Tarea 3

Preparación de la Muestra de cadmio y plomo en aguas marinas

Muestra: porción de objeto donde se investiga el analito.
Toma de muestra: es el proceso de selección de una porción de muestra de forma que ésta sea representativa o proporcione una información del conjunto del material a estudio.

Los objetivos fundamentalmente que debe cumplir el muestreo son:
-La muestra a analizar (alícuota) debe ser representativa de todo el material (objeto), ya que un resultado exacto pero no representativo del problema planteado es un resultado de mala calidad.

-La muestra analizada en el laboratorio debe ser lo más homogénea posible en el espaci

o y en el tiempo.

Se define el plan de muestreo como la estrategia que debe seguirse para garantizar la representatividad de los resultados de un proceso de medida químico con el problema analítico planteado.

En nuestra determinación del plomo y el cadmio en aguas marinas, se podrían tratar muestras sólidas (hígado de un pescado) o muestras líquidas (agua de mar).

Las etapas que se pueden llevar a cabo para preparar muestras para el estudio del cadmio y del plomo son:

- Reducción del tamaño de partícula: Trituración y pulverización (Homogeneiz

ación). Al menor tamaño de partícula, los errores serán menores y al poseer mayor área superficial se disolverán mejor además de resultar más homogéneas. Los aparatos utilizados para la trituración, en este caso, de muestras blandas son:

• Instrumentos cortantes (cuchuillos, picadoras...).
• Sistemas de percusión.
• Forma manual o automática.

- Tamizado: para separar partículas de distinto tamaño. Se utilizan tamices con distinto número de mallas. En el caso de que la muestra sea líquida se llama filtración.

- Secado: se lleva a cabo para evitar alteraciones no deseadas de la muestra y para

expresar los resultados de concentración referidos a la unidad de masa de muestra seca. Puede ser:

• Secado en estufa: temperaturas entre 90º-120ºC.
• Liofilización: secado en frío, la muestra se congela (-40º con nitrógeno líquido) y se somete al vacío. Existe riesgo elevado de pérdida de analitos o descomposición de la matriz por calentamiento.
• Lámparas infrarrojo.
• Para disolventes orgánicos: sulfato sódico anhidro.
• Desecador: para evitar la humedad ambiental. Se utiliza: cloruro desodio, anhidrona,drierita, óxido de aluminio, carburo cálcico o gel de sílice impregnadas con sales de cobalto.

- Pesada de la muestra: se pueden utilizar dos tipos de balanzas: granatarios (precisión de centésima o milésimas de gramo) o balanzas analíticas ( precisión de décimas de miligramo). Puede ser mediante métodos directo o por adición (pesada con tara), o método por diferencia (productos higroscópicos).

- Disolución /disgregación: la disolución puede ser de manera directa (aportando un disolvente como por ejemplo agua o ácido; en un recipiente abierto o cerrado) o con aporte de calor.

- Destrucción de la materia orgánica: muy importante para nuestro caso. El tratamiento es oxidante e implica la transformación de C y H (orgánicos) en CO2 y H2O.

• Métodos por vía seca: se calcina el material orgánico en corriente de aire u oxígeno a temperatura elevada. Pueden realizarse en recipientes abiertos o cerrados (Método de Schöniger).

• Métodos por vía húmeda: se utilizan reactivos oxidantes líquidos como los ácidos HCLO4, H2SO4, HNO3. La digestión se puede realizar en un matraz Kjeldahl o en recipientes cerrados (bombas de Teflón).

- Preconcentración y Separación: para mejorar la sensibilidad y la selectividad mediante la eliminación de las interferencias favoreciendo la detección de los analitos en el nuevo medio donde se encuentran. Se puede separar muestras líquidas por extracción de líquido-líquido o en fase sólida; o muestras sólidas por extracción de sólido-líquido (lixiviación).

Por ejemplo, se pueden utilizar cartuchos o discos para la extracción en fase.

Otras técnicas utilizadas: destilación, evaporación, procesos de membrana (micro o ultrafiltración, ósmosis inversa o diálisis).

En una investigación sobre la evolución temporal por plomo y cadmio en la ría de Vigo, se recogieron muestras de distintos tejidos de lapa y de alga verde en la zona intermareal de la ría a lo largo de un año. Simultáneamente, en botellas de polietileno de 250ml se tomaron muestras de agua a 15-25 cm de la superficie. En total, se recogieron 60 muestras de lapas, 60 de algas y 12 de agua marina.

Todas las muestras se transportaron al laboratorio a 4ºC y los moluscos se mantuvieron vivos durante 48 horas en agua del estuario, para que purgaran sus sistemas digestivos, y así medir sólo los niveles de metales depositados biológicamente. En el caso concreto de las lapas, los animales se dividieron en tejidos blandos y valva. Tras homogeneizado y secado a 105ºC (15-40 horas), las cenizas fueron transferidas a matraces de 25 ml enrasando con HCL 0,1N.


Para una muestra líquida como el agua de mar, se requieren menos pasos para la preparación de la muestra. En este caso, las muestras fueron tomadas con las mayores precauciones, utilizando un aparato muestreador específico con cable de inmersión y testigos de profundidad correspondientes. Su capacidad es de un litro de muestra de agua y posee un termómetro que va graduado en grados Celsius y décimas de grado, indicando, por tanto, con precisión la temperatura de la muestra. Permite la obtención de las mismas a distintas profundidades. Su funcionamiento es semiautomático, cerrándose al llegar al peso que resbala por el cable soporte y que se suelta manualmente al llegar el muestreado a la profundidad deseada.
En el mar hay que evitar la toma de muestras en orillas poco profundas y con el agua prácticamente estancada, donde además es fácil levantar estratos del fondo.
Una vez obtenidas las muestras en varias ocasiones, fueron almacenadas y transportadas en envases de polietileno de 2 litros y remitidas lo más rápidamente al laboratorio. Una vez allí, ya continuaron con la segunda etapa de la estrategia del análisis, medida y transducción de la señal analítica.

Bibliografía:

- EVOLUCIÓN TEMPORAL DE LA CONTAMINACIÓN POR PLOMO Y CADMIO EN LA ZONA INTERMAREAL DE LA RÍA DE VIGO, M. Pérez López 1, M. Méndez García2, J. Alonso Díaz2 y M.J. Melgar Riol2. Área de Toxicología. Facultad de Veterinaria, Universidad de Extremadura. 2Área de Toxicoloxía. Facultade de Veterinaria, Universidade de Santiago de Compostela.
- Cámara, C. (Ed), "Toma y tratamiento de muestra", Ed. Síntesis, Madrid, 2004.
- Skoog, D.A., West, D.N., Holler F.J., Crouch, S.R. “Fundamentos de Química Analítica”, Ed. THOMSON Paraninfo SA, 8ª ed., 2005.
- Harris, D.C. “Análisis Químico Cuantitativo”, 3ª edición, Ed. Reverté S.A., Barcelona, 2007.
- Valcárcel, M. “Principios de Química Analítica”, Springer-Verlag Ibérica, Barcelona, 1999.