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Subject's code : 21151408
Este es un tema amplio que considera todos los aspectos, fines, características, planteamientos, etapas y herramientas de la ciencia analítica, fundamentalmente en su vertiente metrológica. Estudia los criterios de clasificación de la información analítica, el tipo de información y los indicadores de calidad analítica. También, considera la Química Analítica verde, es decir, cómo obtener la máxima información de manera ambientalmente sostenible sin necesidad de incrementar los costes y reduciendo los consumos de energía y reactivos. Además, considera cómo las metodologías existentes deben simplificarse, sin renunciar a obtener las mejores características analíticas de calidad y obtener la máxima información, cuantificando los consumos y evaluando la toxicidad de los reactivos empleados y de los desechos generados.
Por otra parte, estudia la Química Analítica de Procesos, dedicada al conocimiento y optimización de los procesos químicos, para tratar, inicialmente, de reducir los costes y residuos y, posteriormente, contribuir al desarrollo sostenible y asegurar la calidad del proceso y productos. Se establecen las ventajas, inconvenientes y ejemplos de los diferentes tipos de control de proceso También incide en la diferencia entre la Química Analítica de Procesos (PAC) y las Tecnologías Analíticas del Proceso (PAT),
El tema finaliza considerando cómo la información analítica necesaria en estudios ambientales varía en relación a los objetivos planteados (en un proyecto, por un cliente, por la administración, en caso específico por el cumplimiento normativo, en el control o vigilancia, etc.). Repasa el uso de unidades en las diferentes matrices ambientales y cómo se evalúan la exactitud, precisión, recuperación y límites de detección y cuantificación.
El tema estudia por su peligrosidad las características de los contaminantes orgánicos persistentes, su clasificación y el uso de estas sustancias. Revisa el documento jurídico inicial de limitación, el Convenio de Estocolmo. Estudia el origen y las características de estos compuestos (persistencia, bioacumulación, toxicidad y transporte). Estudia su clasificación en tres grupos por su origen y se van describiendo las características y el uso de cada uno de ellos.
Posteriormente el tema estudia las propiedades básicas de los fluidos supercríticos, las características generales y los más utilizados.
Por otra parte, en el contexto de las diferentes técnicas analíticas de extracción se estudia la extracción con fluidos supercríticos, revisando comparativamente las condiciones de operación, las ventajas e inconvenientes y los modos. También se considera la extracción por presión o temperatura controlada, las variables que deben ser optimizadas y la separación del disolvente. En la consideración de todas las aplicaciones se destaca la extracción de contaminantes orgánicos de muestras sólidas.
Finalmente, en el contexto de las técnicas de extracción se estudia la extracción en fase sólida, estudiando las interacciones apolares, polares e iónicas, las características, las etapas generales en los procedimientos y la aplicación concreta en la determinación de plaguicidas.
El tema estudia el acoplamiento de las técnicas de separación ya que la aplicación de las técnicas de forma aislada, generalmente no resuelven los problemas analíticos, ya sea por falta de una adecuada discriminación de compuestos o porque no se alcance los niveles de concentración de los mismos. Se presenta los esquemas, tipos y requisitos generales de acoplamiento y se profundiza en el acoplamiento de la extracción en fase sólida con la cromatografía líquida y de gases.
En la actualidad por la complejidad de muchos estudios ambientales es necesario el uso de la cromatografía multidimensional, por tanto, este tema estudia los fundamentos de los sistemas multidimensionales de separación y desarrolla con detenimiento la cromatografía de gases y de líquidos .multidimensional
El Tema es continuación del anterior y estudia el acoplamiento de la cromatografía de líquidos con la cromatografía de gases. Este acoplamiento es de gran utilidad en la eficiencia y selectividad en el análisis de mezclas complejas. El desarrollo de interfases ha posibilitado hacer realidad el potencial de este acoplamiento. En cromatografía de gases, en la mayoría de los casos, no es posible inyectar la muestra directamente sin realizar etapas previas de preparación de la muestra, en este tema se estudian las interfaces utilizadas en el acoplamiento de la cromatografía de líquidos en fase normal y en fase inversa con la cromatografía de gases. Las dificultades derivadas de la incompatibilidad entre las dos técnicas ha propiciado el desarrollo de diferentes estrategias para su acoplamiento.
El Tema estudia fundamentalmente el acoplamiento de la cromatografía de gases con la espectrometría de masa y con la emisión atómica. En primer lugar, en la introducción, se repasan las características analíticas de la cromatografía de gases con la mayoría de los detectores que se utilizan y las propiedades que estos deben cumplir para su uso con la técnica, después se estudia la espectrometría de masas y las cuatro etapas básicas de su funcionamiento y acoplamiento y, finalmente, se estudian los analizadores, la elección de la espectrometría de masas en tándem, las fuentes, las características de los métodos de ionización, los modos de adquisición y un resumen de las aplicaciones de diversas técnicas con el detector de masas. Posteriormente, se estudia con detalle los requisitos generales, los objetivos de empleo, las condiciones y tipos de columna, los tipos de dispositivos, y los parámetros de evaluación en los acoplamientos CG-MS.
