminar las posibles interferencias

durante el anaacutelisis Para las matrices con un reducido nuacutemero de componentes la seleccioacuten del meacutetodo

puede resultar mucho maacutes faacutecil

1023 Caracteriacutesticas de los meacutetodos analiacuteticos

Los meacutetodos analiacuteticos presentan una serie de caracteriacutesticas relacionadas con el grado de incertidum-

bre que presenta la medicioacuten de la magnitud fiacutesica o fiacutesico-quiacutemica que los distingue Por ejemplo la

masa y el volumen son las magnitudes fiacutesicas que se miden cuando se aplican los meacutetodos claacutesicos de

anaacutelisis cuantitativo Otras son las magnitudes que corresponden a los meacutetodos instrumentales

Cuando se va a seleccionar un meacutetodo analiacutetico hay que disponer de una informacioacuten lo maacutes completa

posible sobre los mismos En primer lugar debe revisarse toda la literatura quiacutemica en general y far-

maceacuteutica en particular en la que esteacute recogida la experiencia de otros cientiacuteficos Si ya existe un meacuteto-

do reportado debe evaluarse la posibilidad de su aplicacioacuten a la muestra objeto de estudio en caso con-

trario deberaacute disentildearse un procedimiento que pudiera tomar elementos de los que aparecen en la biblio-

grafiacutea consultada o ser totalmente nuevo

Los meacutetodos reportados en la literatura pueden ser utilizados si han sido suficientemente validados esto

es si se demuestra en queacute medida los resultados obtenidos son confiables Tal requisito surge como

consecuencia de que toda medicioacuten de una magnitud fiacutesica presenta un determinado grado de incerti-

dumbre que en el mejor de los casos puede ser disminuido hasta un nivel aceptable tomando una serie

de precauciones y medidas durante su elaboracioacuten y ejecucioacuten El disentildeo de un procedimiento analiacutetico

incluye por tanto determinacioacuten de ese grado de incertidumbre para que pueda ser considerado o

aceptado como vaacutelido para el cumplimento de un objetivo dado

El teacutermino validacioacuten estaacute directamente relacionado con la palabra calidad En teacuterminos generales la

validacioacuten es el meacutetodo cientiacutefico que proporciona la evidencia documental para demostrar la confiabili-

dad reproducibilidad y efectividad de cualquier operacioacuten o proceso De hecho pueden ser validados los

meacutetodos analiacuteticos los instrumentos el personal el proceso productivo etc Internacionalmente cada

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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diacutea son maacutes las exigencias sobre la validacioacuten de todos aquellos factores involucrados en el asegura-

miento de la calidad de un producto o un servicio dado

103 Validacioacuten del meacutetodo analiacutetico

En este epiacutegrafe se abordaraacuten brevemente algunas generalidades sobre la validacioacuten de los meacutetodos

analiacuteticos debido a que esta temaacutetica seraacute tratada en cursos posteriores con mayor amplitud

La validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico es el proceso mediante el cual queda establecido por estudios de

laboratorio que las caracteriacutesticas de ejecucioacuten de un meacutetodo cumplen los requerimientos para las apli-

caciones analiacuteticas a que es destinado Este proceso incluye el anaacutelisis estadiacutestico de todos los datos

obtenidos mediante el cual se determinan las variables que proporcionan la informacioacuten sobre las posibi-

lidades de aplicacioacuten del procedimiento analiacutetico seleccionado

Hay importantes razones para validar los meacutetodos de anaacutelisis Desde el punto de vista comercial los

productos reactivos materias primas etc cuya calidad estaacute sustentada en meacutetodos correctamente

validados son aceptados favorablemente por los compradores facilitaacutendose con ello las transacciones

comerciales entre las empresas Para la fabricacioacuten importacioacuten y exportacioacuten de medicamentos y de

las materias primas utilizadas en la industria farmaceacuteutica se exige la existencia de meacutetodos validados

mediante los cuales se pueda comprobar la calidad de los diferentes productos o insumos realizar estu-

dios de estabilidad almacenamiento toxicidad y otros de intereacutes farmaceacuteutico

Para proceder a la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos debe tenerse en cuenta el objetivo que se persi-

gue con el anaacutelisis con vistas a seleccionar el procedimiento a seguir La diversidad existente en la lite-

ratura especializada tanto sobre definiciones teacuterminos y paraacutemetros a considerar como sobre la meto-

dologiacutea a seguir para evaluar estos ha ocasionado muchos inconvenientes a los cientiacuteficos que intentan

demostrar que el procedimiento propuesto para una determinacioacuten cuantitativa dada ofrece resultados

confiables es decir que intentan validar un meacutetodo analiacutetico En aras de unificar criterios diversas enti-

dades y organismos internacionales de reconocidos prestigio y autoridad en la materia han elaborado

una serie de documentos que en cierta medida facilitan el trabajo de los especialistas A su vez los

centros reguladores nacionales establecen las normas que regulan de forma oficial los procesos de

validacioacuten de meacutetodos analiacuteticos que deben ser aplicados en las diversas ramas de la ciencia la produc-

cioacuten y los servicios

Los principales productores de medicamentos se basan en lo posible (seguacuten sus criterios) en los docu-

mentos publicados por la Conferencia Tripartita Internacional sobre Armonizacioacuten (Tripartite International

Conference on Harmonisation (ICH) en relacioacuten con los procedimientos analiacuteticos glosario de teacuterminos y

otros aspectos relacionados con la validacioacuten de los meacutetodos analiacuteticos en el campo farmaceacuteutico Otras

fuentes contienen informacioacuten al respecto como por ejemplo la documentacioacuten que emite la Organiza-

cioacuten Mundial de la Salud

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Por tanto para proceder a validar un meacutetodo analiacutetico debe definirse queacute seraacute evaluado y coacutemo es de-

cir cuaacuteles criterios de calidad seraacuten evaluados y mediante queacute procedimiento experimental (variables a

considerar reacuteplicas a realizar etc) y estadiacutestico seraacute realizada dicha evaluacioacuten Todo ello dependeraacute

de una serie de factores relacionados con las caracteriacutesticas de la matriz complejidad del meacutetodo analiacute-

tico propuesto exactitud y precisioacuten con que deban expresarse los resultados aplicacioacuten que tendraacute el

meacutetodo propuesto entre otros aspectos

Los criterios de calidad de los meacutetodos analiacuteticos que deben ser evaluados durante un proceso de vali-

dacioacuten a continuacioacuten tomando como referencia lo publicado en los documentos de la ICH y en algunas

farmacopeas que asumen en general salvo algunas diferencias puntuales los mismos criterios Tales

teacuterminos y definiciones con algunas precisiones o particularidades son tambieacuten asumidos por los labo-

ratorios de produccioacuten y control de la calidad de la industria farmaceacuteutica de Cuba La metodologiacutea a

seguir para su determinacioacuten tambieacuten descrita en tales documentos no seraacute incluida en el presente

texto por cuanto seraacuten explicadas en cursos posteriores

1031 Especificidad-

Es la capacidad para determinar inequiacutevocamente el analito en presencia de componentes que proba-

blemente se encuentren presentes (impurezas productos de degradacioacuten y los propios componentes de

la matriz) La carencia de especificidad de un procedimiento analiacutetico individual puede ser compensada

por otros procedimientos analiacuteticos de apoyo (Otras organizaciones internacionalmente reconocidas

