Anàlisi química instrumental

&,&/(6�)250$7,86)DPtOLD�SURIHVVLRQDO�48Ë0,&$&LFOH�IRUPDWLX�GH�JUDX�VXSHULRU�$1¬/,6,�,�&21752/

&UqGLW��$QjOLVL�TXtPLFD�LQVWUXPHQWDO

Generalitat de CatalunyaDepartament d’Ensenyament'LUHFFLy�*HQHUDO�GH�)RUPDFLy�3URIHVVLRQDO

$QjOLVL�L�FRQWURO��0DWHULDOV�FXUULFXODUV


�

&LFOH�IRUPDWLX�GH�JUDX�VXSHULRU$1¬/,6,�,�&21752/

&UqGLW��

$QjOLVL�TXtPLFD�LQVWUXPHQWDO$XWRULD� Ascensión Molina Molina ([email protected])

Francesc Pujol Urban ([email protected])

Joan Sánchez Rodríguez ([email protected])

*HQHUDOLWDW�GH�&DWDOXQ\D'HSDUWDPHQW�G¶(QVHQ\DPHQW'LUHFFLy�*HQHUDO�GH�)RUPDFLy�3URIHVVLRQDO

Edició: ¬UHD�G¶2UGHQDFLy�(GXFDWLYDDEULO�GH��


�

ËQGH[$UWLFXODFLy�GHO�FUqGLW��$QjOLVL�TXtPLFD�LQVWUXPHQWDO ...................... 71. Introducció ............................................................................................................ 8

2. Objectius terminals i continguts del crèdit.............................................................10

3. Esquema de la seqüència i la interrelació dels continguts conceptuals i procedimentals del crèdit ................................................................14

4. Proposta d’unitats didàctiques ..............................................................................15

5. Determinació dels nuclis d’activitat .......................................................................16

6. Estructura d’una fitxa d’activitat ............................................................................27

7. Avaluació del crèdit d’Anàlisi química instrumental...............................................29

3DUW�SULPHUD��$FWLYLWDWV� ......................................................................31

1. Introducció i articulació de la proposta..................................................................32

2. Determinació de les activitats ...............................................................................33

3. Estructuració de l’activitat .....................................................................................35

4. Activitats................................................................................................................37

Activitat 1: Introducció a l’anàlisi instrumental (1a part) ..................................UD1 - 1

Activitat 2: Introducció a l’anàlisi instrumental (2a part) ..................................UD1 - 3

Activitat 3: Funcions i gràfiques ......................................................................UD1 - 5

Activitat 4: Electroquímica. Estudi de reaccions redox ...................................UD2 - 1

Activitat 5: Estudi de la llei de Nernst..............................................................UD2 - 5

Activitat 6: Construcció d’un elèctrode de referència casolà ..........................UD2 - 8

Activitat 7: Determinació de l’acidesa d’un vi amb valorador automàtic .........UD2 -12

Activitat 8: Determinació del contingut d’àcid fosfòric en una beguda de cola ................................................................................................UD2 -15

Activitat 9: Determinació del contingut de vitamina C en comprimits..............UD2 -18

Activitat 10: Determinació de Ca2+ i de F- en aigües mitjançant elèctrodes selectius .......................................................................................UD2 -21


�

Activitat 11: Estudi de valoracions conductomètriques...................................UD2 -25

Activitat 12: Determinació conductomètrica d’àcid acetilsalicílic.....................UD2 -28

Activitat 13: Determinació conductomètrica del producte de solubilitat d’una substància poc soluble......................................................UD2 -31

Activitat 14: Valoracions conductomètriques de sistemes àcid/base..............UD2 -33

Activitat 15: Electrogravimetria d’una solució de coure (II) .............................UD2 -36

Activitat 16: Determinació d’oxigen dissolt amb un oxímetre..........................UD2 -39

Activitat 17: Determinació de sucres per polarimetria.....................................UD3 - 1

Activitat 18: Determinació del grau alcohòlic per refractometria.....................UD3 - 5

Activitat 19: Estudi de compostos amb grups -CH2- per refractometria..........UD3 - 8

Activitat 20: Determinació de sulfats per turbidimetria....................................UD3 -12

Activitat 21: Espectre d’absorció.....................................................................UD3 -14

Activitat 22: Determinació espectrofotomètrica de níquel (II) .........................UD3 -16

Activitat 23: Determinació espectrofotomètrica de ferro (II)............................UD3 -18

Activitat 24: Determinació de quinina en una beguda de tònica .....................UD3 -21

Activitat 25: Determinació de cafeïna en una beguda de cola........................UD3 -23

Activitat 26: Espectroscòpia d’infraroig: anàlisi qualitativa de compostos ......UD3 -25

Activitat 27: Anàlisi de sucres per cromatografia de capa prima ....................UD4 - 1

Activitat 28: Determinació del límit de detecció d’un sucre per cromatografia de capa prima .......................................................UD4 - 4

Activitat 29: Separació dels principis actius d’un analgèsic per cromatografia de capa prima .......................................................UD4 - 8

Activitat 30: Propietats físiques d’una resina de bescanvi iònic......................UD4 -11

Activitat 31: Propietats químiques d’una resina de bescanvi iònic..................UD4 -19

Activitat 32: Separació de cations per cromatografia de bescanvi iònic .........UD4 -23

Activitat 33: Verificació d’una columna cromatogràfica...................................UD4 -27

Activitat 34: Determinació de cafeïna en una beguda de cola........................UD4- 31

Activitat 35: Determinació del cabal òptim en una cromatografia de gasos ...UD4 -35


�

Activitat 36: Cromatografia de gasos quantitativa...........................................UD4 -40

Activitat 37: Espectrometria de masses i mètodes d’optimització ..................UD5 -1

5. Annexos ...............................................................................................................A-1

Taula 1.1. Massa atòmica relativa dels elements químics....................................A-1

Taula 1.2. Densitat de l’aigua a diferents temperatures........................................A-2

Taula 1.3. Concentració d’alguns àcids comercials ..............................................A-3

Taula 1.4. Relació entre graus baumé i densitat...................................................A-3

Taula 1.5.Propietats d’alguns dissolvents freqüents.............................................A-4

Taula 1.6.Refracció atòmica .................................................................................A-6

Taula 1.7. Rotació específica d’alguns compostos òpticament actius…………. A-7

��Taula 1.8. Freqüències de grup dels grups orgànics a l’IR……………………… A-9

Taula 1.9. Propietats d’una resina catiònica típica i en forma H+…………………A-10

Esquema 2.1.Identificació sistemàtica d’un polímer per espectrofotometria IR.. A-11

Esquema 2.2. Determinació gràfica del punt d’equivalència…..…………………. A-12

Esquema 2.3. Símbols de risc de la Unió Europea………………………………...A-13


�

$UWLFXODFLy�GHO�FUqGLW��

$QjOLVL�TXtPLFD�LQVWUXPHQWDO


�

��,QWURGXFFLyAquesta és una possible proposta de desplegament del Crèdit 5, "Anàlisi químicainstrumental", inclòs dins del cicle formatiu de grau superior d’Anàlisi i control, de labranca Química.

Una bona part del professorat ha viscut amb interès i amb certes dificultats laintroducció dels nous ensenyaments professionals: d’una banda, pels nouscurrículums, que han obligat a orientar d’una manera diferent els interessos formatius;d’altra banda, per les mancances quant a la formació mateixa i a la disponibilitat derecursos bibliogràfics i materials, adaptats al nivell que reclamen els cicles formatius.

Aquest treball l’ha elaborat un equip de professorat de cicles formatius, format perl’Ascensión Molina Molina de l’IES La Romànica de Barberà del Vallès, el FrancescPujol Urban de l’IES-SEP Escola del Treball de Barcelona i el Joan SánchezRodríguez de l’IES Pompeu Fabra de Badalona, que han impartit la matèria durant elsdarrers anys.

La programació que es presenta constitueix un punt de trobada sobre diversesmaneres d’entendre i aplicar l’anàlisi química instrumental en el cicle d’Anàlisi i control.

Com a tal proposta, parteix de les orientacions del disseny curricular i estableix unaseqüència determinada de nuclis d’activitat, encara que estudiar-ne l’adaptabilitat al'alumnat, a les seves possibilitats i a la realitat industrial de la zona geogràfica on eslocalitza el centre educatiu serà tasca de l’equip docent que haurà d’impartir aquestamatèria.

L’objectiu principal que ha animat l’elaboració del treball és omplir el buit que hi ha enaquestes matèries. Es pretén, alhora, fixar uns continguts comuns per a tots elscentres i facilitar-ne l’adaptació i la discussió entre els equips docents implicats.


�

&5Ê',7��$QjOLVL�TXtPLFD�LQVWUXPHQWDO

�81,7$7�'¶$9$/8$&,Ï�'(/�&5Ê',7�81,7$7�','¬&7,&$��81,7$7�','¬&7,&$��81,7$7�','¬&7,&$��81,7$7�','¬&7,&$��

�81,7$7�','¬&7,&$��NUCLIS D’ACTIVITAT- NA 1- NA 2- NA 3

NOM

DURADA

OBJECTIUSTERMINALS

FCS P A

ARTICULACIÓ DELA PROPOSTA

),7;$�1$��),7;$�1$��),7;$�1$��),7;$�1$��),7;$�1$��),7;$�1$��

IDENTIFICADOR DE LA FITXA

DEFINICIÓ DE L’ACTIVITAT

ORGANITZADORS PREVIS

AVALUACIÓ

RECURSOS

SEQÜÈNCIA DE L’ACTIVITAT


��

��2EMHFWLXV�WHUPLQDOV�L�FRQWLQJXWV�GHO�FUqGLW'XUDGD�PtQLPD��KRUHV

2EMHFWLXV�WHUPLQDOV &RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�LVLVWHPHV�FRQFHSWXDOV

1. Identificar les parts fonamentals dels aparellsd'anàlisi instrumental, a partir de diagrames deblocs.

2. Diferenciar els fonaments fisicoquímics queintervenen en els mètodes analítics instrumentals.

3. Relacionar les lleis òptiques i electromètriquesamb els mètodes òptics i electromètrics utilitzats enl'anàlisi instrumental.

4. Relacionar els efectes de la interacció de la llumamb la matèria amb les diferents tècniquesd'absorció i d'emissió.

5. Relacionar els valors obtinguts amb la valoracióquantitativa i qualitativa d'una substància a partirdels càlculs necessaris preestablerts en l'informe.

6. Ajustar i calibrar aparells i instruments, amb lasensibilitat i precisió requerida.

7. Diferenciar procediments de lectura i seriació demostres, segons l'instrument, escales de lectura imostres.

8. Establir els procediments de realització de presade mostra i de metodologies analítiques, segons lescaracterístiques de la sol·licitud d'anàlisi instrumen-tal i dels recursos disponibles.

9. Corregir defectes de lectura en una seriació demostres en cas de diferències significatives, ambpatrons apropiats.

10. Aplicar els procediments de presa de mostres,codificació, preparació de mostres, amb normes decontrol de qualitat i BPL.

11. Preparar i valorar reactius i dissolucions a partirde mostres representatives amb l'instrumentaladequat, normes de control de qualitat, d'envasa-ment, d'etiquetatge i d'emmagatzematge i de criterisde BPL.

12. Aplicar tècniques electroanalítiques perdeterminar la interacció càrrega/matèria d'unasubstància.

13. Aplicar tècniques d'espectroscòpia perdeterminar la interacció llum/matèria d'unasubstància.

14. Aplicar tècniques cromatogràfiques per

��$QjOLVL�LQVWUXPHQWDO�IntroduccióTipus de mètodes: electroanalítics, òptics i deseparació cromatogràfica.

��0qWRGHV�HOqFWULFV�Introducció als mètodes electroanalítics: interacciócàrrega elèctrica i matèria. Tècniques electroanalíti-ques: conductometries, potenciometries, voltametria,electrogravimetries.Conductometries. Resistivitat i conductància (unitatsi factors que intervenen en la conductància).Conductímetre: fonament i funcionament. Anàlisiconductomètrica i titulacions conductomètriques.Potenciometries. Elèctrodes de referència,indicadors, de membrana i de vidre. Mesurespotenciomètriques directes.Valoracions potenciomètriques. Automatització deles valoracions.Voltametries i electrogravimetries. Relacióintensitat/potencial en l'electròlisi. Llei de Faraday.Fonament i funcionament dels aparells utilitzats enamperimetries, electrogravimetries i coulombime-tries.Normes d'utilització i seguretat.Normes per al manteniment i conservació.

��0qWRGHV�zSWLFV�Introducció als mètodes espectroscòpics: interaccióllum i matèria, bases mecanicoquàntiques.Espectres. Tipus d'espectres.Teoria de l'absorció.Tècniques no espectroscòpiques.Tècniques espectroscòpiques.Normes d'utilització i seguretat.Normes per al manteniment i la conservació.

��0qWRGHV�GH�VHSDUDFLy�FURPDWRJUjILFD�Teoria de la cromatografia.Tècniques cromatogràfiques.Normes d'utilització i seguretat.Normes per al manteniment i la conservació.

��$OWUHV�WqFQLTXHV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�Polarografia.Electroforesi.Espectrometria de masses.Mètodes reactius.Microscòpia electrònica.Normes d'utilització i seguretat.Normes per al manteniment i la conservació.

��0qWRGHV�JUjILFV�GDQjOLVL�Limitacions dels càlculs numèrics.


��

2EMHFWLXV�WHUPLQDOV &RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�LVLVWHPHV�FRQFHSWXDOV

identificar i separar els components d’unasubstància.

15. Aplicar els procediments de registre, tractamentde dades i gràfics d'anàlisi instrumental.

16. Interpretar els registres de dades obtingudes permitjà de les diferents tècniques instrumentals.

17. Avaluació dels resultats obtinguts en l'anàlisiinstrumental a partir de la coherència, validesa iprecisió dels aparells i instruments utilitzats.

18. Valorar l'aplicació dels diferents mètodes òptics ielectromètrics segons les propietats que mesuren.

Diagrames logarítmics de la variable principal.Aplicacions.Registres gràfics dels diferents mètodes iinstrumentals.

��,QIRUPDFLy�Documentació de registre de dades.Taules d'identificació i mesura amb patrons.Especificacions de precisió i sensibilitatd'instruments i aparells.Manuals d'ús.Mètodes de tractament de dades.Patrons i normalització.Taules d'errors experimentals.Resultats gràfics i numèrics.Registres de les anàlisis i PNT.

Decret 313/1995, de 7 de novembre ('2*&, núm. 2135, de 30 de novembre de 1995)


��

&RQWLQJXWV�GH�SURFHGLPHQWV &RQWLQJXWV�G¶DFWLWXGV

��3UHSDUDFLy�GH�ODQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�Identificació dels paràmetres a determinar.Interpretació dels procediments d'anàlisi instrumental.Selecció (recopilació) de la informació necessària.Selecció dels equips, els instruments i els productes.Determinació de la seqüència de treball.

��3UHSDUDFLy�GHTXLSV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�Selecció de l'equip d'acord amb els paràmetres a mesurari controlar.Verificació del calibratge.Adequació de la mostra segons les característiques del'aparell i de la mostra.Posada al punt de l'aparell.Verificació del compliment de les normes de seguretat,d'higiene i mediambientals.Verificació del pla de manteniment i dels PNT.

��&DOLEUDWJH�GHOV�HTXLSV�L�LQVWUXPHQWV�Selecció de la informació.Obtenció de dades i paràmetres de control.Contrastació de les dades i paràmetres de control.Regulació.Verificació dels paràmetres de control.Criteris per a la selecció, la instal·lació, l'ajustament, elcalibratge i la lectura.

��3UHVD�GH�PRVWUHV�Determinació del lloc, nombre i moment de les mostres.Adequació del sistema de mostreig a l'estat físic i graud'homogeneïtat del producte.Comprovació de l'estat de neteja de l'instrumental depresa de mostres i de l'envàs que les contindrà.Obtenció de la mostra.Compliment dels registres necessaris per a l'etiquetatgecorrecte de la mostra.Compliment dels criteris d'emmagatzematge, devoluciói/o eliminació de la mostra.Verificació del compliment de les normes de seguretat,higiene i mediambientals.

��3UHSDUDFLy�GH�PRVWUHV�Adequació de la grandària i grau de dispersió de lamostra segons les seves característiques i de l'assaig ianàlisi a efectuar.Ajustament de la dilució o concentració de la mostra.Separació de components o fraccions de la mostra.Verificació del compliment dels PNT i de les normes deseguretat, d'higiene i mediambientals.

��6HOHFFLy�GH�OD�WqFQLFD�LQVWUXPHQWDO�Identificació dels paràmetres a mesurar.Selecció del mètode a aplicar.Identificació de l'instrument.Condicionament de l'instrument.Preparació i condicionament de la mostra.

��([HFXFLy�GH�ODQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�Adequació de la grandària de la mostra a les necessitatsde l'anàlisi.Ajustament de la dilució i/o concentració de la mostra.Realització de la metodologia.Obtenció i tractament de dades.Realització dels càlculs.Verificació dels resultats.