También se estudia el detector de emisión atómica que permite la determinación de prácticamente todos los elementos de interés. El tema finaliza estudiando los contaminantes orgánicos, la clasificación de los solutos orgánicos en agua por su volatilidad, los tres grupos principales de los métodos EPA, la terminología y unidades empleadas en la espectrometría de masas y algunos ejemplos resueltos de interpretación de espectros.
El tema estudia el acoplamiento de la espectrometría de masas y de plasma de acoplamiento inducido a la cromatografía de líquidos. En la actualidad estos acoplamientos son robustos, fáciles de usar y proporcionan una excelente especificidad, son básicos en muchas áreas, de la industria y en la investigación, ya que tienen gran capacidad cuantitativa, y en el caso de la MS, identifica picos y elucida estructuras desconocidas.
El tema se inicia revisando los tipos de interfase, los procesos de ionización y los tipos, ventajas y elección de analizadores de masa, y el acoplamiento de analizadores.
Posteriormente se revisan las técnicas de análisis de trazas y ultratrazas y los posibles acoplamientos en los que interviene el ICP-MS y las condiciones de acoplamiento. En ICP-MS se estudian las características, el equipamiento, los espectros de masas atómicas y las interferencias. Con HPLC-ICP-MS se estudia la especiación y las características del sistema analítico.
El tema finaliza considerando el análisis de trazas por espectrometría de emisión atómica con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-OES) y la comparación entre la técnica ICP-OES y la absorción atómica con llama en el análisis de elementos traza.
La cromatografía de fluidos supercríticos permite la separación y determinación de los compuestos que no pueden ser manipulados convenientemente ni por la cromatografía de gases ni por la de líquidos, como son los compuestos no volátiles o térmicamente lábiles de peso molecular elevado y los compuestos que tienen grupos funcionales no detectables por las técnicas espectroscópicas o electroquímicas empleadas en cromatografía líquida.
El tema estudia las características y las ventajas de la cromatografía de fluidos supercríticos (SFC), los efectos de la presión, las fases móviles y estacionarias, los tipos de columna, la instrumentación en comparación con el HPLC, los métodos más efectivos de introducción de la muestra y los detectores utilizables. Teniendo en cuenta, fundamentalmente, las propiedades de los fluidos supercríticos, las interacciones, el papel de la fase móvil y la resolución se estudia comparativamente la SFC con otros tipos de cromatografías (CG y HPLC).
El tema también estudia el fundamento del acoplamiento de la SFC con los detectores de ionización de llama y termoiónico, fotométrico de llama, de captura electrónica y fluorescencia y de espectrometría de masas, así como diversas aplicaciones.
La electroforesis capilar (EC) es una técnica de separación fundamentada en el diferente movimiento neto de sustancias cargadas y no cargadas, en el interior de un capilar, bajo la influencia de un campo eléctrico elevado. El tema estudia los fundamentos de esta técnica y otras relacionadas con ella, como son, la cromatografía electrocinética capilar micelar, la electroforesis capilar de geles, la isotacoforesis capilar y el isoelectroenfoque capilar. Además estudia los diferentes sistemas de detección generales y la detección electroquímica y la HR-ICP-MS. También estudia diversas técnicas de preconcentración on line como las técnicas de stacking. En el tema se presentan diversos ejemplos de aplicación, como la determinación de fenoles y compuestos clorados y se proporcionan ejercicios de autoevaluación resueltos para la determinación del volumen de muestra introducida, de la presión de introducción de muestra, los platos teóricos y la movilidad electroforética aparente.
Actualmente se demandan dispositivos de análisis que sean baratos, portátiles, de fácil manejo, de pequeño tamaño, fiables y selectivos. Un sensor químico es un dispositivo que transforma información química en una señal analítica útil que proporciona la concentración de un componente de interés en una muestra. El tema estudia los sensores y biosensores electroquímicos aplicados en la monitorización ambiental. Estudia su funcionamiento, las formas de inmovilización, la selectividad y la sensibilidad. Además, en los sensores y biosensores electroquímicos estudia las técnicas electroanalíticas que se utilizan, las ventajas e inconvenientes y la clasificación y aplicaciones de los sensores potenciométricos. También, estudia la monitorización de gases con sensores piezoelectricos, electroquímicos y ópticos y las aplicaciones de todos ellos.
Los dispositivos con nanomateriales (engloba aquellos en los que al menos una de sus dimensiones se encuentra en el rango de la nanoescala) utilizados en análisis ambiental generalmente tienen dos orientaciones en los procesos de aplicación, la recuperación y tratamiento actuando como lugares de adsorción y/o degradación de contaminantes y, la integración en dispositivos para la detección con un determinado objetivo ambiental. El tema, continuación del anterior, estudia con detalle diversos sensores electroquímicos, compósitos y biosensores. En los biosensores se estudia los catalíticos y de afinidad, los métodos de inmovilización, los tipos de bio-receptores y la clasificación de las enzimas.
El tema también estudia la utilización de nanopartículas (metálicas, óxidos metálicos, otros), de metaloftalocianinas y de materiales de carbono en la construcción de sensores electroquímicos. Además estudia los sensores enzimáticos y no enzimáticos y la incorporación de sensores en sistemas de microfluidos.