ROBUSTEZZA DI UN METODO ANALITICO
I metodi analitici possono essere molteplici.
Come scelgo il metodo? In funzione di una caratteristica specifica che è la robustezza.
La robustezza del metodo = capacità di quel metodo di avere la stessa risposta nei diversi
laboratori, non solo in quello che l’ha messo in piedi. Metodo esportabile che non viene bene solo
nel mio laboratorio, ma in tutti.
Il metodo viene messo per iscritto e pubblicato.
Posso scegliere metodi di cui conosco la robustezza. La robustezza si misura con:
Accuratezza: quanto la misura è prossima al valore vero
Precisione: quanto le singole misure sono in accordo tra loro (potrebbe cmq essere
lontano dal valore vero)
Per misurare la precisione devo prendere in considerazione:
Media aritmetica
Se si eseguono varie determinazioni analitiche di uno stesso indice, con lo
stesso metodo e attraverso lo stesso operatore, non vi è ragione di ritenere
che una delle determinazioni eseguite sia più corrette delle altre.
Il valore più probabile è da considerarsi quello ottenuto dalla media
aritmetica.
La deviazione (non è un errore) scostamento della singola misura dal valor medio
Si definisce “deviazione” (di) di una singola misura (xi) dalla media, il valore:
Deviazione media
La deviazione media di una serie di misure è data dalla media delle singole
deviazioni (considerate in modo assoluto, senza cioè tener conto del segno).
Varianza
Deriva dalla somma dei quadrati delle singole deviazioni, diviso
per il numero di gradi di libertà del sistema.
Grado di libertà: se per esempio ho eseguito 10 determinazioni,
il numero di gradi di libertà è 9, ovvero 10-1, perché questo
sistema ha un vincolo, ovvero che la somma delle misure deve
dare un valor medio.
Differenza tra il n° di determinazioni eseguite ed il n° di relazioni che lega gli stessi valori delle
misure (nel caso considerato, la relazione che lega fra loro le varie determinazioni è la media).
Deviazione standard
Parametro che ci dice se il valore è preciso o no. Piu la deviazione standard è piccola
più il metodo mi permette di avere risultati precisi (perché i dati sono molto vicini tra
loro). È la radice quadrata della varianza.
Per misurare l’accuratezza invece devo prendere in considerazione:
L’incertezza di misura
Ampiezza dell’intervallo di valori nel quale, con una definita probabilità, è collocato il valore vero.
Identifico intervallo nel quale con una certa probabilità è presente il valore vero.
Più l’intervallo è largo, più è facile che il valore vero sia in quell’intervallo, ma l’accuratezza
diminuisce per dispersione. Per calcolare l’intervallo di incertezza della misura,
identifico un parametro che si chiama RSD (metodo
sviluppato nel mio laboratorio, Internal Reproducibility
Standard Deviation. Dato personale, del laboratorio).
Calcolo di una parte del parametro di robustezza nel
laboratorio.
Riproducibilità interna RSD Accordo tra risultati ottenuti per una stessa misura in
condizioni, ad esempio, dove i risultati sono stati ottenuti
con lo stesso metodo o nello stesso laboratorio ma da
operatori differenti che hanno utilizzato la stessa
strumentazione in tempi differenti .
1ppm = 1mg di zucchero
in 1 kg di acqua
Zucchero a 5ppb =
5microg in 1 kg di acqua
04/11/2022 K è un fattore che ci permette di definire la
probabilità che il valore vero rientri in
quell’intervallo.
Più aumento K, più aumenta la probabilità
che il valore vero rientri nell’intervallo.
Il risultato viene espresso con un valore +
intervallo di incertezza.
Dati molto vicini hanno valore di dev. standard
molto piccolo.
Per ogni serie di misura calcolo in valore medio.
Robustezza di un metodo analitico calcolo di RSD relativo (metodo che può essere
applicato da qualsiasi altro laboratorio)
Il calcolo di RSD viene fatto nella stessa giornata dallo stesso operatore. L’RSDr ha bisogno di
essere fatto con tempi diversi, operatori diversi, diverse misure dell’analita.
Realizzo la stessa determinazione due volte, si fa un’analisi in doppio. Giorni diversi,
concentrazioni diverse, operatori diversi, ma eseguendo l’analisi in doppio.
a e b sono i due dati che misuro per una data concentrazione. Ne faccio poi la media.
Le misurazioni non hanno vincoli, al denominatore
moltiplico per 2 il numero di determinazioni.
C è il valore di concentrazione sul quale voglio esprimere
l’intervallo di incertezza.
Ogni dato deve sempre essere collegato al suo intervallo di
incertezza. Di solito nei laboratori si usa K=2.
In funzione delle proprietà delle sostanze chimiche di cui ci si serve
per il loro riconoscimento (presenza di sostanze non ammesse) -> analisi qualitativa
per la loro determinazione della quantità di quella sostanza -> analisi quantitativa
LD: limite di determinazione dello strumento che io utilizzo. Determinazione qualitativa: dico se il
prodotto c’è o non c’è. Questo c’è o non c’è risponde sempre ad un valore che deve essere <LQ.
L’operatore decide quando lo strumento che sta usando non è più in grado di vedere quella
sostanza.
