• Author / Uploaded
• Kimberly Torres

• Categories
• Medición
• Volumen
• Metrología
• Naturaleza

Citation preview

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

Sistemas de Control de Calidad

Práctica 2. Verificación y evaluación del uso y funcionamiento de instrumentos de medición volumétrica Profesores: M. en C. Aura Patricia Hernández Olicón QBP Cinthya Salimah Martínez Reyes QBP Alejandro Landín Caudillo

Grupo: 5QV1

Sección: 3

Introducción Las micropipetas son dispositivos que se utilizan para medir o dispensar pequeños volúmenes de líquido de un recipiente a otro con gran exactitud. Sin embargo, su uso no está exento de errores, que pueden ser ocasionados debido a que las micropipetas se encuentran descalibradas o por falta de habilidad del operario. El error aleatorio, también conocido como imprecisión, es una medida de la variación de valores medidos individualmente. La imprecisión es muy pequeña cuando existe solo una mínima variación entre las medidas repetidas. Para conseguir una imprecisión despreciable, es necesario no solo que los equipos utilizados sean precisos, sino que también haya un procedimiento adecuado, limpieza y experiencia práctica. El error sistemático también conocido como inexactitud, es una medida de la desviación entre el valor medido y el valor nominal. Una menor inexactitud se aprecia cuando la desviación entre el valor medido y el valor nominal es pequeña. La exactitud de un sistema de dispensación se puede comprobar mediante un método gravimétrico (método de referencia) o un método fotométrico (método de rutina).

Objetivos -

Identificar los errores al utilizar la micropipeta. Comparar el método de rutina con el método de referencia.

Fundamento El método gravimétrico consiste en determinar la masa del líquido que puede contener o entregar a una medida volumétrica o aforo o punto de referencia específico de un recipiente volumétrico. Se utiliza como medio de transferencia el agua (ρ=1) y se requiere una balanza que tenga una buena repetibilidad. El método fotométrico se basa en la utilización de soluciones que presenten una relación lineal entre la absorbancia y la concentración (ley de Beer-Lambert-Bouguer). Se pueden utilizar distintas soluciones como la de dicromato de potasio al 8% en agua destilada. Además, se requiere utilizar un estándar relativo para calcular el volumen que mide realmente la micropipeta.

Métodos INICIO

INICIO

Método gravimétrico Método fotométrico

Utilizar micropipeta a verificar y seleccionar valor nominal (VNP) que desee analizar. Dicromato de potasio para espectrofotómetros que pueden leer entre 492 y 510 nm. Limpiar punta con agua destilada pipeteando el volumen ajustado al menos 3 o 4 veces.

En 5 tubos de 10 x 75 mm realizar diluciones de 1:20 utilizando solución de dicromato de potasio al 8% con la micropipeta a verificar.

Mezclar por inversión cubriendo los tubos con papel parafilm.

Ajustar espectrofotómetro a cero con agua destilada a λ 500 nm y determinar absorbencia de cada tubo, así como para el estándar relativo.

Aspirar volumen seleccionado, manteniendo la pipeta vertical de acuerdo con lo descrito en la sección de manejo de micropipetas.

Tarar la balanza con un recipiente y expulsar el volumen seleccionado sobre el contenedor.

Leer el peso en mg y repetir operación al menos 5 veces.

Anotar sus resultados. Utilizar una balanza con legibilidad de 0.001 mg.

Calcular CV y %E con las absorbancias obtenidas.

Obtener el promedio de sus datos y calcule el CV, el %E y el volumen.

FIN

FIN

Resultados Bitácora de resultados

Fecha: 12/09/2018

Verificación, evaluación del uso y funcionamiento de instrumentos de medición volumétrica. Datos de la micropipeta Instrumento: Micropipeta (mide volúmenes pequeños) Marca: Unidades: microlitros (µL)

Tipo de ajuste:

Volumen de la micropipeta: 20-200 µL Número de serie:

Número de micropipeta (codificación propia del usuario): 10 SCC Límites de error: Tabla 1. Errores máximos permitidos (ISO 8655-2)

Condiciones físicas de la micropipeta: en buen estado.