�� ([HFXFLy� VLVWHPjWLFD� GHO� SURFpV� GH� UHVROXFLy� GHSUREOHPHV�Presa de decisions a l'hora d'escollir entre els mètodesinstrumentals segons les propietats que es volenmesurar.

�� ([HFXFLy� VLVWHPjWLFD� HQ� OD� FRPSURYDFLy� GHUHVXOWDWV�Correcció sistemàtica d'errors de lectures en una seriacióde mostres en cas de diferències significatives ambpatrons apropiats.

��2SWLPLW]DFLy�GHO�WUHEDOO�Identificació de forma eficaç de les parts fonamentals delsdiferents aparells de l'anàlisi instrumental a partir dediagrames de blocs.Associació de les lleis físiques que fonamenten elsmètodes òptics i electromètrics amb la tècnica mésadequada segons la propietat que es vol mesurar.Diferenciació de formar efectiva les variables iparàmetres a identificar en el calibratge d'aparells iinstruments, amb la sensibilitat i precisió requerides.

��2UGUH�L�PqWRGH�GH�WUHEDOO�Distribució del treball i del temps en l'establiment delsprocediments de realització de presa de mostres imetodologies analítiques segons les característiquesd'anàlisi instrumental i recursos disponibles.Seqüència i ordenació de les accions de presa,codificació, preparació, etiquetatge, envasatge iemmagatzematge de mostres.Seqüència i l'ordenació de les accions en l'aplicació delsprocediments de registre, càlculs numèrics i gràficsd'anàlisi instrumental.Realització amb pulcritud i precisió de les tècniquesd'anàlisi amb l'aparell de separació cromatogràfica, òpticao electromètrica.

�� &RPSURPtV� DPE� OHV� REOLJDFLRQV� DVVRFLDGHV� DOWUHEDOO�Conservació del material de presa, de mostres i d'aparellsi instruments utilitzats en l'anàlisi instrumental.Aprofitament del temps en la interpretació dels resultatsobtinguts en l'anàlisi instrumental.Compliment de les normes de les bones pràctiques en ellaboratori.

��3DUWLFLSDFLy�L�FRRSHUDFLy�HQ�HO�WUHEDOO�HQ�HTXLS�Coordinació amb les altres persones per trobar lescauses que produeixen anomalies en els resultatsobtinguts en l'anàlisi instrumental.

��([HFXFLy�LQGHSHQGHQW�GHO�WUHEDOO�Rigor en el moment d'interpretar els procediments demostreig, codificació, preparació i valoració/normalitzacióde mostres.Registre i elaboració dels càlculs amb les dades de lesanàlisis instrumentals.

��&RQILDQoD�HQ�VL�PDWHL[�D�Mostra de seguretat a l'hora de valorar els resultatsobtinguts en les anàlisis quantitatives i qualitatives d'unasubstància.


��

&RQWLQJXWV�GH�SURFHGLPHQWV &RQWLQJXWV�G¶DFWLWXGVAvaluació dels resultats obtinguts.Verificació del compliment de les normes de seguretat,d'higiene i mediambientals.Verificació de la utilització dels elements de protecció iprevenció.

��5HJLVWUH�GH�GDGHV�DQDOtWLTXHV�Obtenció de les dades analítiques.Selecció i preparació del suport, de l'equip i del sistemade representació a utilitzar.Execució del registre.Control, verificació i presentació de les dades analítiques.

��$QjOLVL�HVWDGtVWLFD�GH�OHV�GDGHV�Realització de càlculs estadístics.Realització de gràfics.Interpretació de resultats.

��7UDFWDPHQW�GH�FRQWDPLQDQWV�L�UHVLGXV�Identificació i classificació de residus sòlids, líquids igasosos.Determinació del tractament dels residus contaminantsd'acord amb l'estat físic.Recollida i tractament dels residus.Emmagatzematge de residus i de productes tòxics.Execució per eliminació i/o reciclatge.Minimització dels residus.Verificació del compliment de les normes de seguretat,d'higiene i mediambientals.Verificació de la utilització dels elements de protecció iprevenció.

��(PPDJDW]HPDWJH�GH�SURGXFWHV�Adequació dels sistemes d'emmagatzematge segonsl'estat fisicoquímic del producte.Interpretació de les normatives sobre emmagatzematgede productes químics.Interpretació de les ordres escrites per a la realització del'emmagatzematge del producte.Execució de l'emmagatzematge dels productes segonsnormes establertes.Verificació dels equips auxiliars i d'emmagatzematge delsproductes.Interpretació de les normes de seguretat en l'emmagatze-matge dels productes.Determinació de les mesures a prendre davant desituacions imprevistes.Enregistrament de les anomalies de funcionament delsequips d'emmagatzematge.Verificació del compliment de les normes de seguretat,d'higiene i mediambientals.

��,QWHUFDQYL�GLGHHV��RSLQLRQV�L�H[SHULqQFLHV�Desenvolupament de l'esperit crític sobre dadesobtingudes de càlculs i sobre gràfics de l'anàlisiinstrumental realitzada.

��2EHUWXUD�D�OjPELW�SURIHVVLRQDO�L�OHYROXFLy�Interès pels avenços tecnològics de les noves tècniquesinstrumentals analítiques de determinació quantitativa,qualitativa tant en productes inorgànics com orgànics.En l'assimilació de nous mètodes de treball analític.

��$GDSWDFLy�D�QRYHV�VLWXDFLRQV�Resposta a noves situacions quan apareixen resultatsdiferents dels esperats en les lectures de les anàlisis.

�� 5HVSHFWH� SHU� OD� VDOXW�� HO� PHGL� DPELHQW� L� ODVHJXUHWDW�ODERUDO�Observació de les normes de seguretat i de les bonespràctiques en el laboratori.Cura de la salut pròpia i de la de les altres persones quanha de realitzar preses de mostres i tècniques d'especialdificultat o perillositat.

��4XDOLWDW�GHO�WUHEDOO�Treballar amb netedat, diligència i rapidesa en la presa demostres, en la realització de les anàlisis instrumentals i enla presentació dels resultats i informes.

��$UJXPHQWDFLy�GHO�UHVXOWDW�Avaluar els resultats numèrics i gràfics de l'anàlisiinstrumental.


��

��(VTXHPD�GH�OD�VHT�qQFLD�L�OD�LQWHUUHODFLy�GHOV�FRQWLQJXWVFRQFHSWXDOV�L�SURFHGLPHQWDOV�GHO�FUqGLW

&RQFHSWHV�1. Anàlisi instrumental2. Mètodes elèctrics3. Mètode òptics4. Mètodes de separació cromatogràfica5. Informació

3URFHGLPHQWV��1. Preparació de l’anàlisi instrumental.2. Preparació d’equips d’anàlisi

instrumental.3. Calibratge dels equips i instruments.4. Presa de mostres.5. Preparació de mostres.6. Selecció de la tècnica instrumental.7. Execució de l’anàlisi instrumental.8. Registre de dades analítiques.9. Anàlisi estadística de les dades.10. Tractament de contaminants i residus.11. Emmagatzematge de productes.

1

6 7

2

3

4

5

61

2 3

4 5

7

11

10

98


��

��3URSRVWD�G¶XQLWDWV�GLGjFWLTXHVL’estructuració dels crèdits en unitats didàctiques és una competència de l’equip deprofessorat que ha d’impartir el cicle formatiu; per tant, la proposta que presentemnomés pretén donar una de les solucions possibles a aquesta organització.

En conseqüència, cal que l’equip de professorat que desenvolupi les unitatsdidàctiques analitzi la proposta i, d'acord amb l’anàlisi efectuada, les orientacionsdonades en la guia didàctica, els recursos de què disposa l’escola i la pròpiaexperiència docent, estructuri els crèdits en unitats didàctiques. També hem de tenirpresent que les unitats didàctiques seguiran un procés de millora cada curs, perquè eldesenvolupament en el centre educatiu implica retocar-les, adaptar-les, corregir-les imillorar-les.

En el quadre següent (proposta d’unitats didàctiques) s’hi pot veure el procedimentseguit i la concreció corresponent, que consisteix a assignar els objectius terminals dereferència als continguts i a observar la coherència en el plantejament de l’agrupamentd’objectius i continguts. Si la proposta no és satisfactòria es reagrupen els continguts ies torna a fer l’assignació d’objectius terminals. Finalment, es fa una propostad’assignació horària per a cada unitat didàctica.

Una anàlisi global dels conceptes i els procediments implicats al crèdit suggereix dedividir-lo en cinc unitats didàctiques distintes, si bé enllaçades cronològicament:

UD1. Introducció als mètodes instrumentalsUD2. Mètodes electroquímicsUD3. Mètodes òpticsUD4. Mètodes cromatogràficsUD5. Mètodes especialitzats d’anàlisi

8QLWDWV�GLGjFWLTXHV 2EMHFWLXV )HWV��FRQFHSWHV1RP 'XUDGD WHUPLQDOV L�VLVWHPHV

FRQFHSWXDOV3URFHGLPHQWV

Introducció als mètodesinstrumentals 20

hores

1,2,3,4,5,6,7,15,17,18 1, 6, 7 1,2,6,8,9

Mètodes electroquímics 40hores

6,7,8,9,10,11,12,15,16,17 2, 5.1, 5.6, 5.7 Tots

Mètodes òptics 40hores

4,6,7,8,9,10,11,12,15,16,

173 Tots

Mètodes cromatogràfics 40hores

6,7,8,9,10,11,14,15,16,

174, 5.2, 5.6, 5.7 Tots

Mètodes especialitzatsd’anàlisi

10hores

6,7,8,9,10,11,15,16,17 5.3, 5.4, 5.5, 5.6,

5.7 Tots


��

��'HWHUPLQDFLy�GHOV�QXFOLV�G¶DFWLYLWDW8QLWDW�GLGjFWLFD��,QWURGXFFLy�DOV�PqWRGHV�LQVWUXPHQWDOVDurada: 20 hores

Objectius terminals:

1. Identificar les parts fonamentals dels aparells d'anàlisi instrumental, a partir de diagramesde blocs.

2. Diferenciar els fonaments fisicoquímics que intervenen en els mètodes analíticsinstrumentals.

3. Relacionar les lleis òptiques i electromètriques amb els mètodes òptics i electromètricsutilitzats a l'anàlisi instrumental.

4. Relacionar els efectes de la interacció de la llum amb la matèria amb les diferentstècniques d'absorció i d'emissió.

5. Relacionar els valors obtinguts amb la valoració quantitativa i qualitativa d'una substància apartir dels càlculs necessaris preestablerts en l'informe.

6. Ajustar i calibrar aparells i instruments, amb la sensibilitat i precisió requerida.7. Diferenciar procediments de lectura i seriació de mostres, segons l'instrument, escales de

lectura i mostres.15. Aplicar els procediments de registre, tractament de dades i gràfics d'anàlisi instrumental.17. Avaluar els resultats obtinguts en l'anàlisi instrumental a partir de la coherència, validesa i

precisió dels aparells i instruments utilitzats.18. Valorar l'aplicació dels diferents mètodes òptics i electromètrics segons les propietats que

mesuren.

&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�LVLVWHPHV�FRQFHSWXDOV &RQWLQJXWV�GH�SURFHGLPHQWV

��$QjOLVL�LQVWUXPHQWDO�1.1. Introducció1.2. Tipus de mètodes: electroanalítics, òptics i deseparació cromatogràfica.

��0qWRGHV�JUjILFV�GDQjOLVL�6.1. Limitacions dels càlculs numèrics.6.2. Diagrames logarítmics de la variable principal.Aplicacions.6.3. Registres gràfics dels diferents mètodes iinstrumentals.

��,QIRUPDFLy�7.1. Documentació del registre de dades.7.2. Taules d'identificació i mesura amb patrons.Especificacions de precisió i sensibilitat d'instruments iaparells.7.3. Manuals d'ús.7.4. Mètodes de tractament de dades.7.5. Patrons i normalització.7.6. Taules d'errors experimentals.7.7. Resultats gràfics i numèrics.7.8. Registres de les anàlisis i PNT.

��3UHSDUDFLy�GH�ODQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�1.1. Identificació dels paràmetres a determinar.1.2. Interpretació dels procediments d'anàlisi instrumental.1.3. Selecció (recopilació) de la informació necessària.1.4. Selecció dels equips, els instruments i els productes.1.5. Determinació de la seqüència de treball.

��3UHSDUDFLy�GHTXLSV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�2.1. Selecció de l'equip d'acord amb els paràmetres amesurar i controlar.2.2. Verificació de la calibratge.2.3. Adequació de la mostra segons les característiquesde l'aparell i de la mostra.2.4. Posada al punt de l'aparell.2.5. Verificació del compliment de les normes deseguretat, higiene i mediambientals.2.6. Verificació del pla de manteniment i dels PNT.

��6HOHFFLy�GH�OD�WqFQLFD�LQVWUXPHQWDO�6.1. Identificació de paràmetres a mesurar.6.2. Selecció del mètode a aplicar.6.3. Identificació de l'instrumental.6.4. Condicionament de l'instrumental.6.5. Preparació i condicionament de la mostra.

��5HJLVWUH�GH�GDGHV�DQDOtWLTXHV�8.1. Obtenció de les dades analítiques.


��


8.2. Selecció i preparació del suport, l'equip i el sistemade representació a utilitzar.8.3. Execució del registre.8.4. Control, verificació i presentació de les dadesanalítiques.

��$QjOLVL�HVWDGtVWLFD�GH�OHV�GDGHV�9.1. Realització de càlculs estadístics.9.2. Realització de gràfics.9.3. Interpretació de resultats.

1XFOL�G¶DFWLYLWDW��,QWURGXFFLy�D�O¶DQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L

VLVWHPHV�FRQFHSWXDOV&RQWLQJXWV�GH�SURFHGLPHQWV

��$QjOLVL�LQVWUXPHQWDO�1.1. Introducció.1.2. Tipus de mètodes: electroanalítics, òptics i deseparació cromatogràfica.

��,QIRUPDFLy�7.1. Documentació de registre de dades.7.2. Taules d'identificació i mesura amb patrons.Especificacions de precisió i sensibilitat d'instru-ments i aparells.7.3. Manuals d'ús.7.4. Mètodes de tractament de dades.7.5. Patrons i normalització.7.6. Taules d'errors experimentals.7.7. Resultats gràfics i numèrics.7.8. Registres de les anàlisis i PNT.

��3UHSDUDFLy�GH�ODQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��3UHSDUDFLy�GHTXLSV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��6HOHFFLy�GH�OD�WqFQLFD�LQVWUXPHQWDO�

1XFOL�G¶DFWLYLWDW��,QVWUXPHQWV�DQDOtWLFV��PqWRGHV�JUjILFV�GDQjOLVL��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L


��0qWRGHV�JUjILFV�GDQjOLVL�6.1. Limitacions dels càlculs numèrics.6.2. Diagrames logarítmics de la variable principal.Aplicacions.6.3. Registres gràfics dels diferents mètodes iinstrumentals.

��5HJLVWUH�GH�GDGHV�DQDOtWLTXHV��$QjOLVL�HVWDGtVWLFD�GH�OHV�GDGHV�


��

8QLWDW�GLGjFWLFD��0qWRGHV�HOHFWURTXtPLFVDurada: 40 hores


6. Ajustar i calibrar aparells i instruments, amb la sensibilitat i precisió requerides.7. Diferenciar procediments de lectura i seriació de mostres, segons l'instrument, escales de

lectura i mostres.8. Establir els procediments de realització de presa de mostres i de metodologies analítiques,

segons les característiques de la sol·licitud d'anàlisi instrumental i dels recursosdisponibles.

9. Corregir defectes de lectura en una seriació de mostres en cas de diferènciessignificatives, amb patrons apropiats.

10. Aplicar els procediments de presa, codificació i preparació de mostres, amb normes decontrol de qualitat i BPL.

11. Preparar i valorar reactius i dissolucions a partir de mostres representatives, ambl'instrumental adequat, normes de control de qualitat, d'envasatge, d'etiquetatge id'emmagatzematge i de criteris de BPL.

12. Aplicar tècniques electroanalítiques per determinar la interacció càrrega/matèria d'unasubstància.

15. Aplicar els procediments de registre, de tractament de dades i de gràfics d'anàlisiinstrumental.

16. Interpretar els registres de dades obtingudes per les diferents tècniques instrumentals.17. Avaluació dels resultats obtinguts en l'anàlisi instrumental a partir de la coherència,

validesa i precisió dels aparells i instruments utilitzats.