(IUPAC AOAC) han preferido el teacutermino ldquoselectividadrdquo reservando el de ldquoespecificidadrdquo para aquellos

procedimientos que son completamente selectivos)

1032 Exactitud-

Expresa el grado de concordancia entre el valor aceptado como un valor verdadero convencional o un

valor aceptado de referencia y el valor hallado

1033 Precisioacuten-

Expresa el grado de concordancia entre una serie de mediciones obtenidas de muacuteltiples muestreos de la

misma muestra homogeacutenea bajo las condiciones prescritas La precisioacuten de un meacutetodo analiacutetico es

usualmente expresada como la desviacioacuten estaacutendar o la desviacioacuten estaacutendar relativa (coeficiente de

variacioacuten) de una serie de mediciones La precisioacuten puede ser una medida del grado de reproducibilidad

o de repetibilidad de un meacutetodo analiacutetico bajo condiciones operacionales normales En este contexto la

reproducibilidad se refiere al uso del procedimiento analiacutetico en diferentes laboratorios mediante un estu-

dio colaborativo La precisioacuten intermedia expresa la variacioacuten dentro del laboratorio como son diferentes

diacuteas analistas o diferente equipamiento dentro de un mismo laboratorio La repetibilidad se refiere al

uso del procedimiento analiacutetico en un mismo laboratorio dentro de un corto periacuteodo de tiempo usando el

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capitulo1 b y fdocx

mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 29 de 42

capitulo1 b y fdocx

contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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mismo analista con el mismo equipamiento Cada uno de estos teacuterminos aparece individualmente defini-

do de la siguiente forma

1034 Liacutemite de deteccioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser detectada pero no necesariamente cuan-

tificada como un valor exacto

1035 Liacutemite de Cuantificacioacuten-

Es la menor cantidad de analito en una muestra que puede ser cuantitativamente determinada con preci-

sioacuten y exactitud apropiados El liacutemite de cuantificacioacuten se expresa como la concentracioacuten de analito (ej

por ciento partes por billoacuten) en la muestra

1036 Linealidad-

Es la habilidad del procedimiento analiacutetico para obtener resultados de ensayos que sean directamente

proporcionales a la concentracioacuten del analito en la muestra dentro de un rango dado

1037 Rango-

Es el intervalo entre la concentracioacuten maacutes baja y maacutes alta del analito en la muestra (incluidas estas con-

centraciones) para las cuales ha sido demostrado que el procedimiento analiacutetico tiene un nivel de preci-

sioacuten exactitud y linealidad apropiados

1038 Robustez-

Es la medida de la capacidad de un procedimiento analiacutetico de no sufrir afectaciones ante pequentildeas

pero deliberadas variaciones en los paraacutemetros del meacutetodo y da una indicacioacuten de su confiabilidad du-

rante su uso normal

Algunas o todas estas caracteriacutesticas de los meacutetodos de anaacutelisis cuantitativo deben ser evaluadas

seguacuten corresponda Los procedimientos para llevar a cabo esta evaluacioacuten estaacuten descritos para cada

una de ellas y tambieacuten en algunos casos seguacuten se trate de una materia prima de un producto termina-

do de una muestra bioloacutegica etc

Toda la documentacioacuten correspondiente al proceso de validacioacuten de un meacutetodo analiacutetico (experimentos

resultados procesamiento estadiacutestico variables calculadas etc) debe constar en un expediente debi-

damente organizado el cual deberaacute mostrarse a todas aquellas personas autorizadas que lo soliciten La

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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validacioacuten en cuestioacuten debe ser repetida perioacutedicamente especialmente cuando se ha producido alguacuten

cambio en las condiciones para las cuales fue realizada

104 MUESTREO

El muestreo se define como un proceso de seleccioacuten de una muestra para ser analizada de forma tal

que sea representativa del conjunto del material del cual se ha tomado y sea ademaacutes congruente con la

definicioacuten del problema analiacutetico dicho de otro modo la concentracioacuten del analito en la porcioacuten de la

muestra que se analiza debe ser igual a la concentracioacuten del analito en la poblacioacuten (lote partida fluido

bioloacutegico etc) de la cual se ha tomado la muestra De nada serviriacutea realizar un anaacutelisis perfecto cuando

la muestra no es representativa ya que estos resultados no representariacutean la composicioacuten de todo el

material de donde fue tomada la muestra y por tanto los resultados que se obtendriacutean no proporcionariacutean

una informacioacuten verdadera

En teacuterminos generales los quiacutemicos analiacuteticos no siempre le han dado la importancia que en los resul-

tados analiacuteticos puede tener y de hecho tiene a la etapa de seleccioacuten de la muestra o muestreo Con

frecuencia un analiacutetico entrenado puede olvidar algunas de las reglas baacutesicas del muestreo o puede

aplicar eacutestas de forma incorrecta con la consecuencia anteriormente expresada

En realidad el analista no ha sido entrenado en el muestreo En la mayoriacutea de los casos el analista no

tiene responsabilidad en las fases de disentildeo y realizacioacuten del muestreo sino que el primer contacto que

tiene con la muestra se produce cuando eacutesta llega al laboratorio detalladamente identificada

Sin embargo si el analista debe proponer la forma de realizar el muestreo es importante que tenga

sentido de la incertidumbre involucrada en esta etapa del anaacutelisis Esta incertidumbre determina en gran

medida la variabilidad que puede ser permitida pues conociendo el error potencial de un muestreo se

conoce maacutes de las dos terceras partes del error total del anaacutelisis

Los procedimientos de muestreo pueden ser totalmente diferentes para cada tipo de producto pues de-

penden del estado de agregacioacuten de la sustancia y de sus caracteriacutesticas particulares