Cálculo y tratamiento de los datos -

Datos obtenidos a partir del método fotométrico

Verificación de la precisión Reactivo utilizado: Dicromato de potasio

Longitud de onda seleccionada: 500 nm

Solución con la que se hizo las diluciones: Agua destilada Espectrofotómetro utilizado: Ajuste del espectrofotómetro con: Agua destilada Método de pipeteo: Datos obtenidos Número de tubo Absorbancia 1 0.303 2 0.243 3 0.252 4 0.290 5 0.319 Forma y cálculo de la media y del coeficiente de variación: 𝐶𝑉 =

𝜎 ∗ 100% 𝜇

Donde: σ = Desviación estándar μ = Media aritmética de la población 𝐶𝑉 =

0.0293 ∗ 100% 0.2814

Absorbancia promedio: 0.2814

Media obtenida: 0.2814

Desviación estándar: 0.0293

Coeficiente de variación: 10.14 %

¿Qué representa el coeficiente de variación? La precisión de un método analítico. ¿Hay imprecisión? Sí.

Verificación de la exactitud Reactivo con el que se realizó el estándar relativo: Dicromato de potasio

Material de vidrio para el estándar relativo: matraz aforado de 500 mL Volumen preparado: 500 mL

Longitud de onda seleccionada: 500nm

Absorbancia del estándar relativo: 0.253 Volumen nominal de la micropipeta (VNP) (µL): 20 Fórmula para calcular el volumen de la micropipeta 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑞𝑢𝑒 𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑝𝑖𝑝𝑒𝑡𝑎 𝑒𝑛 µL =

𝐴 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑥 𝑉𝑁𝑃 𝐴 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜

Donde: A promedio = valor obtenido durante la verificación de la precisión. VNP = valor nominal de la micropipeta. A del estándar relativo = absorbencia de dicho estándar.

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑞𝑢𝑒 𝑚𝑖𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑝𝑖𝑝𝑒𝑡𝑎 𝑒𝑛 µL =

0.2814 𝑥 20 µL 0.253

Volumen que mide la micropipeta (µL): 22.24 µL Verificación de la exactitud Fórmula y cálculos para calcular el % error: % 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 =

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑜𝑏𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑑𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑥 100 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙

Donde: Valor observado = volumen de la micropipeta, determinado con la primera fórmula. Valor esperado = valor nominal de la micropipeta. % 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = % Error calculado: 11.2 %

22.24 − 20 𝑥 100 20

Volumen de la micropipeta (µL) 20-200

Volumen seleccionado (VNP) (µL) 20

Volumen que mide la micropipeta (µL)

% de error

22.24

11.2

Observaciones y puntos críticos identificados en el procedimiento  Profundidad de inmersión errónea de la punta.  Ángulo de pipeteo incorrecto Acciones correctivas  Sumergir la punta en función de su tamaño: de 1 a 2 mm en las pipetas de microvolumen y hasta 3 o 6 mm en las pipetas de gran volumen.  El ángulo de inmersión de la punta de la pipeta en la muestra debería ser lo más vertical posible y no debería desviarse más de 20 grados del ángulo vertical.