&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�LVLVWHPHV�FRQFHSWXDOV

&RQWLQJXWV�GH�SURFHGLPHQWV

��0qWRGHV�HOqFWULFV�2.1. Introducció als mètodes electroanalítics:Interacció càrrega elèctrica i matèria. Tècniqueselectroanalítiques: conductometries, potencio-metries, voltametria, electrogravimetries.2.2. Conductometries. Resistivitat i conductància(unitats i factors que intervenen en la conductància).Conductímetre: fonament i funcionament. Anàlisiconductomètrica i titulacions conductomètriques.2.3. Potenciometries. Elèctrodes de referència,indicadors, de membrana i de vidre. Mesurespotenciomètriques directes.2.4. Valoracions potenciomètriques. Automatitzacióde les valoracions.2.5. Voltametries i electrogravimetries. Relacióintensitat/potencial en l'electròlisi. Llei de Faraday.Fonament i funcionament dels aparells utilitzats enamperimetries, electrogravimetries i coulombime-tries.2.6. Normes d'utilització i seguretat.2.7. Normes per al manteniment i conservació.

��$OWUHV�WqFQLTXHV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�5.1. Polarografia.5.6. Normes d'utilització i seguretat.5.7. Normes per al manteniment i la conservació.

��3UHSDUDFLy�GH�ODQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��3UHSDUDFLy�GHTXLSV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��&DOLEUDWJH�GHOV�HTXLSV�L�LQVWUXPHQWV��3UHVD�GH�PRVWUHV��3UHSDUDFLy�GH�PRVWUHV��6HOHFFLy�GH�OD�WqFQLFD�LQVWUXPHQWDO��([HFXFLy�GH�ODQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��5HJLVWUH�GH�GDGHV�DQDOtWLTXHV��$QjOLVL�HVWDGtVWLFD�GH�OHV�GDGHV��7UDFWDPHQW�GH�FRQWDPLQDQWV�L�UHVLGXV��(PPDJDW]HPDWJH�GH�SURGXFWHV�


��

1XFOL�G¶DFWLYLWDW��,QWURGXFFLy�JHQHUDO�DOV�PqWRGHV�HOHFWURTXtPLFV�LQVWUXPHQWDOV��KRUHV�



��0qWRGHV�HOqFWULFV�2.1. Introducció als mètodes electroanalítics.Interacció càrrega elèctrica i matèria. Tècniqueselectroanalítiques: conductometries, potencio-metries, voltametria, electrogravimetries.2.6. Normes d'utilització i seguretat.2.7. Normes per al manteniment i conservació.

��3UHSDUDFLy�GH�ODQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��3UHSDUDFLy�GHTXLSV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��&DOLEUDWJH�GHOV�HTXLSV�L�LQVWUXPHQWV��6HOHFFLy�GH�OD�WqFQLFD�LQVWUXPHQWDO��5HJLVWUH�GH�GDGHV�DQDOtWLTXHV��$QjOLVL�HVWDGtVWLFD�GH�OHV�GDGHV�

1XFOL�G¶DFWLYLWDW��0qWRGHV�L�WqFQLTXHV�SRWHQFLRPqWULTXHV��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L


��0qWRGHV�HOqFWULFV�2.3. Potenciometries. Elèctrodes de referència,indicadors, de membrana i de vidre. Mesurespotenciomètriques directes.2.4. Valoracions potenciomètriques. Automatitzacióde les valoracions.


1XFOL�G¶DFWLYLWDW��0qWRGHV�L�WqFQLTXHV�FRQGXFWRPqWULTXHV��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L


��0qWRGHV�HOqFWULFV�2.2. Conductometries. Resistivitat i conductància(unitats i factors que intervenen en la conductància).Conductímetre: fonament i funcionament. Anàlisiconductomètrica i valoracions conductomètriques.



��

1XFOL�G¶DFWLYLWDW��9ROWDPSHURPHWULHV�L�HOHFWURJUDYLPHWULHV��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L


��0qWRGHV�HOqFWULFV�2.5. Voltametries i electrogravimetries. Relacióintensitat/potencial en l'electròlisi. Llei de Faraday.Fonament i funcionament dels aparells utilitzats enamperimetries, electrogravimetries i coulombime-tries.

��$OWUHV�WqFQLTXHV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�5.1. Polarografia.5.6. Normes d'utilització i seguretat.5.7. Normes per al manteniment i la conservació.



��

8QLWDW�GLGjFWLFD��0qWRGHV�zSWLFVDurada: 40 hores


4. Relacionar els efectes de la interacció llum/matèria amb les diferents tècniques d'absorció id'emissió.


lectura i mostres.8. Establir els procediments de realització de presa de mostres i metodologies analítiques,



10. Aplicar els procediments de presa de mostres, codificació, preparació de mostres, ambnormes de control de qualitat i BPL.

11. Preparar i valorar reactius i dissolucions a partir de mostres representatives ambl'instrumental adequat, normes de control de qualitat, d'envasatge, d'etiquetatge id'emmagatzematge i de criteris de BPL.

12. Aplicar tècniques electroanalítiques per determinar la interacció càrrega/matèria d'unasubstància.

15. Aplicar els procediments de registre, tractament de dades i gràfics d'anàlisi instrumental.16. Interpretar els registres de dades obtingudes per les diferents tècniques instrumentals.17. Avaluació dels resultats obtinguts en l'anàlisi instrumental a partir de la coherència,

validesa i precisió dels aparells i instruments utilitzats.


��0qWRGHV�zSWLFV�3.1. Introducció als mètodes espectroscòpics:interacció llum i matèria; bases mecanicoquàntiques.Espectres. Tipus d'espectres.3.2. Teoria de l'absorció.3.3. Tècniques no espectroscòpiques.3.4. Tècniques espectroscòpiques.3.5. Normes d'utilització i seguretat.3.6. Normes per al manteniment i la conservació.


1XFOL�G¶DFWLYLWDW��,QWURGXFFLy�JHQHUDO�DOV�PqWRGHV�zSWLFV�LQVWUXPHQWDOV��KRUHV�


��0qWRGHV�zSWLFV�3.1. Introducció als mètodes espectroscòpics:interacció llum i matèria. Bases mecanicoquàntiques. Espectres. Tipus

��3UHSDUDFLy�GH�ODQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��3UHSDUDFLy�GHTXLSV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��&DOLEUDWJH�GHOV�HTXLSV�L�LQVWUXPHQWV�


��

d’espectres.3.2. Teoria de l'absorció.3.5. Normes d'utilització i seguretat.3.6. Normes per al manteniment i la conservació.

��6HOHFFLy�GH�OD�WqFQLFD�LQVWUXPHQWDO��5HJLVWUH�GH�GDGHV�DQDOtWLTXHV��$QjOLVL�HVWDGtVWLFD�GH�OHV�GDGHV�

1XFOL�G¶DFWLYLWDW��0qWRGHV�L�WqFQLTXHV�QR�HVSHFWURVFzSLTXHV��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L


��0qWRGHV�zSWLFV�3.3. Tècniques no espectroscòpiques.


1XFOL�G¶DFWLYLWDW��0qWRGHV�L�WqFQLTXHV�HVSHFWURVFzSLTXHV��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L


��0qWRGHV�zSWLFV�3.4. Tècniques espectroscòpiques.



��

8QLWDW�GLGjFWLFD��0qWRGHV�FURPDWRJUjILFVDurada: 40 hores


6. Ajustar i calibrar aparells i instruments, amb la sensibilitat i precisió requerides.7. Diferenciar procediments de lectura i seriació de mostres, segons l'instrument, les escales

de lectura i les mostres.8. Establir els procediments de realització de presa de mostres i de metodologies analítiques,





14. Aplicar tècniques cromatogràfiques per identificar i separar els components d'unasubstància.

15. Aplicar els procediments de registre, tractament de dades i gràfics d'anàlisi instrumental.16. Interpretar els registres de dades obtingudes per les diferents tècniques instrumentals.17. Avaluar els resultats obtinguts en l'anàlisi instrumental a partir de la coherència, validesa i

precisió dels aparells i instruments utilitzats.



��0qWRGHV�GH�VHSDUDFLy�FURPDWRJUjILFD�4.1. Teoria de la cromatografia.4.2. Tècniques cromatogràfiques.4.3. Normes d'utilització i seguretat.4.4. Normes per al manteniment i la conservació.



��

1XFOL�G¶DFWLYLWDW��,QWURGXFFLy�JHQHUDO�DOV�PqWRGHV�FURPDWRJUjILFV��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L


��0qWRGHV�GH�VHSDUDFLy�FURPDWRJUjILFD�4.1. Teoria de la cromatografia.4.3. Normes d'utilització i seguretat.4.4. Normes per al manteniment i la conservació.

��3UHSDUDFLy�GH�ODQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��3UHSDUDFLy�GHTXLSV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��&DOLEUDWJH�GHOV�HTXLSV�L�LQVWUXPHQWV��6HOHFFLy�GH�OD�WqFQLFD�LQVWUXPHQWDO��5HJLVWUH�GH�GDGHV�DQDOtWLTXHV��$QjOLVL�HVWDGtVWLFD�GH�OHV�GDGHV�

1XFOL�G¶DFWLYLWDW��0qWRGHV�L�WqFQLTXHV�FURPDWRJUjILTXHV��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L


��0qWRGHV�GH�VHSDUDFLy�FURPDWRJUjILFD�4.2. Tècniques cromatogràfiques.



��

8QLWDW�GLGjFWLFD��0qWRGHV�HVSHFLDOLW]DWV�G¶DQjOLVLDurada: 10 hores



lectura i mostres.8. Establir els procediments de realització de presa de mostra i de metodologies analítiques,





15. Aplicar els procediments de registre, de tractament de dades i de gràfics d'anàlisiinstrumental.

16. Interpretar els registres de dades obtingudes per les diferents tècniques instrumentals.17. Avaluar els resultats obtinguts en l'anàlisi instrumental a partir de la coherència, validesa i

precisió dels aparells i instruments utilitzats.


��$OWUHV�WqFQLTXHV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�5.2. Electroforesi.5.3. Espectrometria de masses.5.4. Mètodes reactius.5.5. Microscòpia electrònica.5.8. Ressonància magneticonuclear.5.6. Normes d'utilització i seguretat.5.7. Normes per al manteniment i la conservació.



��

1XFOL�G¶DFWLYLWDW��0qWRGHV�HVSHFLDOLW]DWV�G¶DQjOLVL��KRUHV�&RQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L


��$OWUHV�WqFQLTXHV�GDQjOLVL�LQVWUXPHQWDO�5.2. Electroforesi.5.3. Espectrometria de masses.5.4. Mètodes reactius.5.5. Microscòpia electrònica.5.8. Ressonància magneticonuclear.5.6. Normes d'utilització i seguretat.5.7. Normes per al manteniment i la conservació.



��

��(VWUXFWXUD�G¶XQD�ILW[D�G¶DFWLYLWDWL’elaboració de les activitats s’ha de realitzar d’acord amb l’esquema següent:

��,GHQWLILFDGRU�GH�OD�ILW[D��7tWRO�GH�OD�ILW[DDenominació de l'activitat.

��8ELFDFLy�GH�OD�ILW[DCodificat així AC/C5/UD3/NA2/A1, significa:

ACC5UD3NA2A1

$nàlisi�i�&ontrol&rèdit �8nitat 'idàctica �1ucli d'$ctivitat �$ctivitat �

��'XUDGD�SUHYLVWDTemps previst per a la realització de l'activitat

��'HILQLFLy�GH�O¶DFWLYLWDW��,QWURGXFFLyDescripció de les característiques generals de l'activitat a desenvolupar.

��2EMHFWLXV�D�DVVROLU�DSOLFDWV�D�ODFWLYLWDW��&RQWLQJXWV�D�GHVHQYROXSDUAmpliació dels conceptes, procediments i actituds que cal detallar fins al nivellnecessari per desenvolupar l'activitat. En cas que a les diferents activitats d'unmateix nucli es treballin els mateixos continguts, n’hi haurà prou d’explicitar-los ala definició del nucli d'activitat, per tal d'evitar repeticions innecessàries.

��2UJDQLW]DGRUV�SUHYLVEnunciat detallat dels continguts annexos previs (anteriors immediats) que sónnecessaris per desenvolupar els continguts previstos en l'activitat.

��6HT�qQFLD�GH�ODFWLYLWDW��'HVHQYROXSDPHQW�L�PHWRGRORJLDRelació detallada de tots els continguts de les diferents situacionsd'aprenentatge, en el mateix ordre en què es desenvolupa al llarg de l'activitat, iacompanyades de la temporització corresponent.


��

3*J,WS

Activitats centrades en el professoratActivitats centrades en el grup classeActivitats en petit grupActivitats individualsÀrea/aula polivalent (teoria)Àrea especialitzada/laboratori, taller, informàtica, etc. (pràctiques)

0HWRGRORJLDIndicació de les possibilitats de treball (individual, grupal, centrat en elprofessorat, etc.), i la combinació de mètodes (analítics, sintètics, inductius,deductius, etc.) d'aplicació a cada una de les situacions d'aprenentatge a què esrefereix aquest apartat.

��([HUFLFL�V��UHVROW�V�Exemple(s) d'exercici(s) que haurà de resoldre l’alumnat.

��([HUFLFLV�SURSRVDWV�D�O¶DOXPQDW

��5HFXUVRV5.1. Recursos documentals i bibliogràfics.5.2. Equipament didàctic necessari per realitzar l'activitat.

��$YDOXDFLyCriteris, activitats i instruments d'avaluació, tant d'assoliment dels objectius com de laconducta esperada.


��

��$YDOXDFLy�GHO�FUqGLW�G¶$QjOLVL�TXtPLFD�LQVWUXPHQWDOPer a la valoració global del crèdit es tenen en compte de forma separada elscontinguts de fets, conceptes i sistemes conceptuals (C), els continguts deprocediments (P) i els continguts d'actituds (A).

La nota global (G) considerarà la participació d'aquests continguts en un 50%, 40% i10% respectivament. Per tant, suposats avaluats els diferents continguts sobre unaescala màxima de 10 punts, la nota de cadascun dels trimestres correspondrà a:

G = 0,5C + 0,4P + 0,1A

(C) $YDOXDFLy�UHIHULGD�DOV�FRQWLQJXWV�GH�IHWV��FRQFHSWHV�L�VLVWHPHV�FRQFHSWXDOVConsiderarà els següents criteris:- Conclusions i resultats inclosos en la llibreta del crèdit.- Qüestionaris realitzats dins i fora de l'horari escolar.- Prova final escrita de l'avaluació.

(P) $YDOXDFLy�UHIHULGD�DOV�FRQWLQJXWV�GH�SURFHGLPHQWVDins d'aquest apartat s'avaluarà:- Ordre, neteja, tractament de l’instrumental, l'aparellatge i les mostres.- Forma d’operar, habilitat, seqüència correcta dels passos a realitzar, exactitud i

precisió en els resultats obtinguts.- Llibretes de laboratori i del crèdit, fitxes i documentació, exercicis i gràfiques

realitzades.- Problemes realitzats dins i fora de l'horari escolar.- Verifica les dades obtingudes, els càlculs realitzats, els resultats i les conclusions

finals.- PNT i resultats obtinguts.

(A) $YDOXDFLy�UHIHULGD�DOV�FRQWLQJXWV�GDFWLWXGVEs realitzarà de forma individual incorporant la relació amb el grup de treball i amb elgrup classe. L'observació es farà a les aules i de forma continuada. Es pot emprar unaplantilla de seguiment on constin els següents criteris d'avaluació:- Col·laboració amb el/s company/s del grup de pràctiques, resta del grup i

professorat.- Manteniment de l'ordre i neteja en les activitats pròpies de les activitats. Emplena la

documentació amb pulcritud, evita les esmenes i les identifica quan es produeixen.- Grau d'autonomia i iniciativa personal en la manipulació de les mostres, aparellatge

i instruments.- Motivació per aprendre. Interès de realitzar una bona feina, portant el treball

preparat i ampliant-la de forma voluntària.- Grau d'atenció: aprofita el temps i no es distreu.- Comportament: té cura del material que utilitza; manté el respecte vers els

companys/companyes i professorat.- Assistència a classe- Puntualitat a l'entrada de classe i en el lliurament dels informes i treball sol·licitats.- Compliment de la normativa de funcionament del centre i les específiques referides

a seguretat, higiene i respecte mediambiental.


��

1RWD�ILQDO�GHO�FUqGLW�Valor mitjà ponderat de les tres avaluacions, d’acord amb les durades respectives.

Es considera aprovat aquell alumnat que superi els 5 punts.

5HFXSHUDFLRQV�Els/les alumnes que no superin el crèdit l’han de recuperar en la convocatòriaextraordinària. Realitzaran un examen teoricopràctic de les unitats didàctiques quetinguin suspeses, i obtindran la nota final del crèdit de la forma exposada per a laconvocatòria ordinària.

Cas que no superin el crèdit en la convocatòria extraordinària, restarà pendent.


��

3ULPHUD�SDUW�

$FWLYLWDWV


��

��,QWURGXFFLy�L�DUWLFXODFLy�GH�OD�SURSRVWDLes pràctiques de laboratori proposades estan pensades per ser utilitzades tant en elcicle d’Anàlisi i control de grau superior com en el de Laboratori de grau mitjà, tot i ques’haurien d’adaptar lleugerament.