El muestreo no debe estar dirigido con la intencioacuten de lograr el resultado deseado Debe ser realizado

siguiendo estrictamente las normas establecidas para ello seguacuten las caracteriacutesticas y factores que de-

terminan el ldquotamantildeo de muestrardquo y la forma de realizar el muestreo Para cada tipo de material analizado

existen instrucciones especiales que establecen como debe realizarse el muestreo y queacute cantidad de

muestra debe ser tomada Estas instrucciones aparecen en manuales de anaacutelisis teacutecnicos conocidos

como Normas de Muestreo y seraacuten tratadas en cursos posteriores

El principio general de cualquier procedimiento de muestreo consiste en que la muestra representativa

debe estar compuesta del mayor nuacutemero posible de porciones tomadas de manera absolutamente arbi-

traria (al azar) de diversos lugares de la ldquopoblacioacutenrdquo que se estudia (partida lote enfermos personas

sanas fluidos bioloacutegicos etc) Cuanto mayor nuacutemero de porciones se escojan al azar tanto mayor seraacute

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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la probabilidad de que todas las desviaciones eventuales del promedio se compensen y la composicioacuten

de la muestra se acerque a la composicioacuten media del total de la poblacioacuten que se analiza Para garanti-

zar la representatividad de la muestra el muestreo debe ser aleatorio y estratificado

Muestreo aleatorio- Cuando se realiza totalmente al azar es decir todas las unidades pueden ser

igualmente seleccionadas

Muestreo estratificado- Cuando todos los niveles en que puede encontrarse el material a analizar estaacuten

representados (diferentes ubicaciones diferentes cuartos estantes pisos etc)

Usualmente la muestra representativa primaria no se emplea directamente en el anaacutelisis debido a que

auacuten es muy grande (varios kg) y heterogeacutenea Por eso se toma soacutelo una porcioacuten de eacutesta y se tritura (en

los casos en que es procedente) para aumentar su homogeneidad

En este sentido deben diferenciarse los teacuterminos muestra y porcioacuten de ensayo La muestra es la porcioacuten

del material tomado de la poblacioacuten inicial (lote de un proceso de produccioacuten de medicamentos almaceacuten

de materias primas o formas terminadas etc) que llega al laboratorio analiacutetico y debe ser de un tamantildeo

adecuado (entre 50 g y 1 Kg o maacutes) La porcioacuten de ensayo es la cantidad de muestra tomada en el labo-

ratorio por el analista para realizar el anaacutelisis y su tamantildeo depende de las caracteriacutesticas del meacutetodo y

de los objetivos del anaacutelisis Usualmente estos teacuterminos no se distinguen y se habla de forma general de

muestra pero el analista debe tener presente la diferencia

El muestreo consta de dos fases fase de disentildeo y fase de implementacioacuten En la fase de disentildeo el ana-

lista aplica los principios estadiacutesticos para generar un plan de muestreo Dicho plan intenta minimizar las

diferencias entre las propiedades estimadas para una muestra y las propiedades de la poblacioacuten en su

totalidad La fase de implementacioacuten involucra la realizacioacuten fiacutesica de la toma de las porciones estadiacutesti-

camente disentildeadas En esta etapa hay que considerar la instrumentacioacuten del muestreo los recipientes

para las muestras asiacute como el almacenamiento y la conservacioacuten de las mismas

105 PREPARACION DE LA MUESTRA

La etapa de preparacioacuten de la muestra es una de las etapas que puede considerarse criacutetica en una me-

todologiacutea analiacutetica De forma general en la literatura cientiacutefica suele daacutersele mayor importancia a la eta-

pa de seleccioacuten del meacutetodo analiacutetico que a la etapa de preparacioacuten de la muestra Sin embargo en los

uacuteltimos antildeos diversos autores han llamado la atencioacuten con respecto a la importancia de esta uacuteltima

La mayoriacutea de las determinaciones analiacuteticas requiere de una preparacioacuten previa de la muestra debido

principalmente a las siguientes razones

Alta complejidad de la matriz lo que aumenta la posibilidad de la presencia de interferencias En este

sentido se debe recordar que la complejidad de una matriz estaacute relacionada con diferentes criterios y no

solamente con el alto nuacutemero de componentes Debe destacarse que pocas propiedades quiacutemicas o

fiacutesicas importantes en anaacutelisis quiacutemico son exclusivas de una especie quiacutemica en particular Por el

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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contrario las reacciones usadas y las propiedades medidas son caracteriacutesticas de un grupo de elemen-

tos o compuestos Esta carencia de reacciones y propiedades especiacuteficas complica grandemente el

trabajo del analista el cual debe incluir dentro del procedimiento analiacutetico aquellos pasos que garantizan

el aislamiento de la especie de intereacutes o la separacioacuten de las interferencias nombre con el que identifi-

can las sustancias que afectan la medida directa de la concentracioacuten del analito (o su deteccioacuten)

Muestras muy diluidas es decir el o los analitos se encuentran en bajas concentraciones en la muestra

original pudiendo encontrarse por debajo del liacutemite de deteccioacuten del meacutetodo analiacutetico

Muestras muy concentradas para las que el meacutetodo analiacutetico no proporciones respuestas satisfactorias

En el caso maacutes simple bastariacutea realizar un proceso de dilucioacuten para resolver este problema

Las caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas de la muestra (matriz) no son compatibles con el meacutetodo analiacutetico

Por ejemplo el meacutetodo puede exigir que el analito se encuentre en disolucioacuten y estaacute contenido en una

muestra soacutelida En el caso maacutes sencillo bastariacutea seleccionar el disolvente adecuado para preparar una

disolucioacuten de la muestra

Por tanto el objetivo central del proceso de preparacioacuten de la muestra es proporcionar las condiciones

oacuteptimas para que el analito pueda ser analizado dicho de otro modo obtener muestras enriquecidas en

las sustancias de intereacutes analiacutetico y asegurar la deteccioacuten yo cuantificacioacuten eficiente del o los analitos

asiacute como la compatibilidad con el sistema analiacutetico lo cual estaacute obviamente relacionado con el eacutexito del

anaacutelisis

La siguiente tabla muestra una estimacioacuten del tiempo promedio que se invierte en las etapas de un pro-

ceso analiacutetico las cuales han sido condensadas en 4 grandes grupos

Tabla 13 Tiempo utilizado en diferentes etapas del proceso analiacutetico

Gestioacuten de datos 27

Muestreo 6

Preparacioacuten de la muestra 61

Determinacioacuten 6

Noacutetese que el mayor tiempo es consumido justamente en la etapa de preparacioacuten de la muestra

De lo anteriormente expresado se infiere que la etapa de preparacioacuten de la muestra requiere de un di-

sentildeo y planificacioacuten riguroso tomando en consideracioacuten la informacioacuten sobre lo siguiente

Naturaleza quiacutemica del analito

Concentracioacuten del analito en la matriz

Caracteriacutestica de la matriz (homogeneidad o heterogeneidad estabilidad volatilidad solubilidad)