Datos obtenidos por el método gravimétrico -

Datos de la balanza

Instrumento: Balanza analítica

Tipo de ajuste:

Marca:

Número de serie:

Unidades: miligramos (mg)

Decimales:

Número:

Codificación propia del usuario:

Condiciones físicas de la balanza:

Calibración del instrumento:

Recipiente utilizado:

Método de pesos utilizado:

Peso del recipiente (w1):

Temperatura de control:

Método de pipeteo:

Datos obtenidos por el método gravimétrico No. 1 2 3 4 5

mg 0.0885 0.0896 0.0852 0.0842 0.0876

Volumen total: 500 µL

Media de los datos obtenida: 0.0886 mg

Desviación estándar: 2.022x10-3

Coeficiente de variación: 2.28%

% Error: -11.1%

Factor “Z”: 1.0040 mL/g

Fórmula y cálculos para obtener el volumen real de la micropipeta: 𝑉 =X∗𝑍 Donde: V = volumen medio X = promedio de los pesos Z = Factor Z (25°C = 1.0040 mL/g) Sustitución de datos: 𝑉 = 0.0886 g ∗ 1.0040 𝑚𝐿/𝑔 𝑉 = 0.0889 𝑚𝐿 Conversión a µL: Tomando en cuenta que 1 mL = 1000 µL 𝑉 = 0.0889 mL ∗ 1000 µL/𝑚𝐿 𝑉 = 88.9 µL

Volumen real de la micropipeta (µL): 88.9 µL Observaciones y puntos críticos identificados en el procedimiento  

Ángulo de pipeteo incorrecto. Profundidad de inmersión.

Acciones correctivas  

El ángulo de pipeteo debe ser lo más vertical posible. Sumergir la punta en función de su tamaño: de 1 a 2 mm en las pipetas de microvolumen y hasta 3 o 6 mm en las pipetas de gran volumen.

Micropipeta Método fotométrico Método gravimétrico Vol. de la micropipeta (µL) 20-200 20-200 Vol. seleccionado (VNP) 20 100 (µL) Vol. que mide la 22.24 88.9 micropipeta (µL) % de error 11.2 -11.1 Método primario para la determinación de volumen y verificación de los instrumentos: -

Método gravimétrico

Verificación de la micropipeta: Observaciones generales:

Recomendaciones para el uso de la micropipeta:

Discusión Los valores normales de coeficiente de variación y % de error establecidos por la ISO 8655 (ver Tabla 1) son indicativos de precisión y exactitud respectivamente. Para considerar que los resultados obtenidos en la práctica se deben a que la micropipeta está descalibrada, estos deben ser iguales o cercanos a los establecidos por la norma. Si son demasiado elevados se interpretan como errores cometidos por parte del operario, hecho que se ve reflejado en mi caso, el cual se respalda con los puntos críticos encontrados: -

Profundidad de inmersión errónea de la punta

La correcta profundidad de inmersión de la punta puede mejorar la exactitud en hasta un 5%. Si la punta se sumerge demasiado, el volumen de gas de la punta se comprime y provoca que se aspire demasiado líquido. En cambio, si se sumerge poco, al aspirar el líquido su nivel en el recipiente descenderá lo que provocará que la punta quede fuera de este y el volumen sea menor al requerido. El % de error obtenido en el método gravimétrico al ser negativo (-11.1%), se dice que es un error por defecto, es decir, cuando se ha establecido un determinado volumen de muestra (100 µL) pero se registra una cantidad menor a la indicada (88.9 µL). -

Ángulo de pipeteo incorrecto

El ángulo de inmersión de la punta de la pipeta en la muestra debería ser lo más vertical posible y no debería desviarse más de 20 grados del ángulo vertical. Un ángulo más horizontal provoca que se introduzca demasiado líquido en la punta, lo que conlleva aspiraciones inexactas. Esto se ve relacionado con el %E obtenido en el método fotométrico (11.2%). Al ser un error positivo se habla de un error por exceso. Este hace

referencia a cuando se establece una determinada cantidad (20 µL), pero se registra una mayor a la indicada (22.24 µL). Otros aspectos que pudieron haber influido son: -

Fallo de enjuague previo

La dosificación del líquido de una pipeta deja un recubrimiento del líquido en la punta, lo que provoca que el volumen expulsado sea ligeramente inferior de lo que debería ser. Enjuagar previamente una nueva punta un par de veces, como mínimo, con el líquido que se va a usar, servirá para acondicionar el interior de la punta. -

Ritmo irregular en el pipeteo

Es recomendado tener un ritmo constante en el pipeteo entre muestras. Se debe evitar ir deprisa o realizar operaciones rápidas, y mantener el ritmo para cada paso del ciclo de pipeteo. Con respecto a los métodos gravimétrico y fotométrico, ambos permiten determinar la exactitud y precisión del analista. Ningún resultado obtenido está dentro de lo establecido por la norma. Además, son evidentes las fallas cometidas en la técnica de pipeteo, por lo que podemos afirmar que el analista carece de precisión y exactitud.