A causa de la durada de les pràctiques d’anàlisi química instrumental, seria convenientdisposar de blocs horaris de dues hores seguides, repartint la càrrega lectiva de cinchores setmanals, tal com s’indicava anteriorment, com 1+2+2.

D’altra banda, atesa la impossibilitat de disposar de certs equipaments en nombresuficient per tal que tot el grup/classe pugui realitzar les pràctiques simultàniament i, amés, per utilitzar els equipaments d’una manera més racional, algunes d’aquestespràctiques s’han de plantejar de forma rotatòria.

En les pràctiques proposades s’intenta evitar l’ús de reactius amb una perillositatelevada. Quan sigui imprescindible utilitzar-ne algun és necessari buscar una solució ala gestió dels residus generats en el desenvolupament de l’activitat.

La realització de procediments normalitzats de calibratge, d’ús d’equips i de mètodesde treball es veu en altres crèdits, per bé que en aquest s’apliquen els procedimentsnormalitzats en la majoria de les pràctiques.

Es recomana que es demani a l’alumnat la realització d’un informe de laboratori, quees presentarà amb posterioritat a l'acabament de la pràctica realitzada. La missióprincipal és ordenar les observacions realitzades i comentar-ne i justificar-ne elsresultats obtinguts, d'una forma metòdica.

En l’informe de laboratori, per tant, cal incidir en els apartats següents:

'DGHV�H[SHULPHQWDOV, extretes de la pràctica, en què es recomana la utilització detaules per a la recollida de números i la inclusió de les observacions realitzades.

&jOFXOV� L� UHVXOWDWV, incloent-hi el tractament de les dades, en què s’ha d’insistir enl'ús dels factors de conversió i les unitats.

&RQFOXVLRQV, o discussió de la validesa i significació de les dades, amb comentaridels possibles errors metodològics.


��

��'HWHUPLQDFLy�GH�OHV�DFWLYLWDWV 1XFOL�G¶DFWLYLWDW

([SHULqQFLD Introducció a l’anàlisiinstrumental

• Introducció a l’anàlisi instrumental (1a part).• Introducció a l’anàlisi instrumental (2a part).

Instruments analítics: mètodesgràfics d’anàlisi

• Funcions i gràfiques.

Introducció general als mètodeselectroquímics instrumentals

• Electroquímica. Estudi de reaccions redox.• Estudi de la llei de Nernst.

Mètodes i tècniquespotenciomètriques

• Construcció d’un elèctrode de referència casolà.• Determinació de l’acidesa d’un vi amb valorador

automàtic.• Determinació del contingut d’àcid fosfòric en una beguda

de cola.• Determinació del contingut de vitamina C en comprimits.• Determinació de Ca2+ i F- en aigües mitjançant elèctrodes

selectius. Mètodes i tècniquesconductomètriques

• Estudi de valoracions conductomètriques.• Determinació conductomètrica d’àcid acetilsalicílic.• Determinació conductomètrica del producte de solubilitat

d’una substància poc soluble.• Valoracions conductomètriques de sistemes àcid/base.

Voltametries ielectrogravimetries

• Electrogravimetria d’una solució de coure (II).• Determinació d’oxigen dissolt amb un oxímetre.

Introducció general als mètodesòptics instrumentals Mètodes i tècniques noespectroscòpiques

• Determinació de sucres per polarimetria.• Determinació del grau alcohòlic per refractometria.• Estudi de compostos amb grups -CH2-per refractometria.• Determinació de sulfats per turbidimetria.

Mètodes i tècniquesespectroscòpiques

• Espectre d’absorció.• Determinació espectrofotomètrica de níquel (II).• Determinació espectrofotomètrica de ferro (II).• Determinació de quinina en una beguda de tònica.• Determinació de cafeïna en una beguda de cola.• Espectroscòpia d’IR: anàlisi qualitativa de compostos.

Introducció general als mètodescromatogràfics

Mètodes i tècniquescromatogràfiques

• Anàlisi de sucres per cromatografia de capa prima (CCP).• Determinació del límit de detecció d’un sucre per CCP.• Separació dels principis actius d’un analgèsic per CCP.• Propietats físiques d’una resina de bescanvi iònic.• Propietats químiques d’una resina de bescanvi iònic.• Separació de cations per cromatografia de bescanvi iònic.• Verificació d’una columna cromatogràfica.• Determinació de cafeïna en una beguda de cola.• Determinació del cabal òptim en una cromatografia de

gasos.


��

1XFOL�G¶DFWLYLWDW

([SHULqQFLD• Cromatografia de gasos quantitativa.

Mètodes especialitzats d’anàlisi • Espectrometria de masses i mètodes d’optimització.


��

��(VWUXFWXUDFLy�GH�O¶DFWLYLWDW L’elaboració de les experiències de laboratori s’ha realitzat d’acord amb l’esquemasegüent:

��2EMHFWLX�VEn aquest apartat s’indiquen els objectius didàctics que es pretenen assolir amb larealització de l’activitat en qüestió.

��)RQDPHQWDe forma resumida, s’indica el fonament teòric que permet entendre el procedimentexperimental i interpretar els resultats obtinguts en l’experiència.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXVEn dues llistes diferents, s’indiquen el material necessari per realitzar l’activitat i elsreactius que calen per dur-la a terme. En aquesta darrera llista s’indica, per a cadareactiu que s’utilitza, el nom, fórmula, concentració (en cas que es tracti d’unadissolució) i perillositat.

La perillositat s’expressa mitjançant les següents notacions, col·locades entreclaudàtors:

C Corrosiu

E Explosiu

F Inflamable

F+ Molt inflamable

N Perillós per al medi ambient

O Oxidant

T Tòxic

T+ Molt tòxic

Xi Irritant

Xn Nociu

Així mateix, en aquest apartat s’hi fan constar les possibles variacions en l’ús dereactius.

��3URFHGLPHQWS’hi indica el procediment experimental a seguir per realitzar l’experiència.S’ha buscat una presentació que, sense arribar a la complexitat dels procedimentsnormalitzats de treball, vol complir amb els apartats més necessaris per a la realitzacióde les experiències.

��5HVXOWDWVS’especifiquen les taules, els gràfics i els càlculs necessaris per tractar, de maneraadient, les dades obtingudes en el transcurs de la pràctica.


��

��4�HVWLRQVEs proposen algunes qüestions, de diferent nivell, relacionades amb l’experiència, quepermeten aprofundir en els continguts que poden assolir-se amb l’activitatexperimental.En principi estan pensades per a l’alumnat del cicle de grau superior d’Anàlisi i control,però simplificant-les es poden utilitzar amb l’alumnat del cicle de grau mitjà deLaboratori.

��%LEOLRJUDILDEn aquest apartat es fa constar la bibliografia necessària per ampliar els continguts iels objectius que es volen assolir amb l’experiència.S’indica, com recomanen les normes de documentació, primer, el nom dels autors,després el títol del recurs bibliogràfic, en cursiva, l’edició del recurs, és a dir, l'editorial,el número, lloc i any de l'edició, i finalment, les pàgines on es pot trobar la informaciónecessària.


��

��$FWLYLWDWV


��


8'��

$FWLYLWDW��,QWURGXFFLy�D�O¶DQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��D�SDUW��2EMHFWLXVAplicar les definicions corresponents a les escales de treball i al contingut relatiu decomponents en una mostra d’un reactiu químic.

��)RQDPHQWLa quantitat de mostra o porció que cal assajar (S) utilitzada en una anàlisi condiciona,en primer lloc, el mètode (SURFHGLPHQW� DQDOtWLF) a utilitzar. Així mateix el contingutrelatiu del constituent (C) és un altre factor important en l’elecció del mètode. Elsmètodes es poden classificar segons l’escala de treball, mitjançant una designacióbipartida:

Magnitud de la mostra (pes) – Contingut del constituent (%, ppm,...)

El coneixement d’aquestes dues variables permet fixar l’ordre de magnitud de laquantitat absoluta del constituent buscat (Q).

El contingut relatiu en què es troba un constituent a la mostra permet classificar-locom:

Constituent major 100 – 1 %Constituent menor 1 – 0,01 %Traça 10-2 – 10-4 % (100 – 1 ppm)Microtraça 10-4 – 10-7 %Nanotraça 10-7 – 10-10 %Picotraça 10-10 – 10-13 %

��0DWHULDOSal d’amoni de diferent grau de puresa o designació de qualitat. És aconsellableutilitzar nitrat amònic NH4NO3 [O].

��3URFHGLPHQWConsisteix en prendre els pots dels reactius indicats pel professorat instructor i anotaral quadern de laboratori el que indica l'etiqueta respecte de la seva composició.

��5HVXOWDWVS'indica el contingut relatiu (major, traces, etc.) dels components indicats:

Nom del reactiu: ______________________

8QLWDW�GLGjFWLFD��,QWURGXFFLy�DOV�PqWRGHV�LQVWUXPHQWDOV

8'��

Fórmula del reactiu: ______________________

&RPSRQHQW 3XUtVVLP 3HU�D�DQjOLVLCl-

SO42-

Fe

��4�HVWLRQV1. Esbrina entre quins valors es mourà la massa d'amoníac contingut en una mostra

del reactiu si treballem a escala submicro i el producte té la qualitat SXUtVVLP.

2. Es dissol 1,00 mg del reactiu per anàlisi en aigua i s'obté 50,0 mL de dissolució.Calcula la concentració de Fe a la dissolució expressada en ppm.

��%LEOLRJUDILD • Institut d’Estudis Catalans, &RPSHQGL� GH� QRPHQFODWXUD� GH� TXtPLFD� DQDOtWLFD,

Monografies de la Secció de Ciències, 4, Institut d’Estudis Catalans, Barcelona,1987.


8'��

$FWLYLWDW��,QWURGXFFLy�D�O¶DQjOLVL�LQVWUXPHQWDO��D�SDUW��2EMHFWLXVAquesta pràctica, al mateix temps que inicia l’alumnat en l'espectrofotometria, permettrobar l’interval de treball espectrofotomètric d'una dissolució acolorida d'una salinorgànica.

��)RQDPHQWUna dissolució d’un analit capaç d’absorbir radiació electromagnètica, a una longitudd’ona determinada, presenta dos límits de treball instrumental o espectrofotomètric. Ellímit inferior és aquella concentració de l’analit que produeix una transmitància igual osuperior al 85 % i el límit superior és aquella concentració de l’analit que produeix unatransmitància igual o inferior al 25 %.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Espectrofotòmetre visible - Nitrat de cobalt (II), Co(NO3)2·6H2O [Xn]- Cubetes per a la regió visible - Aigua destil·lada- Pipeta graduada de 25 mL- Matrassos aforats de 10 mL i 100 mL

��3URFHGLPHQW1. El/la professor/a instructor/a prepara una dissolució mare 1,00 M de nitrat de cobalt

(II).2. Posa en funcionament l'espectrofotòmetre i l'ajusta a la longitud d'ona de 510 nm.3. Prepara, amb l'exactitud demanada, dissolucions diluïdes de concentració

compresa entre 0,80 M i 0,01 M (una per grup de pràctiques).4. A la longitud d’ona indicada, llegeix la transmitància de les diferents dissolucions en

front d'un blanc d'aigua destil·lada.5. Anota el color i la tonalitat i transparència de cada dissolució.6. Calcula l'absorbància de cada dissolució ( A = - log T)7. Anota els resultats en forma de taula.8. Representa gràficament la transmitància d'acord amb la concentració molar, en

paper mil·limetrat, i traça la corba que s’ajusti millor a les dades experimentals. Potser d’utilitat la utilització de les plantilles de corbes, d’una corba flexible o d’algunsoftware apropiat.

9. Mitjançant el gràfic obtingut, identifica els límits de treball inferior i superior.

��5HVXOWDWV

Omple la taula següent segons les mesures realitzades per cada grup d’alumnes:

&R�12 � � �λ =


8'��

'LOXFLy�GH�ODGLVVROXFLy�PDUH 0RODULWDW

(VWDWGLVVROXFLy 7�� $�� &RORU

Límit superior: __________

Límit inferior: __________

��4�HVWLRQV1. Quina variació hi hauria en la representació gràfica T = f(c), si la concentració

s'expressés en ppm de Co?

2. Si en aquesta pràctica s’utilitza una sal inorgànica, com el FeCl3, que dónadissolucions de color groc, quin efecte produirà en el color observat a diferentsconcentracions?

��%LEOLRJUDILD• Brown, G.H i Sallee, E.M., 4XtPLFD�&XDQWLWDWLYD, Editorial Reverté S.A., Barcelona,

1967.


8'��

$FWLYLWDW��)XQFLRQV�L�JUjILTXHV��2EMHFWLXV En aquesta pràctica es pretén que l'alumne/a pugui obtenir l'equació, la bondat i larepresentació gràfica d'aquesta funció, mitjançant el conjunt de valors empírics de dosmagnituds que estan relacionades per alguna funció.

��)RQDPHQWA l’activitat 2 cada grup d’alumnes ha determinat l’absorbància d'una dissolució denitrat de cobalt (II) recent i de concentració coneguda. Es tenen, doncs, tantes parellesde valors concentració/absorbància com grups d'alumnes.Es podrà fer la regressió, en aquest cas lineal, entre la concentració (variableindependent) i l’absorbància (variable depenent), amb l'ajut del programa subministratpel professor/a, que permetrà trobar la millor equació, el coeficient de correlació iveure la representació gràfica de la funció A = f(c).

��0DWHULDOAquesta pràctica es realitzarà amb un PC compatible (amb qualsevol versió de MS-DOS) i amb l'ajut del software TIDQ que permet fer regressions lineals per mínimsquadrats i ulteriors representacions gràfiques.Alternativament es poden utilitzar altres aplicacions com: Excel (PC i Mac), Lotus123

o Minitab.

��3URFHGLPHQW1. Connecta l'ordinador, el monitor i la impressora (si s’utilitza).

2. Introdueix el disc del programa en la boca corresponent (per exemple, la A) i crida'lamb el teclat

C:\>A:

3. Crida la utilitat GRAPHICS i carrega el programa A:\> GRAPHICS A:\> CARREGA

4. Selecciona l'opció OPCIÓ: 2

5. Tria el tipus de regressió: OPCIÓ: 1 (si és lineal)


8'��

6. Omple les preguntes de la següent pantalla: Nombre de dades a introduir-hi: En quines unitats estan expressades les dades X: En quines unitats estan expressades les dades Y: Nombre de xifres significatives de les dades X: Nombre de xifres significatives de les dades Y:

On hagis d'entrar dades numèriques, només podràs posar-hi números i no cap altrecaràcter. Les xifres decimals faran servir el punt decimal o també com a potènciesde 10, amb el número, la lletra D i el valor de l'exponent amb el signe corresponent.On hagis d'entrar lletres pots posar qualsevol caràcter, excepte els gràfics.Si entres una dada errònia la podràs corregir amb la tecla de retrocés.Si et demanen distintes dades en una pantalla podràs passar d'un lloc a un altreretrocedint, prement la tecla de pujar el cursor.

7. Un cop hagis contestat les preguntes, el programa et començarà a demanar lesdades: primer la “x”; després la “y” corresponent.

8. Quan hagis introduït totes les dades, el programa calcularà la millor recta i elcoeficient de correlació lineal.

9. Si vols veure la taula de dades has de prémer f3.

10. Si vols veure la gràfica, ho faràs amb f2. En aquest últim cas, et demanaran unsparàmetres que tenen a veure amb les escales dels eixos.Escala (1-5) < 1 > :Coordenada X * o / per:Coordenada Y * o / per:

* o / significa multiplicada o dividida, i es passa de l'una a l'altra premen f2. D'aquesta forma es podrà canviar la representació a una forma millor. Si no posescap valor en les tres preguntes anteriors, pots prémer f1 i sortirà la gràficadirectament, amb els valors 1 en cadascun dels apartats.Existeix la possibilitat de veure els punts experimentals, en forma de creu. Perutilitzar-la, cal prémer f2.

11. Podràs imprimir la gràfica prement Impr Pant.

12. En acabar, sortiràs prement f1 i Esc.

�� 5HVXOWDWVDissolució = __________

Temperatura = __________


8'��

&��PRO�/� $

Ordenada origen = __________

Pendent = __________

Coeficient r = __________

Equació = __________

Ara cal representar la funció lineal A = f(c) que hem obtingut abans, en un papermil·limetrat, d'acord amb les normes de correcta representació gràfica.

��4�HVWLRQV1. Quin hauria de ser el valor de l'ordenada en origen? Per què? Calcula l'error relatiu

d'aquest paràmetre en la teva recta d'ajust.

2. D'acord amb la teva recta, calcula el valor de l’absorbància d'una dissolució deconcentració 0,100 mol/L. Compara el valor calculat amb l'obtingutexperimentalment i fes-ne un comentari.

�� %LEOLRJUDILD• Villalobos, M. i Pacheco, A., 7,'4�7UDFWDPHQW� LQIRUPjWLF�GH� OHV�GDGHV�TXtPLTXHV,

CDET, Àrea de Química, Barcelona, 1989.


