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INTRODUCCIÓN
QUIMICA ANALÍTICA
Profesoras:
Johana Arboleda Echavarria - Sandra Liliana Amaya
Oficina 1-317
Email: [email protected]
Atención W 10 -11 am
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
PROPÓSITO DEL CURSO
Presentar conceptos fundamentales de la química
analítica relacionados con el equilibrio químico en solución
acuosa, la espectrofotometría y la cromatografía, utilizados
en el análisis químico de sustancias en muestras de interésindustrial e investigativo.
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JUSTIFICACIÓN
El ingeniero químico debe conocer los métodos y lastécnicas utilizadas en el análisis químico, herramientafundamental en los laboratorios de control de calidad,control de procesos e investigación y desarrollo, para lacaracterización fisicoquímica de materias primas, productoterminado y sustancias de interés en los procesos químicosindustriales y/o afines
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OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
Aplicar los principios fundamentales del
análisis químico, análisis fisicoquímico,
análisis volumétrico, análisis gravimétrico y
análisis instrumental, para el análisis de
muestras de interés en los procesos
químicos y afines o productos de
investigación y desarrollo.
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OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL CURSO
Conocer los objetivos de la
química analítica.
Adquirir una concepción del
equilibrio químico.
Comprender los conceptos
fundamentales del equilibrio
químico ácido-base en sistemas
simples y complejos.
Adquirir un conocimiento
significativo del análisis
gravimétrico.
Entender los principios básicos de
la espectrofotometría.
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Emplear las leyes fundamentales
de la espectrofotometría de
absorción UV-Vis.
Utilizar los conceptos básicos de la
fluorescencia molecular.
Comprender los conceptos
fundamentales de la
espectrofotometría de absorción
y de emisión de llama.
Comprender los principios y
aplicaciones de las técnicas
instrumentales de infrarrojo medio.
Conocer los conceptos básicos
de las técnicas cromatográficas.
CONTENIDO DEL CURSO: Parte Teórica
1. Introducción
2. Equilibrio químico
3. Equilibrio químico ácido base
en sistemas simples
4. Equilibrio químico acido base
en sistemas complejos
5. Solubilidad
6. Análisis gravimétrico
7. Métodos modernos de análisis
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8. Espectrofotometría de
absorción molecular UV-Visible
9. Espectrofotometría de
fluorescencia molecular
10. Espectrofotometría atómica
de llama
11. Espectrofotometría de
absorción infrarroja
12. Introducción a la
cromatografía
13. Métodos cromatográficos
CONTENIDO DEL CURSO: Parte Experimental
1. Presentación del laboratorio.
2. Equilibrio químico.
3. Determinación del pH en solucionesacuosas.
4. Preparación y caracterización desoluciones Buffer.
5. Determinación de ácido acético en unvinagre por titulación ácido-base
6. Determinación del contenido decarbonatos y bicarbonatos por pH-metría.
7. Determinación gravimétrica demagnesio
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8. Determinación colorantes en bebidas
9. Determinación de Hierro porespectrofotometría visible.
10. Determinación simultanea de analitospor espectrofotometría ultravioleta.
11. Determinación de sodio porespectrofotometría de emisión de llama.
12. Análisis de grupos funcionales porespectrofotometría de infrarrojo medio.
13. Determinación de etanol porcromatografía gaseosa (CG).
BIBLIOGRAFÍA
Fundamentos de Química Analítica. (Novena Ed.) (2014).
Skoog, Douglas A. et al. México: Thomson.
543/S628q. Ejemplares: 29 (Sexta y Séptima Ed.)
Principios de Análisis Instrumental (Sexta Ed.) (2008) Skoog,
Douglas A., et al. México : Cengage Learning.
543.0858/S628. Ejemplares: 22 (Quinta y Sexta Ed.)
Química General. (8 ed.)(2003). Petrucci, R. H. España:
Prentice Hall. 540/P498q 2003. Ejemplares: 19.
Química. (9 ed.) (2007) Chang, Raymond. McGraw-Hill
Interamericana. 540/Ch456. Ejemplares: 7.
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EVALUACIÓN
Exámenes parciales:
(18%) PARCIAL #1
Introducción, Equilibrio químico y Equilibrio químico ácido-base ensistemas simples.
(18%) PARCIAL #2
Equilibrio químico en sistemas complejos, solubilidad y análisisgravimétrico.
(18%) PARCIAL #3
Espectrofotometría UV, Visible, de fluorescencia molecular y atómica.
(18%) PARCIAL #4
Espectroscopía infrarroja y cromatografía.
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EVALUACIÓN
Exposición:
(8%) EXPOSICIÓN
Técnicas de caracterización. Tres estudiantes por presentación.