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Naturaleza quiacutemica de las posibles sustancias interferentes

Caracteriacutesticas del meacutetodo analiacutetico seleccionado

Como sub-etapas de la preparacioacuten de la muestra se consideran la preparacioacuten de la muestra y

la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

1051 Preparacioacuten de la muestra

Constituye un proceso de tratamiento de la muestra aunque en ocasiones no resulta necesario Estaacute

dirigido a propiciar las condiciones necesarias para aplicar el procedimiento analiacutetico seleccionado de

manera que eacuteste pueda garantizar la representatividad de los resultados Se realiza como su nombre lo

indica a la muestra que llega al laboratorio antes de proceder a tomar la parte de eacutesta (masa o volumen)

que seraacute utilizada finalmente en el anaacutelisis Usualmente el procedimiento de preparacioacuten de la muestra

aparece descrito en normas que regulan e indican como debe realizarse esta sub-etapa en funcioacuten de

las caracteriacutesticas de la matriz Asiacute por ejemplo en el anaacutelisis de tabletas se procede a la trituracioacuten y

homogenizacioacuten de la cantidad indicada en el ensayo correspondiente

1052 Preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Esta etapa se inicia invariablemente con la medicioacuten exacta de la porcioacuten de la muestra homogenizada

puesto que los resultados finales del anaacutelisis se expresan en unidades de concentracioacuten o sea cantidad

de analito en funcioacuten de la cantidad de muestra tomada para el anaacutelisis (por ciento mgg mgL mg100

g etc) como se veraacute maacutes adelante

Una vez medida exactamente la porcioacuten de ensayo se realizan diferentes tratamientos con una serie de

pasos que dependeraacuten de la complejidad de la matriz y posible interferencia de algunos de los compo-

nentes de la misma que persiguen la separacioacuten del analito o de las sustancias interferentes para facili-

tar la cuantificacioacuten

A partir del anaacutelisis de estos aspectos se disentildea una estrategia analiacutetica la cual puede enfocarse desde

dos puntos de vista

A partir de la matriz original se realizan las operaciones quiacutemicas necesarias que permiten eliminar las

interferencias (Proceso de limpieza o ldquoclean uprdquo)

A partir de la matriz original se extraen selectivamente los compuestos de intereacutes (analitos) (Proceso de

extraccioacuten)

No es posible ofrecer pautas generales que permitan la eliminacioacuten del efecto de las interferencias pre-

sentes en una muestra pues para ello deben tenerse en cuenta las caracteriacutesticas propias de la matriz

del analito y de la determinacioacuten que va a ser aplicada Existen muy diversos meacutetodos de separacioacuten

que pueden abarcar desde la simple adicioacuten de un agente enmascarante filtracioacuten o extraccioacuten con

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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capitulo1 b y fdocx

analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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solvente hasta un sofisticado meacutetodo instrumental Dado el enorme nuacutemero de posibilidades que se

pueden presentar soacutelo seraacuten brevemente descritos algunos de los procedimientos de separacioacuten y de

preparacioacuten de la muestra (porcioacuten de ensayo) maacutes comuacutenmente empleados en el anaacutelisis cuantitativo

claacutesico

1053 Dilucioacuten

Se emplea para muestras liacutequidas en las cuales el analito se encuentra en altas concentraciones o en

productos fuertemente coloreados cuya coloracioacuten interfiere en el anaacutelisis Es uno de los procedimientos

maacutes simples de preparacioacuten

1054 Extraccioacuten soacutelido-liacutequido

Consiste en la extraccioacuten del analito a partir de una matriz soacutelida empleando un disolvente adecuado

capaz de disolver el componente en estudio Este procedimiento de extraccioacuten soacutelido-liacutequido puede ser

relativamente sencillo o involucrar varias etapas con diferentes solventes y otras operaciones engorro-

sas

1055 Clarificacioacuten

Consiste en eliminar las interferencias por precipitacioacuten o floculacioacuten empleando un agente precipitante

adecuado

1056 Destilacioacuten

El analito o alguacuten producto obtenido cuantitativamente a partir de eacutel se separa del resto de los compo-

nentes que pueden interferir en el anaacutelisis aplicando un procedimiento de destilacioacuten

1057 Incineracioacuten

La incineracioacuten es el proceso de combustioacuten de la materia orgaacutenica que deja un residuo de material in-

orgaacutenico conocido como cenizas En algunas determinaciones de compuestos de naturaleza inorgaacutenica

se requiere eliminar primeramente el material orgaacutenico para facilitar el anaacutelisis

1058 Digestioacuten

Es un proceso de hidroacutelisis (aacutecida fundamentalmente) de la materia orgaacutenica que puede incluso en fun-

cioacuten de las condiciones de tratamiento producir agentes oxidantes que transforman la materia orgaacutenica a

dioacutexido de carbono vapor de agua y otros compuestos volaacutetiles La determinacioacuten de nitroacutegeno total por

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el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 42 de 42

capitulo1 b y fdocx

analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

Page 32: capitulo1 b y f

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capitulo1 b y fdocx

el meacutetodo Kjeldahl incluye una etapa de digestioacuten que transforma el nitroacutegeno orgaacutenico en sulfato de

amonio con el empleo de aacutecido sulfuacuterico concentrado y calor en presencia de un catalizador de sulfato

de cobre En esta determinacioacuten se realiza ademaacutes una posterior destilacioacuten por lo que constituye un

ejemplo en que se combinan varios procedimientos con vistas a transformar el analito en una sustancia

faacutecilmente cuantificable

Los procedimientos arriba explicados constituyen tan solo unos pocos ejemplos de las numerosas ope-

raciones que pueden emplearse como parte de la preparacioacuten de la muestra Esta etapa deberaacute realizar-

se con mucha profesionalidad y rigor cientiacutefico pues de lo contrario los resultados analiacuteticos seriacutean des-

astrosos y considerable el despilfarro de tiempo y recursos materiales que tendriacutea lugar

La etapa de preparacioacuten de muestras no ha avanzado a la par del desarrollo de los meacutetodos analiacuteticos

Muchos de los meacutetodos empleados son considerados claacutesicos y se utilizan desde hace mucho tiempo