8'��


8'��

$FWLYLWDW��(OHFWURTXtPLFD��(VWXGL�GH�UHDFFLRQV�UHGR[��2EMHFWLXVObservar diferents reaccions redox en via humida i seca, intentant descriure i justificarles transformacions verificades, a partir de la taula normal de potencials de reducció.

Construir una pila electroquímica senzilla, registrant-ne els paràmetres característics alllarg d’un temps (potencial, intensitat) amb l’ajut d’un tèster.

Identificar els diferents elèctrodes i les polaritats corresponents en una pila comercial, apartir de reaccions característiques.

Descriure un procés electrolític.

��)RQDPHQWLa taula de potencials normals de reducció permet la interpretació dels fenòmensobservats durant l’evolució d’una reacció redox, tot i assumint la diferència entre elnostre sistema real i el model teòric de referència. Per observació de la taula anterior éspossible preveure si un determinat sistema evolucionarà de forma espontània o no iatorgar un valor del potencial electroquímic i una estimació de la constant d’equilibri de lareacció en estudi.

L’interès del coneixement d’aquestes reaccions és múltiple. D’una banda permet eldisseny de sistemes satisfactoris en vistes al aprofitament energètic per part de sistemesque evolucionen espontàniament, proporcionant a partir del potencial elèctric generat, lapossibilitat de construir diferents piles i bateries. D’altra, és possible l’obtenció deproductes d’una forma senzilla en sistemes fàcilment controlables.

En el cas de les transformacions efectuades amb l’ajut de piles, per poder realitzar unacorrecta descripció dels fenòmens, durant l’estudi, caldrà tenir presents els criterisd’assignació quant a polaritat i assignació dels elèctrodes. Recordem que, per definició,anomenarem FjWRGH a l’elèctrode que suporta la reacció de reducció sobre la sevasuperfície i, d’igual forma, jQRGH al que permet la reacció d’oxidació. Un segon criteri téen compte si un elèctrode és generador o consumidor de càrrega elèctrica: es consideraque té polaritat negativa si actua com una font d’electrons (hi surten) o polaritat positivaal contrari (hi són consumits). Hi ha una certa confusió, quant a l’assignació de polaritatsa aquests elèctrodes. La polaritat (positiva o negativa) d’aquests depèn del caràcterespontani o forçat del sistema. Així, en un sistema que evolucioni espontàniament(producció d’electricitat) el càtode té polaritat positiva. Contràriament, en un sistemaforçat (on té lloc una reacció mitjançant el consum d’electricitat) la polaritat del càtode ésnegativa. Aquest criteri servirà per realitzar els muntatges convenients i poder descriureels fenòmens que poden tenir lloc en cada elèctrode (habitualment, despreniment degasos o formació de dipòsits).

8QLWDW�GLGjFWLFD��0qWRGHV�HOHFWURTXtPLFV

8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- barres de grafit (poden ser de piles) - cinta de Mg polida- bec Bunsen - claus de Fe- cotó fluix - placa de Zn (o un cargol galvanitzat)- cristal·litzador - granalla de Zn- fil de coure - granalla de Sn- pila alcalina de 9 V - tros de coure- paper assecant - sulfat de coure (II) [Xn]- pinces de cocodril - clorur de sodi 2,5 % p/v- pinces i suports - sulfat de zenc 0,5 % p/v- Tèster - nitrat de plata 1% p/v- tubs d’assaig - nitrat de mercuri (II) 1% p/v [T]- vidre de rellotge - fenolftaleïna en etanol 0,5% p/v [F]

- ferrocianur de potassi 10 % p/v- iodur de potassi 0,5 M- àcid sulfúric concentrat [C]

��3URFHGLPHQW3ULPHUD�SDUW��&DUjFWHU�R[LGDQW�UHGXFWRU�GHOV�PHWDOOV1. Acosta un tros de cinta de Mg lluent a la flama. Fes el mateix amb un clau de Fe.

2. Col·loca en diferents tubs d'assaig:Tub 1: un clau de Fe dins una solució de Cu (II)Tub 2: una mica de granalla de Zn dins una solució de Cu (II)Tub 3: un tros de Cu dins una dissolució d'Ag (I)Tub 4: una mica de granalla de Sn dins una solució de Na (I)Tub 5: un tros de Cu dins una solució de Hg (II)

6HJRQD�SDUW��&RQVWUXFFLy�GXQD�SLOD1. Subjecta un tub d'assaig en posició vertical. Introdueix-hi un fil de Cu fins al fons, de

manera que es pugui connectar exteriorment. Afegeix-hi uns mL de solució de Cu (II)de forma que s’asseguri el contacte amb el fil anterior pel fons del tub d’assaig.

2. Introdueix cotó fluix just per sobre de la solució anterior, de forma que no hi quedinbombolles d’aire.

3. Introdueix la solució de Zn (II) amb cura, per tal que no es barregi amb la de Cu (II)del fons del tub. Introdueix-hi l'elèctrode de Zn (placa o cargol) fins que tinguicontacte amb la solució superior.

4. Connecta els elèctrodes de Cu i Zn al tèster de forma convenient. Mesura elpotencial i la intensitat entre els elèctrodes de la pila. Fes mesures discontínuesdurant uns 15 minuts.


8'��

7HUFHUD�SDUW��,GHQWLILFDFLy�GH�OD�SRODULWDW�GHOV�HOqFWURGHV1. Munta un senzill circuit conductor amb una pila i un cable. Sobre aquest muntatge

interposa-hi una solució salina de NaCl que conté ferrocianur de potassi ifenolftaleïna, damunt de paper assecant retingut en un vidre de rellotge. Empra clausde ferro com a elèctrodes.

4XDUWD�SDUW��(OHFWUzOLVL�GXQD�VROXFLy�GH�.,1. Omple una tercera part d’un cristal·litzador amb aigua destil·lada. Sobre aquest,

omple un tub d’assaig a vessar amb aigua destil·lada i tapa’l perfectament amb l’ajutde l’índex. Introdueix-lo dins del cristal·litzador de forma que, en treure el dit del’aigua del cristal·litzador, no restin bombolles d’aire dins del tub. Amb cura, introdueixper sota del tub una barra de grafit connectada amb un fil de coure, que sigui proullarg com per facilitar les connexions elèctriques a l’exterior. Amb un suport i pinces,mantén el tub en posició vertical, recolzat sobre el fons del cristal·litzador. Repeteix elmateix procediment amb l’altre tub d’assaig. Els dos tubs hauran de restar propersper minimitzar la resistència elèctrica de la cel·la.

2. Afegeix solució de KI. Fixa't en les connexions efectuades i assegura't de la polaritatde cada elèctrode. Tanca el circuit i fes l'electròlisi d'una solució de KI. Una vegadacomençada la reacció, afegeix-hi unes gotes d'àcid sulfúric concentrat i observa comla modifica.

��5HVXOWDWV

- �


8'��

��4�HVWLRQV3ULPHUD�SDUW��&DUjFWHU�R[LGDQW�UHGXFWRU�GHOV�PHWDOOV1. Quin metall s'oxida amb més dificultat?2. Quin metall és més reductor?3. Ajusta les possibles reaccions que es produeixen.4. Descriu els fenòmens observats i justifica les reaccions a partir dels valors dels

potencials normals de reducció.

6HJRQD�SDUW��&RQVWUXFFLy�GXQD�SLOD1. Compara el potencial mesurat amb el teòric previsible, a la temperatura i

concentracions de treball.2. Enregistra les variables mesurades al llarg del temps d’estudi.

7HUFHUD�SDUW��,GHQWLILFDFLy�GH�OD�SRODULWDW�GHOV�HOqFWURGHV1. Descriu els fenòmens observats i identifica les reaccions que es realitzen tant a

l'ànode com al càtode.2. Quin tipus de cel·la és l'anterior?3. Quina polaritat tenen els diferents elèctrodes?

4XDUWD�SDUW��(OHFWUzOLVL�GXQD�VROXFLy�GH�.,1. Descriu els fenòmens que tenen lloc en els diferents elèctrodes.2. Fes una hipòtesi sobre les reaccions que s'han realitzat.3. Com afecta l'addició d'àcid?

��%LEOLRJUDILD• Harris, D. C. $QiOLVLV�4XtPLFR�&XDQWLWDWLYR. Grupo Editorial Iberoamericana, Mèxic,

1992.• Ramette, R. (TXLOLEULR�\�DQiOLVLV�TXtPLFR. Fondo Educativo Interamericano, U.S.A.,

1983.• Skoog, D. A.; Holler, F.J.; Nieman, T.A. 3ULQFLSLRV�GH�$QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO. 5ª Ed.

McGraw-Hill, Madrid, 2001.


8'��

$FWLYLWDW��(VWXGL�GH�OD�OOHL�GH�1HUQVW��2EMHFWLXVRealitzar mesures de potencial en sistemes redox, amb l’ajut d’un elèctrode combinat dePt.

Fer un tractament de dades experimentals, a partir de la representació adequada de lesdades i el corresponent càlcul de l’equació d’ajust per mínims quadrats.

Establir el compliment de l’equació de Nernst aplicada al sistema Fe3+ Å Fe2+.

��)RQDPHQWL’equació de Nernst preveu la descripció d’un sistema redox tenint en compte lesvariables reals del sistema. Una descripció rigorosa implicaria no solament ladeterminació de la temperatura del sistema, sinó també de l’activitat (o pressionsparcials, si escau) de les espècies electroactives. A causa de la dificultat de determinarexactament alguns d’aquests paràmetres, habitualment s’empra l’equació de Nernst pertal de determinar o confirmar les tendències a la reacció de les substàncies presents.

(��SRWHQFLDO��UHGR[�H[SHULPHQWDO��( � ��SRWHQFLDO�UHGR[�HVWjQGDUG>5HG@��FRQFHQWUDFLy�PRODU�GH�OD�IRUPD�UHGXwGD�>2[@��FRQFHQWUDFLy�PRODU�GH�OD�IRUPD�R[LGDGD)��FRQVWDQW�GH�)DUDGD\La llei de Nernst, aplicada a un sistema senzill com la reducció del Fe3+ a Fe2+, potverificar-se mesurant el potencial experimental de diversos medis que contenenquantitats variables i perfectament conegudes de les espècies Fe3+ i Fe2+. En aquestcas, caldrà mantenir les solucions en un medi suficientment àcid, per tal de minimitzarla hidròlisi dels cations i fixar el valor de la força iònica de les solucions. Així,s’igualaran els corresponents coeficients d’activitat i es facilitarà tant el treballexperimental en poder substituir les activitats corresponents per concentracions(magnitud més fàcilment manipulable des d’un punt de vista experimental), com eltractament de les dades posterior.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Balança analítica (± 0,0001 g) - Sulfat d’amoni i ferro (II)- Vasos de precipitats de 250 mL - Sulfat d’amoni i ferro (III)- Matrassos aforats de 100 mL - Àcid sulfúric 1 M [C]- Pipeta aforada de 10 mL- Buretes de 25 mL- Suports i pinces per a buretes- Tubs d’assaig que permetin l’entrada de

l’elèctrode- Gradeta- Retolador per a vidre

[ ][ ]2[

GQ)57(( Re

log0 −=


8'��

- Elèctrode combinat de Pt- Potenciòmetre- Paper assecant- Flascó d’aigua destil·lada- Recipient de residus (p.e. vas pptat 250 mL)

��3URFHGLPHQW1. Calcula els grams necessaris que hauràs de pesar per preparar 100 mL de solucions

0,1 M, tant de sulfat d’amoni i ferro (II) com de ferro (III). Tingues en compte lacomposició i puresa del reactiu de què es parteix.

2. Pesa i dissol el sulfat d’amoni i ferro (II) en uns 50 mL d’aigua. En un altre vas deprecipitats, fes el mateix amb el sulfat d’amoni i ferro (III).

3. Aboca les solucions anteriors a matrassos aforats (retolats convenientment) de 100mL i renta els vasos de precipitats per fer la transferència quantitativa. Afegeix a cadaaforat 10 mL d’àcid sulfúric 1 M. Homogeneïtza i afora a 100 mL. Cadascuna de lessolucions tindrà una concentració en àcid sulfúric de 0,1 mol/L.

4. Munta les dues buretes. A la bureta núm.1 posa-hi la solució de Fe (II) i a la núm. 2la solució de Fe (III).

5. Retola 7 tubs d’assaig (de l’1 al 7) i posa-hi els volums indicats en la taula següent,homogeneïtzant-los adequadament en finalitzar les addicions.

7XE�Q~P� P/�VROXFLy�)H��,,� P/�VROXFLy�)H��,,,�1 5 0,52 5 13 5 34 5 55 3 56 1 57 0,5 5

6. Prepara la taula indicada al punt 10 per facilitar la presa de mesures i el tractamentposterior de les dades.

7. Neteja exteriorment l’elèctrode combinat de platí; empra aigua destil·lada lliurada araig des del flascó rentador. Utilitza un vas de residus per recollir el líquid de rentat.Asseca l’elèctrode absorbint les gotes d'aigua per contacte amb un paper suau,sense moviment. Comprova que el nivell i el tipus de solució interna de referència(KCl) són els adequats.

8. Connecta el potenciòmetre, amb l'elèctrode combinat de platí incorporat. Assegura'tque el potenciòmetre dóna les lectures en mV. Recorda que els potencialsexperimentals que es registraran seran els relatius al sistema intern de referència del’elèctrode. No cal intentar un calibratge.

9. Introdueix l’elèctrode dins del tub núm.1. La lectura haurà de ser estable en pocssegons. Anota el valor resultant en la taula preparada. Treu l’elèctrode del tub núm.


8'��

1. Neteja’l amb aigua destil·lada a raig. Asseca’l. Fes el mateix amb totes les altressolucions contingudes en els tubs.

10. Tractament de les dades. Emplena la següent taula:

6ROXFLy (��P9� >)H � @�>)H � @ ORJ��>)H � @�>)H � @�1234567

11. Representa gràficament el potencial (eix Y) YV log([Fe2+]/[Fe3+]) (eix X). Has d'obteniruna recta de pendent negatiu. Si qualsevol punt fos dubtós o tens possibilitat demillorar la recta, fes noves lectures. Fes la regressió (mínims quadrats) de l'equacióanterior.

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Expressa els càlculs de preparació de totes les dissolucions emprades.

2. Quines conclusions es poden treure de la relació entre el potencial de l'elèctrode ila concentració dels ions?

3. Quina seria l’expressió teòrica de l’equació de Nernst aplicada al sistema en estudi?

4. A partir del tractament de les dades anteriors, pots afirmar que el sistema redoxFe(III) / Fe(II) compleix el model de Nernst?

5. Com modificaries el disseny experimental per tal d'obtenir millor concordançarespecte al model teòric de Nernst?

�� %LEOLRJUDILD• Harris, D. C. $QiOLVLV�4XtPLFR�&XDQWLWDWLYR. Grupo Editorial Iberoamericana, Mèxic,

1992.• Ramette, R. (TXLOLEULR�\�DQiOLVLV�TXtPLFR. Fondo Educativo Interamericano, U.S.A.,

1983.• Skoog, D. A.; Holler, F.J.; Nieman, T. A. 3ULQFLSLRV�GH�$QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO. 5ª Ed.



8'��

$FWLYLWDW��&RQVWUXFFLy�G¶XQ�HOqFWURGH�GH�UHIHUqQFLD�FDVROj��2EMHFWLXVComprendre el mecanisme de funcionament d’un elèctrode de referència i la funciócorresponent durant la mesura potenciomètrica.

Muntar un elèctrode de referència de baix cost i fàcil manteniment, basat en el parellredox Cu2+/Cu0, a partir de materials fàcilment assequibles.

��)RQDPHQWPer poder realitzar mesures potenciomètriques en solucions en què hi ha algun analitd’interès, cal disposar d’un sistema de mesura constituït per tres elements bàsics:- Un potenciòmetre (anomenat habitualment pH-metre quan empra específicament

l’elèctrode de vidre selectiu a H+ i treballa en mode de lectura de pH).- Un elèctrode LQGLFDGRU, selectiu a l’espècie d’interès o a alguna que hi interaccioni,

que proporcioni un valor de potencial variable amb la seva activitat i, finalment,- Un elèctrode de UHIHUqQFLD, que ha de mantenir un potencial constant durant la

mesura.

Es necessiten, per tant, dos elèctrodes per poder efectuar la mesura. Si ambdós estanintegrats en un sol cos, l’elèctrode resultant s’anomena FRPELQDW. Al mercat, és habitualtrobar elèctrodes combinats de vidre (per a pH), redox inerts (de platí) o metàl·lics (deplata).

