Prácticas: Control de calidad

El análisis de calidad de los análisis químicos con WDS o EDS pasa por los siguientes pasos.

El análisis se suministra % peso de elementos o de óxidos.
El análisis de O es más impreciso dado que es ligero. Suele no analizarse, dándose entonces por estequiometría (el total de carga positiva deben ser igual a la carga debida al oxígeno una vez descontadas las cargas de otros aniones, en su caso) ya sea como O si el análisis se suministra en elementos, ya sea como ligado a los elementos en óxidos. Esto último es lo más habitual.
Vaya a página Cuantificación de la señal >> 5c.- Criterios de exactitud (calidad).

Valorar la cercanía a 100% de la suma de las concentraciones elementales u óxidos en peso (con O estimado o medido). Esto es válido solo para sustancias que no tengan H. Si el total en % en peso no se aproxima a 100 en este tipo de sustancias:

Defectos en el calibrado.
Defectos del pulido, análisis en fracturas o en superficie irregular.
Cubierta de grafito defectuosa.
Cubierta de grafito con grosor sustancialmente diferente al de los patrones (más fino o más grueso).
Daños en la muestra.
Falta algún elemento importante por analizar. Por ejemplo, Zn en estaurolita o Ba en feldespato-K o moscovita. En silicatos, normalmente se analizan Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na y K. En rocas máficas/ultramáficas, se suelen añadir Cr, Ni ±Co. En algunos casos, se suele añadir Zn, Ba, F, Cl, P. Para valorar esto debe realizarse un espectro de longitud de onda (mejor) o de energía.
Problemas experimentales (e.g., altibajos en la corriente de sonda).

Estado de oxidación variable en algún elemento. Los más comunes son Fe y Mn, y en mucha menor medida a Ti. Por ejemplo, si se expresa Fe como FeO_total en una fase rica en Fe³⁺, como hematites (o hematita): 100% Fe2O3 = 89.98% FeO). En el caso de andradita:

Andradita: Ca₃Fe³⁺₂(SiO₄)₃
SiO₂	35.47	SiO₂	35.47
Fe₂O₃	31.42	FeO	28.28
CaO	33.11	CaO	33.11
Total	100.00	Total	96.85

El H no se puede analizar. Por ello, el análisis de los minerales o sustancias (e.g., vidrio volcánico, cerámica) con H no sumará 100% en peso. Las cantidades de H o H₂O % en peso se pueden estimar por estequiometría asumiendo unas cantidades moleculares de (OH)^- y/o de H₂O dadas. Por ejemplo, moscovita KAl₂(Si₃Al)O₁₀(OH_1.8,F_0.2), asumiendo los valores dados de OH (= 2-F) y calculando el oxígeno teórico:

Si	21.13	SiO2	45.21
Al	20.30	Al2O3	38.36
K	9.81	K2O	11.81
F	0.95	F	0.95
H	0.46	H2O	4.07
O	47.35
		Suma	100.40
Total	100.00	Total	100.00

lawsonita: CaAl₂Si₂O₇(OH)₂·H₂O), asumiendo los valores dados de OH y H₂O y calculando el oxígeno teórico:

Si	17.88	SiO2	38.24
Al	17.17	Al2O3	32.45
Ca	12.75	CoO	FALSO
H	1.28	H2O	11.47
O	50.91
Total	100.00	Total	100.00

Algunos elementos ligeros ((Li, Be, B, C, N, O...) necesitan cristales específicos con espaciado muy grande y pueden analizarse mal. Generalmente no se analizan (el O se calcula por estequiometría). El C en los carbonatos se estima por estequiometría (igual que O en silicatos y óxidos).
Si se analizan los aniones (típicamente, O, ±Cl, ±F; S en sulfuros) y cationes: Valorar el balance de carga tras calcular los moles de aniones y cationes (= % peso/peso atómico) teniendo en cuenta el hidrógeno teórico.
Valorar la estequiometría de las fórmulas minerales.
· Los porcentajes en peso de elementos u óxidos se utilizan habitualmente para el cálculo de las fórmulas estequiométicas de un mineral o material. Este cálculo estequiométrico generalmente se basa en una cantidad fija de oxígenos, azufre, cationes o metales, según la muestra analizada.

· Materiales para el cálculo de fórmulas minerales se pueden encontrar en el módulo Enseñando Equilibrios de Fase; estos materiales incluyen hojas de cálculo y recursos en línea relacionados para calcular las fórmulas estructurales de la mayoría de los minerales formadores de rocas

· Vea también: Chemical Composition y Mineral Formulae from Chemical Analyses de A. Garcia-Casco).

· Vea también: Apéndices 1 y 2 de W. A. Deer, FRS; R. A. Howie; J. Zussman (2013). An Introduction to the Rock-Forming Minerals. Mineralogical Society of Great Britain and Ireland. 498 pp. DOI: 10.1180/DHZ (en estos ejemplos se tiene un conocimiento de la concentración de H₂O que por WDS/EDS no se puede obtener).

· Vea Webmineral o Mindat para fórmulas minerales.
Problema de análisis "mezcla" de fases por fluorescencia secundaria. Visualizar las proporciones atómicas o moleculares de los minerales en diagramas binarios, ternarios y cuaternarios.

· Ejemplo 1. 1993. GARCÍA CASCO, A., SANCHEZ NAVAS, A., TORRES ROLDAN, R.L. Disequilibrium decomposition and breakdown of muscovite in high P-T gneisses, Betic Alpine Belt (Southern Spain). American Mineralogist 78, 158-177.

Ejemplo 2. 2013. GARCIA-CASCO, A., KNIPPENBERG, S., RODRÍGUEZ RAMOS, R., HARLOW, G.E, HOFMAN, C., POMO, J.C., BLANCO-QUINTERO, I.F. Pre-Columbian jadeitite artifacts from the Golden Rock Site, St. Eustatius, Lesser Antilles, with special reference to jadeitite artifacts from Elliot’s, Antigua: Implications for potential source regions and long-distance exchange networks in the Greater Caribbean. Journal of Archaeological Science, 40, 3153–3169. DOI 10.1016/j.jas.2013.03.025.

Fig. 7. Binary diagrams showing the composition of analyzed clinopyroxenes expressed in terms of cations per formula unit (6 oxygens), with indication of significant end-members and exchange vectors.

Fig. 8. Composition of jadeite and omphacite plotted in the ternary jadeite-q-aegirine diagram with the clinopyroxene classification scheme of Morimoto et al. (1988; names in italics). Also shown are the phase relations of clinopyroxene (denoted by space groups C2/c and P/2n) calculated by Green et al. (2007) at 500 °C in the system jadeite-diopside-aegirine. Note that jadeite and omphacite with higher q component plot within the omphacite-jadeite and omphacite-diposide solvus (forbidden regions) as a likely consequence of the lack of consideration of hedenbergite in the calculated phase relations and/or different temperature of formation. Solid lines indicate varying aegirine/(q + aegirine) ratios.

Fig. 5. ACFN “deluxe” diagrams for the analyzed minerals of the studied artifacts calculated with CSpace (Torres-Roldán et al., 2000). The minerals are projected from the phases and exchange vectors indicated in A. Representative end-members of the solid solutions are indicated (lower case font).

Diagrama cuaternario ACFN generado con CSpace. Para ver el video, click en la imagen. Se recomienda visualizarlo en bucle y a escasa velocidad.

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Última modificación: miércoles, 28 de enero de 2026 19:24 +0100