Sin embargo con la introduccioacuten de la extraccioacuten en fase soacutelida comenzoacute un proceso de desarrollo de

los meacutetodos de preparacioacuten de muestra en los uacuteltimos antildeos que se ha visto incrementado con el empleo

de los fluidos supercriacuteticos y las microondas

1059 Caacutelculos relacionados con la etapa de preparacioacuten de la muestra

El proceso de preparacioacuten de la muestra involucra siempre un tratamiento de la matriz que produce en

la mayoriacutea de los casos una variacioacuten de la masa yo la concentracioacuten del analito contenido inicialmente

en la matriz

En otras palabras los procesos de dilucioacuten clarificacioacuten destilacioacuten extraccioacuten etc a que es sometida

la matriz con el objetivo de facilitar la determinacioacuten cuantitativa del analito traen como resultado que la

masa de este uacuteltimo que se encuentra en la solucioacuten final que se va a ser analizada difiera de la masa

contenida inicialmente en la porcioacuten de ensayo a partir

de la cual se comenzoacute el procedimiento

Por ejemplo si para la determinacioacuten del contenido de

principio activo en una muestra de locioacuten toacutepica Linda-

no al 1 se aplica el procedimiento siguiente

Se toman exactamente 25 mL del medicamento se

diluyen con agua destilada hasta completar 250 mL de

disolucioacuten y se transfiere una aliacutecuota de 10 mL exac-

tos a un vaso de precipitados para realizar el cuantifi-

cacioacuten del analito

A partir de esa descripcioacuten puede interpretarse que los

25 mL de locioacuten inicialmente tomados constituiraacuten la

porcioacuten de ensayo y a la vez la solucioacuten inicial de la

cual se parte para el anaacutelisis Esta solucioacuten inicial sufre un proceso de dilucioacuten hasta 250 mL de la que

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capitulo1 b y fdocx

finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

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capitulo1 b y fdocx

Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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capitulo1 b y fdocx

O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

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i

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 42 de 42

capitulo1 b y fdocx

analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

Page 33: capitulo1 b y f

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 33 de 42

capitulo1 b y fdocx

finalmente se toman soacutelo 10 mL para realizar la determinacioacuten Estos 10 mL constituiraacuten la solucioacuten final

o solucioacuten de ensayo pues a partir de eacutesta no se hacen nuevas diluciones ni se toman nuevas aliacutecuotas

Paralelamente debe realizarse el siguiente razonamiento

al tomar una aliacutecuota de 25 mL de locioacuten se estaacute tomando una masa determinada de principio activo

(seguacuten el fabricante la locioacuten de Lindano al 1 contiene 1 gramo de principio activo por cada 100 mL de

disolucioacuten por lo que al tomar 25 ml de locioacuten supuestamente se estaraacuten tomando 025 gramos del

principio activo)

al diluir los 25 mL de locioacuten hasta un volumen de 250 mL se estaacute variando la concentracioacuten de la solu-

cioacuten pero no se estaacute produciendo ninguacuten cambio en la masa de analito tomada

al transferir una aliacutecuota de 10 mL de la solucioacuten preparada al vaso de precipitados se estaacute tomando

parte de la masa total contenida en la misma pero no se estaacute produciendo cambio alguno en su concen-

tracioacuten

Entonces cabe preguntarse

iquesten queacute medida varioacute la concentracioacuten del analito durante ese procedimiento

iquestqueacute parte de la masa inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo o solucioacuten inicial se encuentra

realmente en la solucioacuten final

a) Caacutelculo de las veces que varioacute la concentracioacuten durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

Al diluir 25 mL de la locioacuten toacutepica hasta 250 mL de disolucioacuten la concentracioacuten del principio activo ob-

viamente ha disminuido 10 veces lo cual puede calcularse seguacuten

donde fd es el factor de dilucioacuten y 10 las veces que resultoacute diluida la solucioacuten original

Es decir la concentracioacuten de lindano en los 250 mL de disolucioacuten es 10 veces maacutes pequentildea que la exis-

tente en el medicamento original y por supuesto en los 25 mL de medicamento inicialmente tomados

(porcioacuten de ensayo)

Debe notarse que durante el proceso de dilucioacuten no ha ocurrido cambio en la masa de principio activo

soacutelo ha cambiado su concentracioacuten entre las respectivas soluciones

b) Caacutelculo de las veces que varioacute la masa durante la preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo

La aliacutecuota de 10 mL extraiacuteda de la solucioacuten preparada en el volumeacutetrico de 250 mL posee la misma

concentracioacuten que esta uacuteltima sin embargo contiene soacutelo parte de la masa total del principio activo pre-

sente en el volumeacutetrico Para conocer cuaacutentas veces disminuyoacute la masa durante todo el procedimiento

se calcularaacute el factor de variacioacuten de la masa (fvm)

10

1

solucioacutendemL250

omedicamentdemL25df

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 34 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 35 de 42

capitulo1 b y fdocx

O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 42 de 42

capitulo1 b y fdocx

analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

Page 34: capitulo1 b y f

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 34 de 42

capitulo1 b y fdocx

Por consiguiente la masa de lindano contenida en la aliacutecuota de 10 mL es 25 veces menor que la ini-

cialmente presente en los 25 mL de medicamento tomados para el anaacutelisis

El ejemplo mostrado es un caso muy sencillo de preparacioacuten de la porcioacuten de ensayo Como se explicoacute

al desarrollar los aspectos concernientes a la etapa de ldquoPreparacioacuten de la muestrardquo la mayoriacutea de las

veces este procedimiento puede constar de numerosos pasos que involucran sucesivas operaciones

quiacutemicas y quiacutemico-fiacutesicas

11 DETERMINACION ANALITICA

La etapa de determinacioacuten analiacutetica consiste en aplicar el meacutetodo analiacutetico propiamente dicho en el anaacute-

lisis de la solucioacuten final o solucioacuten de ensayo Al igual que durante la preparacioacuten de la muestra se debe

seguir minuciosamente la metodologiacutea de trabajo establecida en la teacutecnica analiacutetica Es necesario tener

presente que los resultados del anaacutelisis son vaacutelidos soacutelo si se cumplen rigurosamente todas las condicio-

nes planteadas en la metodologiacutea descrita pues eacutesta ha sido comprobada y validada estrictamente para

estas condiciones Cualquier cambio en relacioacuten con la metodologiacutea original (sustitucioacuten de alguacuten reacti-

vo por otro modificacioacuten en los voluacutemenes adicionados o en la concentracioacuten de alguna de las solucio-

nes empleadas etc) puede conducir a errores y disminuir apreciablemente la precisioacuten y exactitud del

meacutetodo

12 CALCULOS INFORME E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS

El resultado final del anaacutelisis cuantitativo se calcula a partir de los datos obtenidos experimentalmente

(pesadas realizadas mediciones de voluacutemenes sentildeal que se obtiene de un equipo instrumental etc)

Los caacutelculos de los resultados del anaacutelisis son una parte integrante del procedimiento analiacutetico al igual

que cualquier otra operacioacuten del mismo de ahiacute que un error en esta etapa entrantildee las mismas conse-

cuencias que un error cometido en cualquiera de las otras etapas u operaciones experimentales