Els manuals de química analítica descriuen amb extensió els dos sistemes de referènciaemprats més àmpliament: els corresponents a l’elèctrode de calomelans (de fet basat enel parell Hg2

2+/Hg), ara en regressió, i de plata/clorur de plata (basat en la reducció deAg(+)Cl a Ag0). L’experiència docent ens mostra que de vegades no és prou entès eldisseny d’aquests elèctrodes, el funcionament i la missió dels diversos elements. En elnostre cas, el sistema de referència està controlat per la reacció:

Cu2+ + 2e- →Cu0

Aplicant l’equació de Nernst a l’equilibri anterior,

E = constant + (s/2) log [Cu2+]

on (s/2) és la sensibilitat del dispositiu, constant a una determinada temperatura. Enteoria, i en condicions habituals, la sensibilitat té un valor d'uns 30 mV/pCu2+. (on pCu2+

equival a –log[Cu2+]).

Veiem, per tant, que el potencial lliurat per aquest sistema depèn únicament de laconcentració d’ió Cu (II).

L’elèctrode mostrat a continuació ha estat emprat àmpliament i amb èxit en els treballspràctics d’Anàlisi Instrumental, corresponents al CFGS d’Anàlisi i Control.


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- 1 bolígraf BIC® punta normal - 25 mL solució CuSO4 0,1 M aprox.- fil gruixut de Cu- 1 escuradents rodó- soldador i fil d’estany- cable elèctric- 1 connector senzill tipus banana- 1 xeringa- paper de vidre de gra fi (polir)- 1 xinxeta- cúter- adhesiu de plàstics, tipus Araldit ®

��3URFHGLPHQW1. Prepara una solució aproximadament 0,1 M de sulfat de coure.

2. Treu la capa protectora d’un fil de coure gruixut d’uns 12 cm de llargada. Poleix-lo perassegurar que la superfície és de coure brillant (de vegades vénen protegits percapes no conductores).

3. Solda aquest fil amb fil d’estany, amb un cable elèctric protegit.

4. Insereix un connector tipus banana (són els habituals en les entrades dels elèctrodesde referència als potenciòmetres) a l’extrem d'aquest cable soldat.

5. Forada el tap del tub del bolígraf amb una xinxeta (o amb una agulla gruixuda).

6. Insereix un escuradents pel forat anterior, uns 5 mm, a pressió, que farà de pont salí,mantenint un perfecte contacte elèctric entre la solució de l’elèctrode de referència ila solució a mesurar. Aquest pont salí permet un flux reduït i evita, alhora, que esbarregin les dues solucions. Talla exteriorment, amb un cúter, l’excés d’escuradentsal nivell del tap.

7. Introdueix el fil de coure polit dins el cos del bolígraf. Segella i assegura el fil ambl’adhesiu.

8. Introdueix-hi la solució de coure (II) amb una xeringa, fent ús del foradet queincorpora el cos del bolígraf (situat sobre la meitat del tub), fins a 1 cm per sotad’aquest forat.


8'��

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Expressa el càlcul corresponent a la preparació de la dissolució emprada.

2. Actualment, la major part de les empreses subministradores d’elèctrodes recomanencom a sistema de referència el corresponent a AgCl/Ag, en comptes del decalomelans. Dóna algunes raons a favor d’aquesta elecció.

3. En quins sistemes químics no podria ser recomanable la utilització d’aquestelèctrode?

4. Sabries dissenyar altres sistemes de referència a partir de materials fàcilmentassequibles?

5. Com podríem constatar la fidelitat d’aquest sistema de referència?

Connexió al potenciòmetre

Soldadura

Fil de coure

Escuradents (pont salí)

Solució interna de referènciaCuSO4 0,1 M

Cos bolígraf “%,&´


8'��

�� %LEOLRJUDILD• Harris, D. C. $QiOLVLV�4XtPLFR�&XDQWLWDWLYR. Grupo Editorial Iberoamérica. Mèxic,

1992 (informació sobre els sistemes potenciomètrics i els elèctrodes).• Ramette, R. W. (TXLOLEULR� \� $QiOLVLV� 4XtPLFR. Fondo educativo Interamericano,

Estats Units, 1983 (es descriuen uns altres elèctrodes de referència casolans).


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�GH� O¶DFLGHVD�G¶XQ�YL�DPE�YDORUDGRUDXWRPjWLF��2EMHFWLXVDeterminar l'acidesa total d'una mostra de vi negre, expressada com a g/L d'àcidtartàric, mitjançant una valoració potenciomètrica àcid/base.

Obtenir la corba de valoració amb un valorador automàtic i anàlisi de les dadesobtingudes.

��)RQDPHQWEntre els diversos components del vi, s'ha de citar la presència dels àcids, componentsnecessaris per fer la beguda agradable al paladar i també per a una millorconservació.

En els vins blancs catalans ben constituïts, es considera que l'acidesa no ha de serinferior a 4 o 5 g/L, calculada com H2SO4; els vins negres tenen valors més baixos ipot estar compresa entre 3 i 4,5 g/L.

Entre els principals àcids que componen el vi, el que hi té una proporció més gran ésl'àcid tartàric. Hi ha, a més a més, petites quantitats d'altres àcids com màlic, cítric,succínic i acètic. Determinar-ne la concentració de cadascun és massa complicat iinnecessari per a les anàlisis de rutina (encara que pot interessar en treballs derecerca); per això, s'empra el concepte d'acidesa total expressada com a àcid tartàric,en g/L.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- kitasato d’1L- equip de filtració al buit- pipeta de 10 mL- vas de precipitats de 100 mL- imant- pH-metre- elèctrode de vidre- bureta de 10 mL

- vi negre (100 mL)- hidròxid de sodi, NaOH, 0,1 M


8'��

��3URFHGLPHQWAquesta determinació pot realitzar-se de dues formes diferents:- de forma automàtica, utilitzant el valorador automàtic, enregistrant la corba de

valoració.- de forma manual, recollint suficients dades de pH/mL base que permetin disposar

de la corba de valoració amb informació anterior i posterior al punt d'equivalència.

1. Filtra uns 100 mL de vi negre, al buit, en un kitasato d'un litre de capacitat.Connecta el buit i agita'l, simultàniament. Observaràs immediatament eldespreniment de CO2. Observa el moment en què deixen de desprendre's lesbombolles i desconnecta el buit.

2. Posa 10 mL de la mostra desgasificada en un vas de precipitats petit. Afegeix-hi unimant i col·loca-hi un elèctrode combinat connectat a un pH-metre. EmprantNaOH0,1 mol/L realitza'n una primera valoració amb agitació.

3. Enregistra les dades i recalcula, si cal, el volum de mostra a prendre per tal de tenirun consum d'una mitja bureta (el volum de vi ha de correspondre al lliurat per unapipeta). Així, disposaràs d'informació abans i després del punt d'equivalència.

4. Repeteix el procés fins obtenir tres valoracions vàlides. Calcula per mètodes gràficso bé a partir de les dades subministrades pel valorador automàtic, els respectiuspunts d'equivalència i, a partir d'aquests punts, els corresponents valors d'acidesatotal.

5. Expressa el resultat final, amb el corresponent interval de confiança (95%) i elnombre adequat de xifres significatives.

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Escriu les fórmules estructurals dels àcids tartàric, màlic, cítric, succínic i acètic.

2. Per què és necessari eliminar prèviament el CO2 de la mostra?

3. Escriu la reacció que té lloc entre la sosa i l'àcid tartàric. Quin valor té l'equivalent-gde l'àcid?


8'��

��%LEOLRJUDILD• Cozzi, R.; Protti, P.; Ruaro, T. $QDOLVL� &KLPLFD� 0RGHUQL� 0HWRGL� 6WUXPHQWDOL.

(VSHULHQ]H�GL�ODERUDWRULR. ESU, Milano, 1987.• Skoog, D. A.; Holler, F.J.; Nieman, T. A. 3ULQFLSLRV�GH�$QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO. 5ª Ed.

McGraw-Hill, Madrid, 2001.• Harris, D. C. $QiOLVLV�4XtPLFR�&XDQWLWDWLYR. Grupo Editorial Iberoamericana, Mèxic,

1992.


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�GHO�FRQWLQJXW�G¶jFLG�IRVIzULF�HQ�XQDEHJXGD�GH�FROD��2EMHFWLXVDeterminar el contingut en àcid fosfòric en refrescos de cola, a partir d’una valoraciópotenciomètrica àcid/base.Aplicar el mètode de la segona derivada a les dades corresponents a la corba devaloració per tal de localitzar el punt d’equivalència corresponent.

��)RQDPHQWEn aquesta experiència es determina el contingut d'àcid fosfòric en les begudes decola, mitjançant una valoració àcid/base de la mostra problema amb NaOH. La reaccióse segueix potenciomètricament amb un elèctrode combinat de vidre (pH).

Les reaccions en què es basa la valoració són les següents:

H3PO4 + OH- = H2PO4-

H2PO4- + OH- = HPO4

2- + H2O

Malgrat que l'àcid fosfòric és tripròtic, amb K1 = 1,1 E-02, K2 = 7,5 E-08 i K3 = 5,0 E-13,només veurem els dos primers salts inicials, atès que la constant de dissociaciócorresponent al tercer protó és molt baixa. Així, en la valoració d'àcid fosfòric amb unabase forta s'obté una corba del tipus:

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20 25 30

9�1D2+��P/�

S+


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Vas de precipitats de 250 mL- Imant- Agitador magnètic amb escalfament- Pipeta de 25 mL- Vas de precipitats de 100 mL- pH-metre- Elèctrode de vidre- Bureta de 10 mL

- Llauna de refresc de cola- Aigua destil·lada- Hidròxid de sodi, NaOH, 0,02 M

��3URFHGLPHQWEl fet que la mostra porti gas dificulta la representativitat del volum a analitzar. És peraixò que els resultats es referiran a la mostra desgasificada.

1. Buida el contingut de mitja llauna d'un refresc de cola en un vas de precipitatsadequat i desgasifica-la amb agitació magnètica i escalfament suau. La mostra noha d'arribar a bullir, ja que hi hauria una concentració en el contingut d'àcid perpèrdua d'aigua.

2. En cas d'efectuar, posteriorment a la valoració, algun tractament específic de lesdades potenciomètriques que s'adquiriran, realitza el calibratge del sistema demesura segons el procediment específic del potenciòmetre seleccionat. Si no ésaixí, no és necessari realitzar el calibratge.

3. Agafa 25 mL de la mostra preparada, amb pipeta. Aboca-la a un vas de precipitatsde 100 mL i introdueix-hi un nucli d'agitació magnètic. Col·loca-hi l'elèctrodecombinat de vidre, de forma que la membrana quedi prou submergida i afegeix-hi,si cal, una mica d'aigua destil·lada per assegurar-ho. Comprova que l'imant no tocal'elèctrode durant el moviment.

4. Es realitzarà l’assaig per triplicat. Amb la primera valoració se situaràaproximadament l'interval de volum corresponent al primer salt. Les altresvaloracions hauran de permetre definir-lo amb més precisió, fent addicions devolum molt reduïdes i constants en aquest interval.

5. Primera valoració: afegeix NaOH 0,02 mol/L, prèviament normalitzat, i vés anotantels corresponents valors de volum afegit (mL) / pH. Acaba la valoració en arribar aun pH proper a 10. Prop dels salts de pH en la corba de valoració, caldria anar fentaddicions cada vegada més petites del reactiu valorant, per tal de definir millor elsalt. Representa'n aproximadament les dades i determina'n l’interval (uns 2 mL)dins del qual se situa el primer salt.

6. Següents: Fes dos o tres addicions abans de situar-te en el límit inferior del’interval que has definit, per tal de comprovar el bon funcionament de la valoració.A partir d’aquest punt, fes increments de dues gotes en dues gotes, anotant elscorresponents valors de pH experimentals, fins arribar al final de l’interval. Anota lacorrespondència entre el nombre de gotes i el nombre de mil·lilitres. Representa elnombre de gotes addicionades YV el pH i, per mitjà de la segona derivada, localitza


8'��

el nombre de gotes corresponents al salt. Tradueix el volum d’equivalència engotes trobat als corresponents mL.

Treballar amb gotes té com a finalitat ser més precisos que si utilitzéssim el volumllegit a l’escala de la bureta. És important, per tant, establir bé la relació entre mL igotes (comptant-les i veient a quin volum equivalen).

7. A partir dels volums d'equivalència trobats sobre el primer salt, expressa elcontingut d'àcid fosfòric en la mostra, en mg/L, amb el corresponent interval deconfiança (95%).

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Anota la composició de la beguda carbonatada, d’acord amb les dades

proporcionades des de fàbrica a l’etiqueta del producte.

2. Fes una petita recerca sobre els efectes negatius que pot aportar la ingesta d’unaquantitat excessiva d’aquests productes, en particular l’àcid fosfòric i la cafeïna.

3. Localitza en la xarxa d’internet, a partir d’un cercador adequat, el contingut decafeïna en algunes begudes com el cafè, el té i els refrescs de cola.

��%LEOLRJUDILD• Budevsky ,O. )RQDPHQWV� GH� O¶DQjOLVL� TXtPLFD. Publicacions de la Universitat de

Barcelona, 1ª ed. Barcelona, 1993.• Harris, D. C. ([SORULQJ� FKHPLFDO� DQDO\VLV. 2ª Ed. W.H. Freeman and Company.

New York, 2001.• Skoog, D. A.; Holler, F.J.; Nieman, T. A. 3ULQFLSLRV�GH�$QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO. 5ª Ed.



8'��

$FWLYLWDW� �� 'HWHUPLQDFLy� GHO� FRQWLQJXW� GH� YLWDPLQD� &� HQFRPSULPLWV��2EMHFWLXVDeterminar el contingut d'àcid L-ascòrbic en comprimits efervescents, per mitjà d’unavaloració potenciomètrica redox.Aplicar el mètode de la segona derivada a les dades corresponents a la corba devaloració, per tal de localitzar el punt d’equivalència corresponent.

��)RQDPHQWL'àcid L-ascòrbic (vitamina C) respon a la fórmula química C6H8O6 i actua com a agentreductor.

La determinació es realitza per mitjà d'una valoració potenciomètrica redox, emprantiodat de potassi com a agent oxidant primari. En aquesta valoració redox el I2 oxida elsdos grups OH- de l'àcid ascòrbic. A la pràctica, en lloc de valorar directament amb unasolució normalitzada de iode, aquest es generat LQ� YLWUR mitjançant una altra reaccióredox entre els anions iodat i iodur.

Les reaccions que tenen lloc són les següents:

Generació de l'agent oxidant (I2)

IO3- + 6 H+ + 5 I- → 3 I2 + 3 H2O

Formació de l'anió triodur

I2 + I- = I3-

Oxidació de l'àcid L-ascòrbic

O O

OHHO

OHHO O O

OO

OHHO

+ I3- + 2 H+ + 3 I-


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Vas de precipitats petit (100 mL)- Balança granatària (0,1 g)- Bureta de 10 mL- Potenciòmetre- Elèctrode combinat de platí

- Mostra problema amb vitamina C- Àcid clorhídric, HCl, 1 M [C]- Iodur de potassi, KI- Aigua destil·lada- Iodat de potassi, KIO3, 0,015 M

��3URFHGLPHQW1. A partir de la composició aproximada del producte que conté Vitamina C, determina

el grau de dissolució/dilució de la mostra, de tal forma que en prendre unadeterminada alíquota obtinguis un consum d'aproximadament la meitat d'una bureta.Tingues en compte que hauràs de realitzar un mínim de tres valoracions.

2. Col·loca l'alíquota de la mostra en un vas de precipitats petit, juntament amb 5 mLd'àcid clorhídric, aproximadament, 1 M i 1,0 g de KI sòlid. Afegeix-hi aigua destil·ladai dissol-ho en fred.

3. Omple la bureta amb solució normalitzada de KIO3 0,015 M.

4. Munta el sistema de mesura amb un potenciòmetre (lectura en mV) i un elèctrodecombinat de platí. Fes addicions de 0,5 - 1 mL sobre la mostra, i anotasimultàniament el potencial subministrat. A mesura que les variacions de potencialsiguin més importants, redueix l'addició de reactiu, per tal de situar millor el volumcorresponent al màxim salt de potencial (volum d'equivalència).

5. Fes un mínim de tres valoracions. Calcula, a partir del mètode de la segona derivada,els respectius volums d'equivalència i d'aquí la concentració de vitamina C a lamostra.

6. Expressa el resultat final com a mg d'àcid L-ascòrbic, amb el corresponent interval deconfiança (95%).

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Indica en quins casos és indicada l'administració d'àcid L-ascòrbic.

2. Indica el contingut de vitamina C en alguns aliments. En quins n'hi ha mésconcentració?


8'��

�� %LEOLRJUDILD• Skoog, D. A.; Holler, F.J.; Nieman, T. A. 3ULQFLSLRV�GH�$QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO. 5ª Ed.

McGraw-Hill, Madrid, 2001.• Ramette, R. (TXLOLEULR�\�DQiOLVLV�TXtPLFR. Fondo Educativo Interamericano, U.S.A.,

1983.


8'��

$FWLYLWDW� �� 'HWHUPLQDFLy� GH� &D�� L� GH� )�� HQ� DLJ�HVPLWMDQoDQW�HOqFWURGHV�VHOHFWLXV��2EMHFWLXVDeterminar el contingut de diversos ions (F- i Ca2+) d’una aigua mineral a partir depotenciometria directa (F-), addició simple de patró (Ca2+) i addició múltiple de patró (F-).