Conclusiones -

Hay imprecisión e inexactitud del analista. El método gravimétrico es más rápido y mucho más fácil de llevar a cabo comparado con el método fotométrico.

Preguntas extra 1. ¿Cuáles son las cifras significativas y su redondeo de acuerdo con la NOM-Z-591986?

2. Hoja de datos de seguridad del dicromato de potasio Fórmula: K2Cr2O7 El dicromato de potasio es un sólido cristalino naranja-rojizo, soluble en agua. A diferencia del dicromato de sodio, no es higroscópico. Sus cristales son triclínicos pinacoidales. Reacciona violentamente con ácido sulfúrico y acetona o hidracida. Con hidroxilamina, reacciona explosivamente y con etilenglicol a 100 °C, la reacción es exotérmica. Riesgos a la salud:

El principal problema de este producto es su capacidad para corroer e irritar piel, ojos, membranas mucosas y tracto respiratorio, así como hígado y riñones, por lo que es peligroso inhalado, ingerido o por contacto con la piel. Se ha informado de efectos tóxicos de este producto sobre los sistemas circulatorio y nervioso central, pulmones, corazón, riñones y tracto gastrointestinal de conejos expuestos a concentraciones crónicas. En general, los síntomas de intoxicación por exposición a este compuesto son: sensación de quemadura, tos, respiraciones cortas, dolor de cabeza, náusea, vómito. Además, puede presentarse erosión y decoloración de los dientes, nefritis e inflamación y ulceración del tracto gastrointestinal. 3. Breve resumen de la ISO 8655 La ISO 8655:2002 fue escrita específicamente para definir los requisitos necesarios para producir calibraciones precisas y confiables de pipetas de pistón y otros equipos de medición estrechamente relacionados. Detalla los métodos requeridos, las condiciones de prueba, el equipo de prueba, los requisitos de informes e incluye los requisitos para informar los valores de incertidumbre de medición requeridos. Los puntos principales de la ISO 8655:2002 se centran en: 1.Utilizar la balanza adecuada 2.Minimizar efecto de la evaporación 3.Condiciones ambientales

Bibliografía -

-

-

Guisande-González C., (2006). Tratamiento de datos. Ediciones Díaz de Santos. España. pp. 25. León-Huaca C., (s.f.). Condiciones de Funcionamiento Anómalas en los Instrumentos Volumétricos Operados con Pistón. Disponible en: “http://www.inacal.gob.pe/inacal/files/metrologia/EVENTOS/SIMPOSIOS/2016/Pr esentaciones/Condiciones_Funcionamiento_Anomalos_en_Instrumentos_Volumt ricos_Operaos_con_Piston_-_Camilo_Len.pdf” (Consulta: 09/2018). n/a., (s.f.). Pipetas, Disponible en: “http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd29/laboratorio/cap16.pdf” (Consulta: 09/2018). SEGOB, (1986). Norma Oficial de Metrología NOM-Z-59-1986. Valores Numéricos - Guía para el Redondeo e Interpretación de Valores Límites. Disponible en: “http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=4796765&fecha=16/06/1986” (Consulta: 09/2018).

http://www.imh.eus/es/comunicacion/dokumentazio-irekia/manuales/proyecto-mediciontridimensional-en-fabricacion-mecanica-con-equipos-portables/toleranciasdimensionales tipos de ajuste