Al realizar los caacutelculos una vez realizada la determinacioacuten analiacutetica por el meacutetodo seleccionado deben

tenerse en cuenta el factor de dilucioacuten yo el de variacioacuten de masa (seguacuten se haya efectuado el proceso

de preparacioacuten de la muestra) para a partir de la concentracioacuten o masa hallada en la solucioacuten final cal-

cular la concentracioacuten o masa de analito en la solucioacuten inicial

Entonces volviendo al ejemplo de la Locioacuten de Lindano al 1 utilizado al explicar la etapa de ldquoPrepara-

cioacuten de la muestrardquo y considerando que la masa de lindano determinada en la solucioacuten final fue de

00099g puede calcularse el contenido del principio activo en el medicamento utilizando cualquiera de

las viacuteas siguientes

Calculando la masa en la solucioacuten inicial utilizando el factor de variacioacuten de la masa

25

1

solucioacutendemL250

extraiacutedosmL10mvf

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capitulo1 b y fdocx

O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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O lo que es lo mismo

donde W representa las veces que varioacute la masa

Finalmente si se desea expresar el resultado en por ciento se calcula el contenido del principio activo

(expresado en ) en la solucioacuten inicial o porcioacuten de ensayo (25 mL) que como se recordaraacute tiene igual

concentracioacuten que la locioacuten por constituir una aliacutecuota de la misma Para ello se utiliza la expresioacuten

Si por el contrario se toma en consideracioacuten que los criterios de calidad establecidos para materias pri-

mas y medicamentos especifican un rango dentro del cual puede considerarse vaacutelido el resultado obteni-

do y que para la locioacuten Lindano al 1 eacuteste es de 10 + 3 mgmL entonces el resultado final podriacutea cal-

cularse utilizando la expresioacuten

donde (x) = concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial

Por tanto

(x) = 99

mgmL

g24750)a(m

25g00990251

00990)a(m

masaladeiacioacutenvardefactor)a(m)a(m

INICIALSOLUCION

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

g24750)a(m

25xg00990))a(m

Wx)a(m)a(m

INICIALSOLUCIOacuteN

INICIALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteNINICIALSOLUCIOacuteN

100)D(V

solutodemasaVm

100V

)a(m

FINALSOLUCION

FINALSOLUCION

9920100mL25

g2480Vm

)D(V

)x(m

disolucioacutendevolumen

xsolutodelasam)x(

mLmg99mL25

mg5247

V

)a(m)x(

FINALSOLUCIOacuteN

FINALSOLUCIOacuteN

m-V = 099

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El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 42 de 42

capitulo1 b y fdocx

analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

Page 36: capitulo1 b y f

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 36 de 42

capitulo1 b y fdocx

El resultado final permite comprobar que el contenido de principio activo en el medicamento se encuentra

dentro del rango que establece el criterio de calidad para el mismo (103 mgmL)

b) Calculando la concentracioacuten de analito en la solucioacuten inicial utilizando el factor de dilucioacuten

Como la concentracioacuten maacutesica (en mgmL) del analito en la solucioacuten final se calcula seguacuten

la concentracioacuten maacutesica de analito en la solucioacuten inicial seriacutea

El contenido en por ciento es igualmente calculado en la solucioacuten final

y a partir de eacuteste el correspondiente a la solucioacuten inicial dividiendo por el factor de dilucioacuten como ante-

riormente o multiplicando por las veces que varioacute la concentracioacuten (10 en este caso)

en la solucioacuten inicial

Mediante el ejemplo anterior se han mostrado diferentes viacuteas para llegar al mismo resultado cualquiera

de las cuales puede utilizarse indistintamente aunque el estudiante debe saber seleccionar las adecua-

das en dependencia de la forma en que deba expresar el resultado final

Igualmente se demuestra la enorme importancia que tiene el caacutelculo correcto de los factores de dilucioacuten

o variacioacuten de la masa durante el proceso de preparacioacuten de la muestra para poder llegar correctamente

al resultado final

Un segundo ejemplo corresponde al siguiente procedimiento que incluye tanto la preparacioacuten de la

muestra como la de la porcioacuten de ensayo

Para la determinacioacuten de un principio activo X en caacutepsulas de 50 mg se vertioacute el contenido de 20

caacutepsulas en un vaso de precipitados homogenizaacutendolo adecuadamente Posteriormente se pesoacute exac-

tamente una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo disolvieacutendola en agua destilada

hasta completar 100 mL Se filtroacute la solucioacuten y se tomaron 20 mL del filtrado para trasvasarlos a un vo-

lumeacutetrico de 50 mL enrasando con agua destilada De esta solucioacuten se transfirieron 25 mL a un vaso de

precipitados para proceder a la determinacioacuten cuantitativa Se conoce que el contenido de principio acti-

vo en las caacutepsulas debe encontrarse entre el 93 y el 107 de la cantidad declarada

Cuando se va a ejecutar esta teacutecnica primeramente hay que calcular la masa de polvo que se debe pe-

sar es decir la ldquomasa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo ldquo Para ello debe tomarse en

cuenta la cantidad declarada por el fabricante o sea 50 mg por caacutepsula

mLmg990mL10

mg99)x(

FINALSOLUCIOacuteN

mLmg9910x990101

990

df

mLmg990)x(

INICIALSOLUCIOacuteN

0990100mL

g00990Vm

99010x0990Vm

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Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 42 de 42

capitulo1 b y fdocx

analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

Page 37: capitulo1 b y f

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 37 de 42

capitulo1 b y fdocx

Entonces si una caacutepsula contiene 50 mg de principio activo 20 caacutepsulas deberaacuten contener 1000 mg de

principio activo

De lo anterior se deduce que para desarrollar la teacutecnica deberaacute tomarse la mitad de la masa total de

polvo contenido en las 20 caacutepsulas lo que equivale a decir que se estaraacute tomando la masa de polvo

(porcioacuten de ensayo) correspondiente a 10 caacutepsulas

Entonces si se considera que la

masa final (mf) de principio activo

(analito) determinada experimental-

mente en la solucioacuten final o solucioacuten

de ensayo fue de 00498 y si se

calcula el factor de variacioacuten de la

masa seguacuten el procedimiento ya

explicado (ver Caacutelculos relacionados

con la etapa de preparacioacuten de la

muestra)

puede afirmarse que la masa varioacute

10 veces es decir la masa de analito presente en la aliacutecuota de 25 mL (00498 g) es 10 veces maacutes pe-

quentildea que aqueacutella inicialmente contenida en la porcioacuten de ensayo Entonces

