Análisis de elementos alcalinos y alcalinotérreos en agua de formación mediante espectroscopia de plasma inducido por láser (Libs)

Este trabajo propone una metodología de cuantificación de elementos alcalinos (Na+ y K+) y alcalinotérreos (Mg+2, Ca+2 y Ba+2) en agua de formación (o agua de producción) basada en la técnica de espectroscopía de plasma inducido por láser en modo monopulso (single-pulse LIBS). La ventaja principal a...

Full description

Autores:
Tunarosa Rodríguez, Fabian Alexander
Tipo de recurso:
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Fecha de publicación:
2013
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
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OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/29398
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/29398
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Palabra clave:
Libs
Agua De Formación
Agua De Producción
Cuantificación Metales.
Libs
Oilfield Water
Analysis Of Metals.
Rights
License
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description Este trabajo propone una metodología de cuantificación de elementos alcalinos (Na+ y K+) y alcalinotérreos (Mg+2, Ca+2 y Ba+2) en agua de formación (o agua de producción) basada en la técnica de espectroscopía de plasma inducido por láser en modo monopulso (single-pulse LIBS). La ventaja principal al emplear LIBS reside en la ausencia o minimización de etapas de preparación de la muestra, el pequeño volumen requerido para efectuar el análisis y la rapidez de los resultados. Se construyó un sistema dispensador de muestra con dispositivos de fácil adquisición (bomba peristáltica y puntas de micropipeteador) el cual permite formar una gota de la muestra acuosa para enfocar el haz láser . Los parámetros analíticos de calibración, a saber: coeficientes de determinación (R2), límite de detección (LOD) y límite de cuantificación (LOQ), se detallan en la Tabla 1. Tabla 1. Parámetros analíticos de la metodología de cuantificación basada en LIBS Parámetros analíticos Elemento Na+ K+ Mg+2 Ca+2 Ba+2 R2 0.9744 0.9927 0.9966 0.9594 0.9768 0.9887 -1] 8 ± 1 27 ± 1 5.0 ± 0.5 6.1 ± 0.6 8.7 ± 0.5 -1] 27 ± 4 90 ± 3 17 ± 2 20 ± 2 29 ± 2 La calibración fue comprobada mediante mezclas referencia de verificación en las que se determinó la variabilidad y la veracidad de las mediciones expresada por la desviación estándar relativa porcentual (%RSD) y el sesgo (%Eprom). Los valores de %RSD se encontraron entre 1 y 15% para del Mg+2 y Ba+2, respectivamente. Por otra parte, el sesgo de la serie de mediciones se halló entre -3 y 18% para Ba+2 y Na+, respectivamente. La sencillez de la metodología propuesta hace viable la posibilidad de una futura adaptación en equipos LIBS portátiles para complementar los análisis de campo o efectuar ensayos in situ.
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Se construyó un sistema dispensador de muestra con dispositivos de fácil adquisición (bomba peristáltica y puntas de micropipeteador) el cual permite formar una gota de la muestra acuosa para enfocar el haz láser . Los parámetros analíticos de calibración, a saber: coeficientes de determinación (R2), límite de detección (LOD) y límite de cuantificación (LOQ), se detallan en la Tabla 1. Tabla 1. Parámetros analíticos de la metodología de cuantificación basada en LIBS Parámetros analíticos Elemento Na+ K+ Mg+2 Ca+2 Ba+2 R2 0.9744 0.9927 0.9966 0.9594 0.9768 0.9887 -1] 8 ± 1 27 ± 1 5.0 ± 0.5 6.1 ± 0.6 8.7 ± 0.5 -1] 27 ± 4 90 ± 3 17 ± 2 20 ± 2 29 ± 2 La calibración fue comprobada mediante mezclas referencia de verificación en las que se determinó la variabilidad y la veracidad de las mediciones expresada por la desviación estándar relativa porcentual (%RSD) y el sesgo (%Eprom). Los valores de %RSD se encontraron entre 1 y 15% para del Mg+2 y Ba+2, respectivamente. Por otra parte, el sesgo de la serie de mediciones se halló entre -3 y 18% para Ba+2 y Na+, respectivamente. La sencillez de la metodología propuesta hace viable la posibilidad de una futura adaptación en equipos LIBS portátiles para complementar los análisis de campo o efectuar ensayos in situ.PregradoQuímicoThis work proposes a methodology for the determination of alkaline (Na+ y K+) and alkaline earth elements (Mg+2, Ca+2 y Ba+2) in oilfield water by means of single-pulse Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (SP-LIBS). LIBS technique has as main advantages: small sample volume, quick response time, and reduction of sample preparation. A liquid sample dispenser system was developed for aqueous solutions from components readily available in laboratory (peristaltic pump and micropipette tips). The configuration produces a drop of sample that holds for laser focusing . Table 1 shows details of the calibration parameters, namely Coefficient of Determination (R2), Limit of Detection (LOD), and Limit of Quantification (LOQ). Table 1. Analytical parameters of LIBS analysis Analytical parameters Element Na+ K+ Mg+2 Ca+2 Ba+2 R2 0.9744 0.9927 0.9966 0.9594 0.9768 0.9887 -1] 8 ± 1 27 ± 1 5.0 ± 0.5 6.1 ± 0.6 8.7 ± 0.5 -1] 27 ± 4 90 ± 3 17 ± 2 20 ± 2 29 ± 2 Calibration was testing for verification analysis with reference solutions establishing variability and trueness through calculations of Relative Standard Deviation expressed in percent (%RSD) and bias (%Emean). %RSD values were found between 1 and 15% for Mg+2 y Ba+2, respectively. On the other hand, measurement bias were found between -3 and 18% for Ba+2 y Na+, respectively. The simple laboratory set up proposed in this methodology is viable for be adapted in LIBS portable equipment for field analysis or in situ essays.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de CienciasQuímicaEscuela de QuímicaLibsAgua De FormaciónAgua De ProducciónCuantificación Metales.LibsOilfield WaterAnalysis Of Metals.Análisis de elementos alcalinos y alcalinotérreos en agua de formación mediante espectroscopia de plasma inducido por láser (Libs)Analysis of alkali and alkaline earth elements in oilfield water by means of laser-induced breakdown spectroscopy (libs)Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf296919https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/fc13372a-3790-48b6-9d0a-c080abadd570/download36a4337d9ee94affe82c7d65d47424faMD51Documento.pdfapplication/pdf3933961https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/08f9c22a-228b-4607-91ee-97682926b376/download3653f991e66453355a3a32b387802dfeMD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf176720https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/a5cf04ef-8dba-47b3-961a-5e0a8b12cb69/download1a9a1b509dbdfbc6fc4d93d367750898MD5320.500.14071/29398oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/293982024-03-03 15:10:30.178http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/open.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co