��)RQDPHQWLa potenciometria amb elèctrodes selectius pot ser emprada amb diferentsmetodologies.

La potenciometria directa permet la determinació de la concentració de l’analit en unamostra problema, per comparació amb un calibratge efectuat amb patrons deconcentració coneguda. És el mètode habitual quan es treballa, per exemple, en ladeterminació de pH. Tot i presentar en principi interessants avantatges, com un altavelocitat d’anàlisi, en la pràctica el mètode està limitat a la mesura dels ions H+ i F-.

Els mètodes incrementals registren les variacions del potencial experimental desprésd’addicionar volums coneguts de patró (mostra) sobre mostra (patró). D’entre elsmètodes incrementals, el més utilitzat suposa l’addició de volums d’un patró sobre unamostra problema. Aquesta forma d’operar presenta diversos avantatges: a) nonecessita un reactiu específic que interaccioni amb l’analit; b) és aplicable ambseguretat a mostres de matriu complexa i c) augmenta la fiabilitat en lesdeterminacions i minimitza l’efecte dels interferents i les possibles diferències entrepatrons i mostres.

Finalment, les valoracions potenciomètriques segueixen la variació de pH o potencialdesprés de l’addició d’un reactiu a la mostra. L’anàlisi de la corba de valoració permètodes gràfics, per funcions derivades o per linealització permet l’obtenció del puntd’equivalència i d’aquí la determinació de la concentració de la mostra.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- 4 matrassos aforats de 100 mL- 4 pipetes de 10 mL- Potenciòmetre- Elèctrode selectiu de F-

- Elèctrode selectiu de Ca2+

- Elèctrode de referència- Vas de precipitats de 100 mL- Agitador magnètic- Pipeta de 50 mL- Pipeta de 2 mL

- Solució patró de F- de 1000 ppm (apartir de NaF o KF per a anàlisi)

- Solució patró de Ca2+ 0,5 M (a partir deCaCl2·2H2O per a anàlisi)

- Dissolució de NH4Cl 5M- Aigua destil·lada- Mostres problema


8'��

��3URFHGLPHQW3ULPHUD�SDUW��3RWHQFLRPHWULD�GLUHFWD��) � �1. A partir d'una solució patró de F- de 1000 ppm, prepara'n altres de concentració 100,

10, 1 i 0,1 ppm per dilució. Disposa-les en diferents recipients.

2. Connecta el sistema de mesura: l'elèctrode de F- com a indicador, l'elèctrode dereferència i el potenciòmetre en mV.

3. Començant per la dissolució més diluïda, anota en una taula el potencial del sistemaper a cada nivell de concentració. Adopta com a criteri d'estabilitat de potencial elmanteniment de l'últim dígit durant uns 15 segons. Representa, al mateix temps ques'efectua l'experiència, els valors obtinguts sobre paper semilogarítmic (E enordenades, C en abscisses) o, alternativament, E YV log C en paper mil·limetrat.

4. Neteja amb aigua destil·lada els elèctrodes, asseca'ls i assaja una nova solució.

5. Finalment, introdueix el parell d'elèctrodes en la mostra problema. És important queestigui a la mateixa temperatura dels patrons. Anota el valor del potencial i determinala concentració d’una mostra problema comercial d’aigua amb gas, fluorada (alvoltant de 7 ppm), a partir de l'equació de regressió trobada. Adjunta la recta decalibratge trobada.

6HJRQD�SDUW��$GGLFLy�VLPSOH�GH�SDWUy��&D �� Donat que l’elèctrode respon a l’activitat de l’ió i no pas a la concentració, és necessarimantenir la força iònica, per la qual cosa les mostres s’han de condicionar amb unadissolució ISA (solució per ajustar la força iònica), que en aquest cas és una dissolucióde NH4Cl 5 M.

1. Mesura 50 mL de la mostra (aigua de l’aixeta) (recorda "presa de mostres") iafegeix-hi 1 mL de la solució ISA.

2. Mesura la temperatura de la dissolució (20°C) i neteja l’elèctrode selectiu de calci iel de referència amb aigua destil·lada, i eixuga suaument les gotes d’aigua, percontacte.

3. Introdueix els elèctrodes de mesura i de referència en el recipient, agita ladissolució i mesura'n el potencial E1.

4. Afegeix-hi 2 mL de la dissolució patró que conté 0,5 mols de Ca2+/L, agita-ho bé imesura el potencial E2 (en les mateixes condicions). Aquesta addició ha deprovocar un increment de potencial de l’ordre de 10-20 mV.

5. Repeteix el procés dues vegades més.

6. Retira els elèctrodes de la dissolució i neteja'ls com s’ha indicat anteriorment.

7. Consulta, en el manual d’instruccions de l’elèctrode, quin és el valor del pendentcorresponent a l’equació de Nernst a diferents temperatures i determina el


8'��

contingut en Ca2+ de la mostra. Expressa el resultat en ppm.

7HUFHUD�SDUW��$GGLFLy�P~OWLSOH�GH�SDWUy��) � �1. Disposa 50 mL de la mostra problema sobre un vas de precipitats de 100 mL,

equipat amb agitació magnètica. Connecta el sistema de mesura de forma anàloga alprimer apartat i enregistra'n el potencial.

2. Afegeix-hi el patró de F- de 100 ppm, fins a un total de 10 mL, en porcions de 2 mL.Anota el potencial estabilitzat per a cada addició (entre el primer valor de potencial iel darrer fóra interessant tenir un descens de potencial d’entre 20 i 30 mV).

3. Construeix la següent taula a partir de les dades anteriors, emprant el valor de s eltrobat per l'equació de regressió de la potenciometria directa:

�9ROXP�DIHJLW�P/�

9ROXP�WRWDO�P/�

(�HQUHJLVWUDW�P9� ∆(� �(Q��(R 9W�[��

∆ ��

4. Representa el valor de la funció Vt x 10 (∆E/s) per als valor corresponents a 0, 2, 4, 6, 8i 10 mL de patró afegit en ordenades enfront al volum afegit (mL) en abscisses.Linealitza els punts i anota l'equació trobada.

5. Resol el sistema per al punt de tall amb l'eix X (y = 0). El valor trobat, canviat designe, correspon als mL de patró de 100 ppm que contenen la quantitat de F- en elvolum de la mostra analitzada.

6. Calcula la concentració de la mostra problema.

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. En quins casos resulta d'interès l'ús de les tècniques potenciomètriques assajades?

2. Descriu breument quina és l'alternativa clàssica a la determinació de fluorurs. Quinsavantatges presenta l'ús de l'elèctrode selectiu a F-?

3. Indica i explica breument una tècnica alternativa per determinar Ca2+ en aigües.


8'��

�� %LEOLRJUDILD• Godé, L. /RV� HOHFWURGRV� VHOHFWLYRV� HQ� HO� DQiOLVLV� GH� DJXDV. Colección Temas

Ambientales, GPE, SA, Barcelona, 1996.• Budevsky ,O. )RQDPHQWV� GH� O¶DQjOLVL� TXtPLFD. Publicacions de la Universitat de

Barcelona, 1ª ed. Barcelona, 1993• Harris, D. C. $QiOLVLV�4XtPLFR�&XDQWLWDWLYR. Grupo Editorial Iberoamericana, Mèxic,

1992


8'��

$FWLYLWDW��(VWXGL�GH�YDORUDFLRQV�FRQGXFWRPqWULTXHV��2EMHFWLXVEstudiar i interpretar diverses reaccions àcid/base i de precipitació per mitjà demesures conductomètriques.Localitzar el punt final en valoracions conductomètriques mitjançant tècniques deregressió.

��)RQDPHQWUna valoració conductomètrica implica la mesura de la conductància de la mostradesprés de successives addicions del reactiu. El punt final es determina a partir de larepresentació de la conductància L (L = 1/R) (R: resistència elèctrica) com a funció delvolum del valorant afegit.

Les valoracions conductomètriques són aplicables amb èxit en certs tipus de sistemesàcid/base i de precipitació. La mesura del senyal analític té en compte, principalment, elcanvi en les concentracions iòniques que es van produint com a conseqüència del'avanç de la reacció.

Durant la valoració cal tenir en compte les següents precaucions:

a) La conductància sol augmentar al voltant d’un 2% quan la temperatura augmenta1°C. Cal fer els possibles per mantenir la mateixa temperatura durant la valoració(no tocar el vas de reacció amb les mans, solucions a igual temperatura, valoraciórelativament ràpida, etc.).

b) Durant la valoració, el volum de la dissolució va augmentant (així com la dilució). Calcorregir els valors mesurats:

[ ]00exp /)( 9Y9// �� +=

VO = volum inicial (mL)v = volum afegit (mL)Lcor = conductància específica corregida (mS cm-1)Lexp = conductància específica trobada (mS cm-1)

c) En el decurs d'una valoració, l'important són les variacions de conductànciaimplicades i no tant els valors concrets per a cada addició. És per això que no calefectuar un calibratge previ de la cel·la.


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Bureta de 10 mL- Vas de precipitats de 10 mL- Conductímetre digital

- Àcid clorhídric, HCl, 0,1 M- Hidròxid de sodi, NaOH, 0,1 M- Àcid acètic, CH3COOH, 0,1 M- Àcid clorhídric, HCl, 0.,01 M- Àcid clorhídric, HCl, 0,001 M- Nitrat de plata, AgNO3, 0,1 M- Aigua destil·lada

��3URFHGLPHQWPoden estudiar-se simultàniament diversos sistemes químics, per tal de comprovar laforma de les corbes de valoració resultants i validar-les. Més endavant, a classe, lesdades obtingudes poden ser objecte d’una posada en comú per tal de justificar elsresultats.

6LVWHPD��,QIOXqQFLD�GHO�WLSXV�G¶jFLGa) Valora 10 mL HCl 0,1 M contra NaOH 0,1 M (bureta).b) Valora 10 mL CH3COOH contra NaOH 0,1 M (bureta).c) Valora una mescla equimolar (5 mL + 5 mL) dels àcids anteriors contra NaOH 0,1 M(bureta).

6LVWHPD��,QIOXqQFLD�GH�OD�FRQFHQWUDFLy�GH�O¶jFLGAjusta els volums corresponents.a) Valora HCl 0,1 M contra NaOH 0,1 M (bureta).b) Valora HCl 0,01 M contra NaOH 0,1 M (bureta).c) Valora HCl 0,001 M contra NaOH 0,01 M (bureta).

6LVWHPD��,QIOXHQFLD�GHO�WLSXV�GH�UHDFFLya) Valora HCl 0,1 M contra NaOH 0,1 M (bureta)b) Valora NaCl 0,1 M contra AgNO3 (bureta)

1. Efectua les valoracions dels sistemes químics assignats. Anota el volum afegit i laconductància mesurada, de forma tabulada. En una tercera columna, deixa lloc pertal de calcular els corresponents valors de Lcorr. Cada cop que iniciïs una novavaloració, neteja el sensor conductomètric. Si com a conseqüència de la reacciós'han creat dipòsits sobre les superfícies de Pt del sensor, informa't de com s'han denetejar.

2. Representa gràficament les corbes de valoració. Elimina a cop d'ull els puntsdiscordants i selecciona els diferents trams lineals, abans i després del puntd'equivalència.

3. Per a cada valoració anterior, calcula el volum d'equivalència per resolució de lesdues equacions de regressió.


8'��

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Justifica qualitativament la forma de les corbes de valoració obtingudes, tenint en

compte la variació de la composició iònica al llarg de la valoració.

2. En quins casos no són aplicables les valoracions conductomètriques?

3. Com modificaries l'experiència per tal d'obtenir millors resultats?

��%LEOLRJUDILD• Meloan, C. E.; Kiser, R.W. 3UREOHPDV�\�H[SHULPHQWRV�HQ�DQiOLVLV�LQVWUXPHQWDO. Ed.

Reverté mexicana. Méxic, 1973.• Cozzi, R.; Protti, P.; Ruaro, T. $QDOLVL� &KLPLFD� 0RGHUQL� 0HWRGL� 6WUXPHQWDOL�

(VSHULHQ]H�GL�ODERUDWRULR. ESU, Milano, 1987.• Skoog, D. A. ; West, D. M. $QiOLVLV�LQVWUXPHQWDO. 2ª ed. Ed. Interamericana, Mèxic.

1984.


8'��

$FWLYLWDW� �� 'HWHUPLQDFLy� FRQGXFWRPqWULFD� GjFLGDFHWLOVDOLFtOLF��2EMHFWLXVDeterminar el contingut en àcid acetilsalicílic en un comprimit comercial.Aplicar les tècniques de regressió per localitzar el punt final de valoració.

��)RQDPHQW L’àcid acetilsalicílic (AAS), principi actiu de diversos analgèsics i antitèrmics, és un àcidfeble que presenta una solubilitat moderada en aigua. La determinació té llochabitualment a partir de la valoració per retrocés de l’hidròxid de sodi afegit en excés,per tal de solubilitzar-lo. Les tècniques conductomètriques, entre d'altres, resultenforça senzilles per establir el punt final de la valoració. En aquesta experiència, a més, es repassa la normalització de solucions a partir del’ús d’espècies químiques primàries.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Balança analítica, precisió ± 0,0001 g - Hidròxid de sodi, NaOH [C]- Balança granatària, precisió ± 0,01 g - Hidrogenftalat de potassi (EQP)- Conductímetre i cel·la conductomè-

trica- Comprimits d’Aspirina®

- Paper assecant - Fenolftaleïna, 0,5 % p/v en metanol [F]- Matrassos aforats de 100 mL - Aigua destil·lada- Vasos de precipitats de 100 mL- Bureta de 25 mL- Pipetes aforades de 10 mL i 2 mL- Matrassos Erlenmeyer- Imants- Recipients de polietilè- Paper mil·limetrat

��3URFHGLPHQWPrepara les següents solucions:

6ROXFLy� �: 100 mL de dissolució 0,2 M de NaOH fent ús de la balança granatària.Transvasa-la posteriorment a un flascó de polietilè. Etiqueta-la.

6ROXFLy��: 250 mL d'una dissolució de ftalat àcid de potassi (FAP) aprox. al 0,5 % p/v.Fes la pesada en una balança analítica (0,0001 g) i afora a 250 mL amb un matràsaforat. Calcula la molaritat exacta de la solució de FAP anterior. La massa molecularFAP és 204,22 g/mol.

6ROXFLy� �: En un vas de precipitat petit dissol un comprimit d'aspirina, amb un


8'��

contingut aprox. de 0,500 g de AAS (MM = 180,16 g/mol), amb 25,0 mL de solució dehidròxid de sodi (Solució 1), mesurats amb pipeta. Afora a 100 mL (matràs aforat) ambaigua destil·lada. Aquesta solució conté l'excés de NaOH després de neutralitzarl'AAS. La reacció entre l’hidròxid de sodi i l'AAS té una estequiometria 1:1

Determina la concentració exacta de NaOH (Solució 1) fent tres valoracions FAP(Solució 2). Retola tres matrassos Erlenmeyer. Col·loca a cada un 2,00 mL de NaOHamb dues gotes de fenolftaleïna. En una bureta de 25,0 mL, arrasa la dissolució deFAP per a cada valoració. L'estequiometria de la reacció entre el NaOH i el FAP és 1:1

Anota els resultats en la següent taula:

9DORUDFLy 9�)$3��P/� >1D2+@��PRO�/1

2

3

Troba el valor mitjà de la concentració de NaOH.

Col·loca 10,0 mL de la solució d'aspirina (solució 3) en un vas de precipitats de 100 mL.Submergeix la cel·la conductomètrica i l’imant. Fes addicions de 1,0 mL de FAP (solució2). Recull en una taula les dades Volum FAP (mL)/Conductància (mS o µS).

Representa-les i atura l'addició de FAP quan disposis de suficients dades abans idesprés del mínim de conductància (que correspon al volum final de la valoració). Si eltemps t'ho permet, fes tres valoracions independents.

Troba el volum d'equivalència per a cada valoració, amb un ajust per mínims quadrats.A partir d'aquest volum, troba el contingut d'AAS en l'aspirina.

Expressa el valor mitjà final del contingut d'AAS en l'aspirina amb el corresponentinterval de confiança (95 %) i la imprecisió de la tècnica (% RSD).

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Calcula els g NaOH per preparar 100 mL NaOH 0,2 M . La massa molecular del

hidròxid de sodi és 40 g/mol. Per què aquestes solucions han de conservar-se enrecipients de polietilè?

2. Quina és la [NaOH] teòrica de la solució resultant de dissoldre el comprimit d’aspirina(solució 3)?

3. Amplia la informació sobre les propietats farmacològiques de l’aspirina.

4. Comenta altres alternatives analítiques a la determinació efectuada.


8'��

��%LEOLRJUDILD• Meloan, C.E. ; Kiser, R. W.. 3UREOHPDV�\�H[SHULPHQWRV�HQ�DQiOLVLV�LQVWUXPHQWDO.