Este resultado corresponde a un 986 de la cantidad declarada (500 mg de principio activo supuesta-

mente contenidos en la porcioacuten de ensayo que representan el 100 ) Debe tenerse en cuenta que se

parte de una masa de polvo equivalente a 500 mg de principio activo asumiendo que el contenido de

cada caacutepsula es de 50 mg seguacuten declara el fabricante

Igualmente puede considerarse que si en la porcioacuten de ensayo (muchas veces denominada tambieacuten

como ldquomuestrardquo) hay 498 mg de X el contenido de principio activo en cada caacutepsula es de 498 mg (498

mg 10 caacutepsulas) Seguacuten este anaacutelisis el 100 seriacutean los 50 mg supuestamente contenidos en cada

caacutepsula y 498 mg hallados como contenido real el 986 de la cantidad declarada Seguacuten este resul-

tado puede decirse entonces que el medicamento cumple con el criterio de calidad establecido para el

contenido de principio activo

En un proceso de produccioacuten de medicamentos el resultado del anaacutelisis frecuentemente se utiliza para

orientar y corregir el proceso tecnoloacutegico inmediatamente despueacutes de recibir los resultados del laborato-

10

1

50

25

100

20mvf

mg498g4980)analito(mm

10g04980101

g04980m

mvfmm

ENSAYODEPORCIOacuteNLAENi

i

fi

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 38 de 42

capitulo1 b y fdocx

rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 39 de 42

capitulo1 b y fdocx

Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 40 de 42

capitulo1 b y fdocx

134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

Bioquiacutemica y Farmacia QUIMICA ANALITICA I Paacutegina 41 de 42

capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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rio de control de calidad Es evidente que en este caso un error de caacutelculo podriacutea acarrear graviacutesimas

consecuencias

121 Interpretacioacuten de los resultados

De nada valdriacutea realizar correctamente los caacutelculos si no se sabe interpretar el resultado obtenido ni

tomar decisiones sobre las acciones que deben acometerse a partir del mismo Algunas de las interro-

gantes que pudieran derivarse del resultado de un anaacutelisis quiacutemico cuantitativo en el campo farmaceacuteutico

podriacutean ser

iquestLa concentracioacuten de analito determinada en un medicamento indica un deterioro del producto que pue-

de resultar dantildeino a la salud iquestSe rechaza el producto y se retira del mercado iquestSe mantiene el pro-

ducto en el mercado por un corto periacuteodo de tiempo iquestSe puede concluir que las condiciones de alma-

cenamiento no fueron adecuadas que hubo negligencia del personal a cargo iquestEl resultado obtenido

pudiera deberse a errores experimentales durante el anaacutelisis en el laboratorio iquestSe tuvieron en cuenta

todas las posibles fuentes de error iquestSe preparoacute adecuadamente una formulacioacuten en el dispensario de

la farmacia iquestSe ha incorporado la cantidad establecida de principio activo en la formulacioacuten iquestSe ha

detectado una falla en el proceso tecnoloacutegico Estas y otras muchas son las interrogantes que pue-

den aflorar de un resultado analiacutetico que como puede apreciarse puede tener importantes consecuen-

cias de diversa iacutendole De ahiacute lo esencial que resulta el desarrollo de un trabajo experimental riguroso y

la realizacioacuten cuidadosa de todos los caacutelculos desde el inicio hasta la obtencioacuten del resultado final El

profesional de la rama farmaceacuteutica podraacute dar respuestas acertadas si ademaacutes de ello es capaz de

realizar una correcta interpretacioacuten de los resultados obtenidos

13 Errores en el anaacutelisis cuantitativo

Por maacutes minuciosamente que se efectuacutea una determinacioacuten cuantitativa el resultado obtenido siempre

difiere algo del contenido verdadero Ademaacutes de resultar teoacutericamente imposible de conocer el valor

verdadero de una magnitud fiacutesica debido a la inconmesurabilidad de la cantidad medida y de la unidad

en que se expresa hay errores que inevitablemente estaacuten presentes durante el trabajo experimental o

como consecuencia de las reglas de aproximacioacuten y redondeo que invariablemente deben ser aplicadas

al realizar los caacutelculos correspondientes Por tal motivo hay un liacutemite en la exactitud con que puede

hacerse una observacioacuten o una medicioacuten

No obstante muchos de los posibles errores que afectan un resultado analiacutetico pueden y deben ser

reducidos al miacutenimo Para lograr esto lo primero que debe conocer un analista son las posibles fuentes

de error cuaacuteles pueden ser eliminadas y de queacute forma Igualmente debe conocer coacutemo utilizar las cifras

durante la realizacioacuten de los caacutelculos es decir cuaacutentos diacutegitos debe mantener cuaacutendo y coacutemo debe

redondear los datos yo resultados parciales y queacute error puede ocasionar el desconocimiento o incum-

plimiento de tales aspectos en el resultado final

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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Cuando se mide una magnitud con la mayor exactitud de que son capaces el equipamiento y el meacutetodo

y con el mayor cuidado y habilidad que pueda desplegar un analista siempre ocurre que los resultados

de sucesivas mediciones realizadas con las mismas condiciones difieren entre siacute en mayor o menor

grado Posiblemente ninguno o soacutelo algunos pocos de los valores obtenidos sean correctos Por tal

motivo se acepta como el maacutes probable el valor medio de una serie de mediciones Generalmente el

valor medio no seraacute el valor real De toda esta incertidumbre en los resultados de un anaacutelisis se ha deri-

vado la obligatoriedad actual de validar los meacutetodos analiacuteticos si se pretende adoptarlos como meacutetodos

oficiales para el control de la calidad o para cualquier otro fin relacionado con la produccioacuten o los servi-

cios tanto en el campo farmaceacuteutico como en cualquier otro campo que asiacute lo demande

Por su caraacutecter los errores de anaacutelisis se dividen en errores determinados o sistemaacuteticos y errores inde-

terminados o accidentales

131 Errores determinados o sistemaacuteticos

Son los errores del mismo signo originados por causas definidas que influyen en el resultado aumentan-

do o disminuyeacutendolo Estos errores generalmente se pueden prever y eliminar haciendo las correccio-

nes correspondientes Los errores determinados pueden clasificarse atendiendo al tipo de causa que los

originan como

132 Errores del meacutetodo

Se deben a las particularidades del meacutetodo utilizado por ejemplo reacciones que no son suficientemen-

te cuantitativas solubilidad parcial de un precipitado coprecipitacioacuten de diversas impurezas descompo-

sicioacuten o volatilizacioacuten parcial del precipitado durante la calcinacioacuten caraacutecter higroscoacutepico del precipitado

calcinado reacciones secundarias que se producen simultaacuteneamente con la reaccioacuten principal etc Los

errores de meacutetodo constituyen la causa maacutes grave de la alteracioacuten de los resultados en las determina-

ciones cuantitativas y son maacutes difiacuteciles de eliminar

133 Errores debido a los instrumentos y a los reactivos empleados

En esta categoriacutea se incluyen por ejemplo los errores debido a la insuficiente precisioacuten de la balanza o

al empleo de recipientes para la medicioacuten exacta de voluacutemenes mal calibrados etc Forman parte de la

misma categoriacutea los errores debidos a la contaminacioacuten de la solucioacuten con productos de destruccioacuten del

vidrio o la porcelana con los que estaacuten fabricados los recipientes utilizados errores debido a la presencia

en los reactivos empleados

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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capitulo1 b y fdocx