Laboratorio de Química Analítica e Instrumental:
(20%) PARTE EXPERIMENTAL – LABORATORIO
NOTA: Primer parcial 16 de abril de 2015.
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INTRODUCCIÓN
Ciencias que se dedica a la medición, la cual está basada en
un conjunto de métodos e ideas que son útiles en todos los
campos de la ciencia, de la ingeniería y de la medicina.
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QUÍMICA ANALÍTICA
Supervisar la calidad de un
producto y materias prima
Desarrollo de Productos, desarrollo y
Optimización de Procesos
AlimentosAguas
residualesAire,
suelos
QUÍMICA ANALÍTICA
CONCEPTOS
Muestra: Parte representativa de la materia objeto del análisis
Analito: Especie química que se analiza
Técnica: Medio que permite obtener información sobre el analito
Método: Conjunto de operaciones y técnicas aplicadas al análisis de una muestra
Análisis: Estudio de una muestra para determinar sus composición o naturaleza química
Métodos clásicos: se basaban en propiedades químicas del analito. Se incluyen las
gravimetrías, las volumetrías y los métodos de análisis cualitativo clásico
Métodos instrumentales: Miden propiedades químico-físicas.
Métodos de separación: Métodos de separación de compuestos para eliminar las
interferencias y facilitar las medidas
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QUÍMICA ANALÍTICA
CONCEPTOS
Precisión: Es la repetibilidad entre los
resultados de un conjunto de
mediciones obtenidos exactamente de
la misma manera
Exactitud: Es la cercanía que existe entre
un valor medido y su valor verdadero o
aceptado.
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QUÍMICA ANALÍTICA
CONCEPTOS
Solución: es una mezcla de dos o más componentes, homogénea ya que
cada componente se mezcla íntimamente con el otro. Por lo anterior, los
constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase
(sólida, líquida o gas) bien definida.
Tipos según estado físico de componentes: s-l, s-s, s-g, g-g, l-g, l-l,…. Acuosas
De acuerdo a la cantidad de soluto disuelto en una cantidad dada de
solvente a T y P: Saturada – sobresaturada – insaturada
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QUÍMICA ANALÍTICA
CONCEPTOS
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Magnitud física Nombre de la unidad Símbolo
Masa kilogramo kg
Longitud metro m
Tiempo segundo s
Temperatura kelvin K
Cantidad de
sustancia
mol mol
Corriente eléctrica ampere A
Unidades del SI
QUÍMICA ANALÍTICA
CONCEPTOS
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•Partes por millón (ppm): mg de soluto/ L de solución =
1µg/mL
•Partes por billón (ppb): 1µg/L = 1 ng/mL
•Partes por trillón (ppt): 1 ng/L = 1 pg/mL
•Funciones p pX=-log[X]
QUÍMICA ANALÍTICA
CONCEPTOS
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Etapas de un análisis
cuantitativo
QUÍMICA ANALÍTICA
EJERCICIOS
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EQUILIBRIO QUÍMICO
EQUILIBRIO QUÍMICO21
Las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan y las
concentraciones netas de reactivos y productos permanecen
constantes.
Estado en el que no se observa cambios durante el tiempo.
Equilibrio Físico:
- Equilibrio entre dos fases de la
misma sustancia. Ej. Agua.
EQUILIBRIO QUÍMICO22
Reacción reversible
La diferencia de colores permite
identificar el uno del otro.
Cuando no se observa cambios
de color representativos indica
un equilibrio químico.
EQUILIBRIO QUÍMICO23
EQUILIBRIO QUÍMICO24
Aunque el equilibrio
se logra en todos los
casos, las
concentraciones en el
equilibrio de NO2 y
N2O4 no son iguales.
EQUILIBRIO QUÍMICO25
Constante de Equilibrio, Kc
EQUILIBRIOS QUÍMICO26
Constante de Equilibrio, Kc
Expresión matemática de
la ley de acción de
masas propuesta por los
químicos noruegos Cato
Guldberg y Peter Waage
en 1864.
Kc >>1 el equilibrio se
desplazará a la derecha.
Kc <<1 el equilibrio se
desplazará a la izquierda.
EQUILIBRIOS QUÍMICO27
EQUILIBRIOS HOMOGÉNEOS
Se aplica a las reacciones en las que todas las especies químicas
reaccionantes se encuentran en la misma fase.
EQUILIBRIOS QUÍMICO28
EQUILIBRIOS HETEROGÉNEOS
Reacción reversible donde intervienen reactivos y productos en
distintas fases.
EQUILIBRIOS QUÍMICO29
PREDICCIÓN DE LA DIRECCIÓN DE EQUILIBRIO
Qc es el cociente de
reacción.
Se obtiene a partir
de las
concentraciones
iniciales en la
expresión de la
constante de
equilibrio.