LQ: limite di quantificazione. Determinazione quantitativa: la sostanza è in una quantità tale che
posso determinare quanta ne è. Solo quando la sostanza supera il limite (>LQ) di quantificazione
posso esprimere un valore con certezza (valore certo).
Quantitative si dividono in tre grandi classi:
metodi gravimetrici quantitativi (differenza di peso prima-dopo)
metodi volumetrici quantitativi (utilizzo della titolazione, determinano il contenuto di
proteine ecc.)
metodi chimico-fisici o strumentali (prevede utilizzo di strumenti specifici, analisi
strumentale; per pesticidi, micotossine, residui di antibiotici, coloranti ecc.)
Ogni singola determinazione quantitativa, ricade in una di queste tre classificazioni.
ANALISI GRAVIMETRICHE – metodi quantitativi
Principio analisi gravimetrica:
insieme delle operazioni svolte per separare quantitativamente un particolare costituente di una
miscela, giungendo alla determinazione di questo attraverso una pesata (con una bilancia analitica),
ovvero una differenza di peso.
Strumento utilizzato: bilancia analitica, per misurazione di masse attraverso confronto con masse
campione.
La bilancia ci mostra 4 cifre decimali, l’affidabilità si ferma alla terza.
-si dice impropriamente che la bilancia misura i pesi ma in realtà si misura la massa-
NB! devo sempre pesare a temperatura ambiente, se no vedrei un peso che oscilla
L'isolamento di un analita (entità chimica definita) da una miscela comporta:
la dissoluzione della miscela in opportuno solvente;
l'operazione di isolamento della sostanza in questione attraverso formazione di un
precipitato, per addizione di un'altra detta "reattivo" che ne provoca la “precipitazione
quasi specifica”; (separazione del precipitato)
le operazioni di pesata del precipitato
Una determinazione gravimetrica di un qualunque costituente di una miscela da cui lo stesso viene
isolato fornisce un risultato corretto solo se il procedimento soddisfa i seguenti requisiti:
I. la separazione del costituente dalla matrice complessa deve essere ragionevolmente
completa: (=devi aver estratto tutto il componente da quantificare dalla miscela) ciò
accade solo se la quantità di analita che rimane in soluzione è inferiore alla quantità
minima apprezzabile con una bilancia analitica (ca. 0,2 mg);
II. il costituente isolato deve essere assolutamente puro, facilmente filtrabile e deve subire
il processo di essiccazione (eliminazione del solvente) senza subire degradazione; devo
essere certa che il trattamento termico non vada a degradare il prodotto.
La precipitazione non deve essere né troppo lenta – il reattivo potrebbe così reagire con
altre sostanze – né troppo veloce –rischierebbe di trascinare con sé altri componenti.
III. il prodotto pesato deve avere una composizione chimica definita e non deve contenere
ioni precipitati oppure occlusi.
IV. devo sempre preparare le soluzioni modello, così so che quello che sto facendo, lo sto
facendo bene. (=avere sempre degli standard)
Ho detto che nel mio prodotto c’è calcio,
verifico che sia fonte di calcio:
soluzione acquosa, chiaramente priva di ioni
calcio. Ho diluito il campione di 10 volte
(500ml/50g).
Non deve contenere più di quella quantità di
calcio in 100 ml di soluzione, perché se no la
reazione potrebbe non venire correttamente.
Diluisco il campione ancora di 2 volte.
Dopo raffreddamento in essiccatore, si pesa il CaCO3 formatosi e si ripete ancora per mezz'ora il
costanza di peso
riscaldamento a 500°C fino a raggiungere la : in due pesate successive (fra le
quali si esegue un trattamento termico alla temperatura definita dal metodo) la differenza di peso
non risulta superiore a 0,3 mg.
Peso finché le ultime 2 pesate non hanno una differenza superiore a 0,3mg.
Questo è un sistema a basso costo. Però necessita dispendio di tempo. Il sistema strumentale
invece è molto veloce, ma costoso.
Ora però ho il peso del carbonato di calcio, devo esprimerlo in calcio. Per ottenere la quantità di calcio
faccio P x 0,4004.
1° METODO GRAVIMETRICO
Determinazione della densità relativa
- utile per varie applicazioni analitiche -
Per la determinazione del contenuto in alcol di una bevanda (es. vino) il metodo “ufficiale”
prevede come operazione fondamentale la misura della densità relativa.
Operazioni da compiere:
distillazione di 100 ml di bevanda, con raccolta del distillato a 20°C (se ne raccoglie la parte che
contiene tutto l’alcol, cioè circa 70 ml se la gradazione alcolica della bevanda in esame non è
superiore a 15°).
Il trattamento termico permette l’allontanamento dell’alcool etilico che ha pt. di ebollizione
più basso rispetto agli altri componenti in un alcolico.
Densità relativa è il rapporto tra la massa volumica del liquido distillato e quella dell’acqua.
Per misurare la quantità di alcool etilico uso un metodo gravimetrico, perché uso una bilancia
idrostatica. Isolamento della sostanza dalla matrice e pesata. Il grado alcolico posso leggerlo
direttamente sulla bilancia se possibile, oppure leggo solo la densità e poi consulto la tabella.
Se ho valori di distillazione prossimi all’1 vuol dire che
quella bevanda contiene principalmente H2O.
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