A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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134 Errores de operacioacuten

Estos se deben al incumplimiento de las teacutecnicas establecidas para la realizacioacuten de las operaciones

analiacuteticas En esta categoriacutea entran por ejemplo un lavado insuficiente de los precipitados o un lavado

excesivo una calcinacioacuten insuficiente o excesivamente prolongada de los precipitados el traslado no

cuantitativo de los precipitados del vaso al crisol la incorrecta manipulacioacuten de las pipetas buretas vo-

lumeacutetricos balanzas etc

Los errores operativos son comunes cuando el analista que efectuacutea la operacioacuten es poco experimentado

De hecho estos son los errores que con mayor frecuencia cometen los estudiantes durante el proceso

de aprendizaje

135 Errores personales

Estos errores dependen de las particularidades de cada analista por ejemplo de su incapacidad de

apreciar con exactitud el cambio de color en una valoracioacuten etc Entre estos deben clasificarse tambieacuten

los llamados errores psicoloacutegicos debido a cierta idea preconcebida que tienen frecuentemente algunos

analistas en relacioacuten con los datos que podriacutean proporcionar mejores resultados Por ejemplo durante

las pesadas o valoraciones repetidas puede existir la tendencia a elegir entre dos divisiones vecinas de

la escala de la balanza o de la bureta aqueacutella que se corresponde mejor con las determinaciones prece-

dentes o con la que resulta maacutes conveniente para la obtencioacuten de un buen resultado en lugar de la que

realmente debe ser elegida Se sobrentiende que esto no soacutelo disminuye la precisioacuten de los resultados

del anaacutelisis sino que en ocasiones puede hacerlos absolutamente inaceptables Por tal motivo se

debe tomar como regla ser lo maacutes objetivo posible y no admitir ninguna opinioacuten preconcebida al realizar

el experimento o evaluar los resultados finales

Los errores ocasionados por los instrumentos y reactivos empleados los de operacioacuten y los personales

pueden ser detectados y su magnitud disminuida al miacutenimo

136 Errores indeterminados o accidentales

Asiacute se denominan los errores indeterminados por su valor y signo que se cometen sin regularidad algu-

na Pueden ocasionarlos por ejemplo un cambio de temperatura la humedad del aire peacuterdidas even-

tuales de la sustancia etc

Los errores accidentales se cometen en toda medicioacuten por maacutes cuidadosamente que se realice Estos

errores se manifiestan en las pequentildeas diferencias de los resultados de determinaciones repetidas de

una misma sustancia efectuadas por un mismo meacutetodo por la misma persona y con los mismos cuida-

dos y precauciones

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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A diferencia de los errores determinados los indeterminados no se pueden detectar ni eliminar Sin

embargo es posible disminuirlos apreciablemente aumentando el nuacutemero de determinaciones paralelas

La influencia de los errores indeterminados en los resultados del anaacutelisis se pueden tener en cuenta teoacute-

ricamente elaborando los resultados obtenidos de una serie de determinaciones

Muchos errores determinados pueden evitarse o al menos reducirse aplicando diferentes procedimien-

tos A continuacioacuten de describen dos de los maacutes utilizados en anaacutelisis quiacutemico cuantitativo

14 El ensayo en blanco

Como ya se ha mencionado la etapa de preparacioacuten de la muestra y de la porcioacuten de ensayo persigue

como objetivo lograr que el analito se encuentre en condiciones de ser sometido con eacutexito al meacutetodo de

cuantificacioacuten seleccionado Sin embargo aun cuando se lleve a cabo una cuidadosa preparacioacuten de la

muestra el gran nuacutemero de etapas operaciones recipientes y reactivos que pueden estar involucrados

pueden introducir interferencias y por ende errores en la determinacioacuten

Precisamente con el objetivo de eliminar la influencia de interferencias no provenientes de la matriz se

realiza un ensayo en blanco

Pero iquestqueacute es un ensayo en blanco

Un ensayo en blanco es una determinacioacuten que se realiza de forma paralela y exactamente en las mis-

mas condiciones (etapas operaciones reactivos etc) que el anaacutelisis principal pero sin la inclusioacuten de la

muestra Con los resultados de la determinacioacuten o ensayo en blanco se puede realizar la correccioacuten

oportuna del resultado del anaacutelisis de la muestra siempre y cuando no impliquen un valor muy grande

que haga muy incierto el valor final que deba obtenerse

Tanto en los anaacutelisis gravimeacutetricos como en los volumeacutetricos es recomendable realizar un ensayo en

blanco La forma de utilizar el resultado del ensayo en blanco para realizar la correccioacuten de los resulta-

dos correspondientes a la muestra se explicaraacute cuando se describan los procedimientos generales de

trabajo en ambos tipos de anaacutelisis

141 Determinaciones en paralelo

Nunca es recomendable realizar una determinacioacuten aislada sino que la costumbre adoptada por los

analistas es la de realizar siempre dos determinaciones en las mismas condiciones y simultaacuteneamente

sobre dos muestras semejantes o sobre dos aliacutecuotas de la disolucioacuten de la muestra Las determinacio-

nes asiacute realizadas se conocen como determinaciones en paralelo o reacuteplicas del anaacutelisis

Si los resultados de ambas determinaciones coinciden dentro de un margen aceptable (03 para valo-

res de porcentaje pequentildeos) indica que es buena la precisioacuten del anaacutelisis No obstante la obtencioacuten de

los dos resultados coincidentes no evita la posibilidad de que el anaacutelisis esteacute mal efectuado porque

puede estar presente un mismo error constante Esta es la causa por la cual la precisioacuten de un meacutetodo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo

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analiacutetico no es criterio suficiente para evaluar la confiabilidad de los resultados y tengan que ser conside-

rados ademaacutes otros paraacutemetros o criterios al respecto

Por otra parte si los resultados de las reacuteplicas son apreciablemente diferentes significa que debe revi-

sarse todo el procedimiento tanto desde el punto de vista teoacuterico como experimental y de manipulacioacuten

y tomar la decisioacuten que corresponda antes de efectuar otras dos determinaciones en paralelo