Medición de concentración en líquidos

Medición de concentración explicada

En la tarea esencial de la medición de concentración en líquidos, la industria utiliza productos avanzados que garantizan la precisión y eficiencia de los procesos de análisis. La comprensión de la composición exacta de una solución (ya sea en la fabricación farmacéutica, la tecnología alimentaria o el procesamiento químico) se posibilita mediante tecnología de sensores avanzada, que, basándose en principios refractométricos, potenciométricos o espectroscópicos, permite una detección precisa de laconcentración.

Estos productos, equipados con interfaces inteligentes para la transmisión y evaluación de datos, ofrecen la posibilidad de optimizar procesos con bajo mantenimiento y larga vida útil, y por lo tanto son un recurso indispensable en el control de calidad y la gestión de procesos.

El método de medición ultrasónica de LiquiSonic

La base del método de medición es una medición de tiempo que se puede realizar con mucha precisión y estabilidad a largo plazo. A partir de la velocidad del sonido se calcula la concentración o densidad de un líquido. También se pueden determinar otros parámetros como el contenido de Brix, el contenido de sólidos, la materia seca o la densidad de la suspensión.

Nuestros LiquiSonic^® Dispositivos de medición de concentración y densidad se utilizan en varios procesos para el análisis de líquidos.

En el caso típico, se determina una curva de calibración a partir de la relación entre la velocidad del sonido y la concentración. Sobre esta base, se calcula la concentración correspondiente a cada valor de velocidad del sonido medido.

Monitoreo de límites

Nuestros dispositivos de medición ultrasónica no tienen partes mecánicas que puedan desgastarse o envejecer. Ofrecen ventajas sobresalientes sobre los métodos de medición competitivos para determinar la concentración y densidad.

Alta fiabilidad en la determinación de la concentración de materia

El método de medición solo requiere una medición precisa del tiempo para determinar la concentración de materia. A partir del tiempo de tránsito del sonido y la distancia conocida entre el emisor y el receptor, se calcula la velocidad del sonido. La construcción típica del sensor incluye emisor y receptor en una carcasa compacta.

El método de medición es independiente de la conductividad, color y transparencia del líquido gracias a los sensores y se caracteriza por una alta fiabilidad en la determinación de la concentración de materia. La precisión de medición de los dispositivos está entre 0,05 m% y 0,1 m%. Además de la medición de la velocidad del sonido, todos LiquiSonic^® Sensores sobre una medición integrada de la temperatura para la compensación de temperatura en el proceso.

Fundamentos de la medición de concentración

La determinación de la concentración de diferentes líquidos juega un papel crucial en numerosos procedimientos de diversos procesos. Se mide y evalúa la relación de dos sustancias entre sí en una mezcla o solución.

Un factor central de esta medición de concentración es la concentración molar. Se define como la cantidad de una sustancia por unidad de volumen y es de importancia crucial en el análisis de soluciones. Permite una evaluación precisa de la composición química y la reactividad, convirtiéndose así en una herramienta indispensable en muchos campos.

Además, existen diferentes rangos de medición que permiten medir la concentración molar de diversas maneras. Amplían considerablemente las posibilidades de la medición de concentración y aumentan la flexibilidad con respecto a los requisitos específicos de la mezcla o solución a analizar.

Finalmente, la cantidad de líquido a analizar juega un papel importante. Debe ser suficiente para permitir una medición precisa, pero no tan grande como para distorsionar el resultado de la medición o hacerla innecesariamente complicada.

Un aspecto importante de la medición de la concentración es la concentración de cantidad de sustancia (molaridad) en una solución, que se define como la cantidad de una sustancia por unidad de volumen. Esto es especialmente relevante en el análisis de una solución, donde la concentración de cantidad de sustancia es crucial para evaluar la composición química, las concentraciones y la reactividad. La medición precisa de las concentraciones de una cantidad de sustancia en una solución es esencial para controlar procesos, garantizar calidad y realizarinvestigaciones.

Aplicaciones de medición de concentración

La medición de concentración es uno de los métodos esenciales para analizar la calidad y las características de seguridad de productos y sustancias. Por lo tanto, juega un papel crucial en varias industrias. Existen diferentes métodos para medir la concentración de una sustancia en una solución, dependiendo del tipo de sustancia y los requisitos de la aplicación.

Un ejemplo práctico de la aplicación de la medición de concentración se encuentra en la industria farmacéutica: aquí, la determinación precisa de la concentración de un principio activo en medicamentos es esencial para garantizar su eficacia y seguridad. Esto demuestra la importancia de los métodos de medición precisos para determinar la concentración de una sustancia en el aseguramiento de la calidad.

Ejemplos de medición de concentración de sustancia

La detección de concentración se utiliza, por ejemplo, en los siguientes campos:

• Química/ Producción química (Para monitorear la composición de mezclas)
• Industria farmacéutica (p.ej., para la fabricación de medicamentos)
• Producción de alimentos (Para controlar la calidad del producto alimenticio)
• Metalurgia (Para verificar la calidad de los minerales metálicos)
• Análisis ambiental (Para calcular contaminantes en el agua)

Además, la medición de concentración se utiliza comúnmente en otros campos, como en la industria y la ciencia.

Métodos de medición de concentración

La determinación precisa de la concentración de sustancias en líquidos es de vital importancia para numerosas aplicaciones científicas, industriales y médicas. Se utilizan diferentes métodos de medición de concentración para cuantificar el contenido exacto de una sustancia en un volumen determinado de líquido.

Estos métodos van desde técnicas espectrofotométricas hasta análisis cromatográficos y mediciones electroquímicas. La elección del método adecuado depende de las propiedades de la sustancia a analizar, los requisitos de la aplicación y los recursos disponibles. Existen varios métodos para medir la concentración de soluciones. Cada uno de estos métodos de medición para determinar la concentración de sustancia tiene sus propias ventajas y desventajas.

Refractometría

El refractómetro determina el índice de refracción de soluciones y sustancias sólidas para medir la concentración. La determinación del índice de refracción se basa en la refracción de la luz, que es reflejada o refractada por un líquido. Dependiendo del tipo y la concentración de las sustancias disueltas, la luz se refracta de manera diferente.

En consecuencia, el índice de refracción se deriva de la concentración de las sustancias disueltas. Un sensor óptico (ventana) mide la reflexión de un rayo de luz que es reflejado por una fuente de luz LED al impactar la muestra. El método de la refractometría es extremadamente sensible a factores de influencia como las vibraciones y requiere una calibración y mantenimiento regulares muy extensos y que consumen mucho tiempo.

Radiometría

La radiometría utiliza radiación radiactiva para detectar concentraciones de una sustancia. Un preparado radiactivo emite su radiación a través del contenedor de medición, que es recibida por el detector. Un centelleador convierte las radiaciones radiactivas en destellos de luz y evalúa su cantidad. Dado que la penetración de las radiaciones gamma depende de la sustancia, la densidad de la masa se determina a partir de la intensidad de las radiaciones entrantes.

Gravimetría

En la gravimetría, la medición de la concentración de masa se realiza midiendo la masa de una sustancia antes y después de una reacción química. Se utiliza para determinar la concentración de un elemento específico o de un compuesto específico en una muestra. El proceso básico para determinar la concentración de sustancia incluye los pasos de precipitación, filtración y pesaje. Este método es extremadamente lento y típicamente requiere grandes muestras. Además, el principio de medición es muy propenso a errores, ya que requiere varios pasos manuales en la definición de la concentración de sustancia.

Titulación

La medición de concentración mediante titulación se realiza añadiendo una solución con un valor de concentración conocido a una solución con un valor de concentración desconocido hasta que se produce una reacción química. Este método solo es adecuado para ciertas soluciones y debido al manejo manual propenso a errores en el cálculo de la concentración de masa.

espectrofotometría para la medición de concentración

En la espectrofotometría, el volumen de la muestra juega un papel crucial en la determinación de la concentración de volumen de una cantidad de sustancia. La concentración de volumen es una unidad de medida para la cantidad de una sustancia en una mezcla en relación con el volumen total de la mezcla. Indica qué proporción del volumen total de una mezcla está compuesta por una sustancia específica.

La absorción de luz, que es una medida central en este procedimiento, puede verse significativamente afectada por el volumen de la muestra. Por lo tanto, la determinación y el control precisos del volumen de la muestra son esenciales para obtener resultados de medición precisos. La espectrofotometría es adecuada para una variedad de muestras, incluidas líquidos, gases y materiales sólidos.

Esta variante para medir volúmenes de partículas es muy susceptible a factores de interferencia, que afectan la precisión de la muestra.

Cromatografía (como HPLC, GC)

La cromatografía separa los componentes de una mezcla en función de sus interacciones con una fase estacionaria y una fase móvil.

Existen además otros métodos/técnicas de medición que pueden ser utilizados en ciertos escenarios para la medición de concentración. Estos incluyen:

• Métodos electroquímicos (como la potenciometría, electrodos selectivos de iones)
• medición de pH
• espectroscopía de RMN
• espectrometría de masas

Criterios de selección de métodos de medición de concentración

La selección de un método adecuado para medir la concentración en líquidos depende de varios factores, entre ellos:

• Especificidad de la aplicación: El tipo de sustancias a medir y la complejidad de la solución.
• Precisión y sensibilidad: Precisión requerida y capacidad para detectar concentraciones mínimas.
• Rapidez y rendimiento: Necesidad de resultados de medición rápidos y capacidad para manejar grandes volúmenes de muestras.
• Eficiencia de costos: Costos de adquisición y operación de los equipos, así como requisitos de mantenimiento.
• Facilidad de uso: Simplicidad de uso y mantenimiento, especialmente en entornos con poco personal especializado.