Ed. Reverté mexicana. Méxic, 1973.• Cozzi, R.; Protti, P.; Ruaro, T. $QDOLVL� &KLPLFD� 0RGHUQL� 0HWRGL� 6WUXPHQWDOL�

(VSHULHQ]H�GL�ODERUDWRULR. ESU, Milano, 1987.


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�FRQGXFWRPqWULFD�GHO�SURGXFWH�GHVROXELOLWDW�G¶XQD�VXEVWjQFLD�SRF�VROXEOH��2EMHFWLXVDeterminar, de forma experimental, el producte de solubilitat i la solubilitat d’una salpoc soluble mitjançant mesures conductomètriques.

�� )RQDPHQWLa conductivitat d'una dissolució depèn del tipus de substància i de la concentració.

La conductància molar, L, és la conductància que presenta un volum de dissolucióelectrolítica que tingui un mol de solut i que es trobi entre els dos elèctrodes d'unacel·la electrolítica que estan separats 1 cm de distància. La relació entre L i k és lasegüent:

0N/ ×= 1000

M = Molaritat de la dissoluciók = Conductància específica en S cm-1

L = Conductància molar en S cm2 mol-1

La llei de Kohlraush estableix que a dilucions infinites (dissolucions molt diluïdes)qualsevol ió contribueix d’una forma definida a la conductància molar, de formaindependent de la naturalesa de l’altre ió al qual està associat.

Lo = n+ l+o + n- l-o

Lo = conductància molar límit (a dilució infinita)l+o , l

-o = conductàncies molars iòniques límit

n+, n- = coeficients estequiomètrics

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Vas de precipitats de 250 mL- Bany amb termòstat- Conductímetre

- Oxalat de calci (RA)- Aigua destil·lada


8'��

��3URFHGLPHQW1. Posa 200 mL d’aigua destil·lada en un vas de precipitats i mesura'n la

conductància.

2. Afegeix-hi oxalat de calci fins a tenir una dissolució saturada.

3. Escalfa-ho a 30-35°C i col·loca el vas en un bany amb termòstat, a 25°C, agitant-lofins a establir l’equilibri tèrmic.

4. Filtra-la a través de paper de filtre o llana de vidre.

5. Mesura la conductivitat de la dissolució a 25°C.

6. Col·loca de nou el vas al bany amb termòstat i torna a mesurar la conductivitat finsa obtenir valors concordants.

7. Repeteix l’experiència a la temperatura de 40°C.

8. Determina quina és la solubilitat i el producte de solubilitat de la substància a 25°C ia 40°C.

�� 5HVXOWDWV1. Ompliu la taula següent:

&RQGXFWLYLWDW�HU�DVVDLJ �Q�DVVDLJ �U�DVVDLJ

$LJXD�GHVWLOÂODGD'LVVROXFLy�&D& � 2 � �D��&'LVVROXFLy�&D& � 2 � �D��&2. Calcula el Kps i la solubilitat de la sal a 25°C i 40°C i fes-ne el corresponenttractament estadístic.

��4�HVWLRQV1. Compara els resultats obtinguts amb les dades bibliogràfiques.2. Indica les possibles causes d’error en aquesta determinació.3. Indica i descriu breument una altra tècnica per determinar el Kps d’una substància.

�� %LEOLRJUDILD• Skoog, D.A. West, D.M.. $QiOLVLV� LQVWUXPHQWDO. 2ª ed. Ed. Interamericana, Mèxic.

1984.• Villalobos, M. - Gasca, M. 'RVVLHU� 7HFQRORJLD� TXtPLFD -5-, Departament de

química, Cornellà de Llobregat, 1998.


8'��

$FWLYLWDW��9DORUDFLRQV�FRQGXFWRPqWULTXHV�G¶jFLGV�L�EDVHV��2EMHFWLXVDeterminar la concentració en HCl i CH3COOH d’una dissolució d’aquestes duessubstàncies i determinar la concentració d’una dissolució de Na2CO3 mitjançantvaloracions conductomètriques àcid/base i de precipitació, respectivament.

��)RQDPHQWUna valoració conductomètrica implica la mesura de la conductància de la mostradesprés de successives addicions del reactiu valorant. El punt final es determina apartir de la representació de la conductància segons el volum de reactiu valorantafegit.

Conductància: L = 1/R

El mètode conductomètric es pot aplicar a dissolucions diluïdes, tèrboles i acolorides.

Les valoracions conductomètriques són aplicables amb èxit a certs tipus de sistemesàcid/base i de precipitació. La mesura del senyal analític té en compte, principalment,el canvi en les concentracions iòniques que es van produint com a conseqüència del’avanç de la reacció.

Durant la valoració cal tenir en compte les següents precaucions:

a) La conductància sol augmentar un 2% quan la temperatura augmenta 1oC, per tantcal fer el possible per mantenir-la constant durant la valoració (no tocar el vas dereacció amb les mans, dissolucions a igual temperatura, valoració ràpida, etc.).

b) Al llarg de la valoració, el volum de la dissolució va augmentant (i per tant, ladilució). Cal corregir els valors mesurats de la següent forma:

[ ]00exp /)( 9Y9// �� +=

VO = volum inicial (mL)v = volum afegit (mL)Lcor = conductància corregida (mS)Lexp = conductància trobada (mS)

d) En el decurs d’una valoració, són més importants les variacions de conductànciaimplicades que els corresponents valors concrets, per a cada addició. Per això nocal efectuar un calibratge previ de la cel·la.


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Vas de precipitats de 250 mL- Matràs aforat de 100 mL.- Conductímetre

- Dissolució d’HCl aproximadament 0,1 M- Dissolució problema d’àcid acètic- Dissolució de Na2CO3 aproximadament 0,1 M- Dissolució de NaOH 0,1 M (estandarditzada)- Dissolució de Ca(NO3)2 0,1 M (estandardit-

zada)- Aigua destil·lada

��3URFHGLPHQW3ULPHUD�SDUW��GLVVROXFLy�G¶jFLG�FORUKtGULF�L�jFLG�DFqWLF1. Mesura 10 mL de dissolució d’HCl 0,1 M i 10 mL de dissolució de CH3COOH 0,1 M

i dilueix la mescla a 100 mL en un matràs aforat.

2. Posa aquesta dissolució en un vas de precipitats i valora-la amb dissolució patróde NaOH 0,1 M ( prèviament estandarditzada ), afegint porcions de 1 mL.La dissolució s’ha d’agitar contínuament en el decurs de les mesures.

3. En una taula, anota els valors de la conductància específica per a cada addició dereactiu valorant i el valor de Lcorr.

4. Neteja el sensor conductomètric segons indica el manual d’instruccions de l’aparell.

5. Representa gràficament la corba de valoració. Elimina a cop d’ull els puntsdiscordants i selecciona els diferents trams lineals, abans i després del puntd’equivalència.

6. Determina el volum d’equivalència i calcula les concentracions reals de cadacomponent de la mescla.

6HJRQD�SDUW��GLVVROXFLy�GH�FDUERQDW�GH�VRGL1. Mesura 10 mL de dissolució de Na2CO3 0,1 M i dilueix a 100 mL. Col·loca’ls en un

vas de precipitats i mesura la conductància.

2. Valora aquesta dissolució amb dissolució patró de Ca(NO3)2 0,1 M, afegintfraccions d’un mL. Mesura la conductància després de cada addició.

3. En una taula, anota els valors de la conductància per a cada addició de reactiuvalorant i el valor de Lcorr.

4. Neteja el sensor conductomètric segons indica el manual d’instruccions de l’aparell.

5. Representa gràficament la corba de valoració. Elimina a cop d’ull els puntsdiscordants i selecciona els diferents trams lineals, abans i després del puntd’equivalència.


8'��

6. Determina el volum d’equivalència i calcula el factor de correcció de la dissolucióde carbonat de sodi.

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Justifica qualitativament la forma de la corba de valoració obtinguda, tenint en

compte la variació de la composició iònica al llarg de la valoració.

2. En quins casos no són aplicables les valoracions conductomètriques?

3. El conductímetre fa el mateix paper que el cromat de potassi en la volumetria deAgNO3 amb NaCl. Quin és aquest paper?

�� %LEOLRJUDILD• Clifton E. Meloan, Robert W. Kiser. 3UREOHPDV� \� H[SHULPHQWRV� HQ� DQiOLVLV

LQVWUXPHQWDO. Ed. Reverté mexicana. Méxic, 1973.• Cozzi, R.; Protti, P.; Ruaro, T. $QDOLVL� &KLPLFD� 0RGHUQL� 0HWRGL� 6WUXPHQWDOL�

(VSHULHQ]H�GL�ODERUDWRULR. ESU, Milano, 1987.• Skoog, D.A.; West, D.M. $QiOLVLV� LQVWUXPHQWDO. 2ª ed. Ed. Interamericana, Mèxic.

1984.


8'��

$FWLYLWDW��(OHFWURJUDYLPHWULD�G¶XQD�VROXFLy�GH�FRXUH��,,��2EMHFWLXVRealitzar muntatges d’electrodeposició vàlids tant per realitzar anàlisis quantitativesgravimètriques com per obtenir revestiments metàl·lics sobre peces conductores.

Descriure les reaccions que tenen lloc al sistema, a partir dels fenòmens observats i lataula de potencials normals de reducció.

Determinar el contingut en ió Cu (II) en una mostra problema de sulfat de coure perelectrodeposició controlada.

��)RQDPHQWUn dels mètodes més convenients per a la determinació de Cu consisteix en l'electròliside dissolucions àcides exemptes de clorurs. En aplicar un potencial d'uns 2V tenen llocles següents reaccions:

Al càtode:

Cu2+ + 2 e- → Cu2 H+ + 2 e- → H2

A l'ànode:

2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e-

Normalment s'empra una barreja d'àcids nítric i sulfúric, el primer dels quals permetdipòsits més satisfactoris en prevenir el despreniment d'hidrogen gasós (l'anió nitrat téuna acció despolaritzant):

NO3- + 10 H+ + 8 e- → NH4

+ + 3 H2O

L'àcid nítric que s'utilitzi ha d'estar exempt d'àcid nitrós, que impedeix el dipòsit completde Cu. L'àcid nitrós es destrueix prèviament fent bullir l'àcid nítric amb una petitaquantitat d'urea:

2 NO2- + CO(NH2)2 + 2 H+ → 2 N2 + CO2 + 3 H2O

Els elèctrodes no han de ser atacats en les condicions de l’assaig. Finalment, ésrecomanable no tocar la superfície del càtode amb els dits, ja que els greixos produeixendipòsits no adherents.


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Ànode de platí- Aparell d’electrodeposicions- Balança analítica (± 0,0001 g)- Càtode de Pt o d’acer inox. Resistent al medi- Comptagotes- Dessecador- Equip de mesura de potencial i intensitat- Estufa- Flascó rentador- Paper absorbent- Pipeta aforada de 25 o 50 mL- Proveta de 100 mL- Termòmetre- Vareta d’agitació magnètica- Vas de precipitats de 100 mL, forma alta

- Acetona [F]- Àcid nítric 6 M aprox. [C]- Àcid nítric concentrat [C]- Àcid sulfúric concentrat [C]- Solució problema de sulfat de

coure (II)

��3URFHGLPHQW1. Neteja els elèctrodes per immersió en àcid nítric 6 M (aproximadament 40 mL àcid

conc + 60 mL d'aigua). Renta'ls amb aigua destil·lada. Introdueix-los en acetona oetanol. Asseca'ls a l'estufa a 110°C uns 2-3 min. Refreda'ls en dessecador i pesa elcàtode amb una balança analítica (± 0,1 mg).

2. Col·loca 25 o 50 mL de solució de Cu2+ (que contingui entre 0,2 i 0,3 g de Cu) en unvas de precipitats adequat. Afegeix-hi 2 mL d'àcid sulfúric concentrat i 1 mL d'àcidnítric acabat de bullir amb una punta d'espàtula d'urea, un cop estigui fred. Aquestaaddició pot fer-se amb comptagotes. Si l’àcid nítric emprat és de qualitat analítica,aquesta darrera etapa de purificació pot evitar-se.

3. Connecta els elèctrodes convenientment i introdueix-los en la solució de forma que elcàtode estigui cobert unes 3/4 parts; si és necessari, afegeix-hi aigua. Posa l'agitadoren marxa. Escalfa la solució a uns 60°C. L’ànode de platí pot ser substituït per unelèctrode construït soldant un fil conductor a una de les plaques de Pt d’alguna cel·laconductomètrica fora d’ús i protegint posteriorment la soldadura.

4. Condicions de l'electròlisi: E = 2 V al començament, 2,5 V cap el final (en disminuir la intensitat) i = 0,25 a 0,50 AT = 60°CLes condicions anteriors d'intensitat/voltatge poden variar segons la geometria delselèctrodes emprats i com estiguin situats.

5. Quan desaparegui la coloració blavosa de la solució, afegeix-hi un mL d'aiguadestil·lada per elevar el nivell de la solució sobre el càtode. Continua l'electròlisi a uns0,5 A. L'electròlisi es considerarà completa si no apareix cap dipòsit nou visible al capd'uns 10 min.


8'��

6. Acabada l'electròlisi, sense desconnectar, treu els elèctrodes del vas i neteja'ls ambun raig d'aigua destil·lada. Ja fora de la solució, desconnecta el sistema. Treu elcàtode i submergeix-lo en aigua destil·lada i després en acetona.

7. Asseca el càtode a l'estufa a 110°C, durant 2-3 min. Refreda'l en dessecador i pesa'l.

8. Calcula el contingut en g Cu/L de la mostra.

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Els ions metàl·lics que són reduïts més fàcilment que el Cu (II) poden interferir en

aquesta determinació. Posa’n algun exemple i justifica la informació anterior.

2. Per què has de treure els elèctrodes del sistema en donar per acabada l’experiència,sense desconnectar-los?

3. La presència de molts clorurs produeix un atac a l'ànode de platí. A més, el platí potser posteriorment codipositat amb el Cu al càtode. Expressa amb equacionsquímiques les afirmacions anteriors.

4. Consulta la bibliografia. Quins són els ions habitualment més determinats ambaquesta tècnica?

5. Una forma habitual de donar per finalitzada la deposició és controlar qualitativamentel contingut de Cu (II) en la solució. Selecciona reaccions que et permetin aquestcontrol amb el consum d'una gota.

��%LEOLRJUDILD• Meloan, C. E. ; Kiser, R. W. 3UREOHPDV� \� H[SHULPHQWRV� HQ� DQiOLVLV� LQVWUXPHQWDO.

Ed. Reverté mexicana. Méxic, 1973.• Cozzi, R.; Protti, P.; Ruaro, T. $QDOLVL� &KLPLFD� 0RGHUQL� 0HWRGL� 6WUXPHQWDOL�

(VSHULHQ]H�GL�ODERUDWRULR. ESU, Milano, 1987.• Skoog, D. A.; West, D. M. $QiOLVLV�LQVWUXPHQWDO. 2ª ed. Ed. Interamericana, Mèxic.

1984.


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�GH�O¶R[LJHQ�GLVVROW�DPE�XQR[tPHWUH��2EMHFWLXVRealitzar mesures de camp del nivell d’oxigen dissolt, per mitjà d’un oxímetre.

Relacionar el nivell d’oxigen dissolt amb l’estat de la mostra.

�� )RQDPHQWEl nivell d’oxigen dissolt (DO) en una aigua depèn de les seves característiquesquímiques, físiques i biològiques. L’anàlisi de DO és clau per determinar el grau decontaminació d’una mostra aquosa i per controlar el procés de depuració resultant.

Hi ha dos mètodes disponibles. El primer és el mètode de Winkler, que és unprocediment iodomètric; el segon, més habitual actualment, és un mètodeinstrumental.

El principi de la mesura amb un oxímetre es fonamenta en un mètode amperomètric apartir de la determinació de la intensitat de corrent, que resulta directamentproporcional a la concentració d’O2 en la mostra, en les condicions de la mesura.

El sensor d’oxigen consta de dos elèctrodes polaritzats, submergits en un electròlitseparat de la mostra per una membrana permeable a gasos. L’oxigen passa lamembrana, en proporció a la concentració en la mostra, i es redueix a ió hidròxid. Enel nostre cas, el càtode és d’Au i l’ànode de Pb (de vegades, el càtode és de Pt il’ànode d’Ag). Per aplicació d’un potencial convenient, es provoca la reducció de l’O2 aOH-.

O2 + 2 H2O + 4 e- → 4 OH-

La intensitat de corrent és proporcional a la concentració d’oxigen en la solució interna,que és proporcional a la concentració d’oxigen en la mostra.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Oxímetre (Oxi 330, Crison ®)- Vas de precipitat 100 mL- Paper assecant- Flascó d’aigua destil·lada- Agitador magnètic

- Aigua destil·lada- Aigua o dissolució problema

��3URFHGLPHQWCalibra l’aparell amb l’aire saturat d’humitat. Per tal d’assegurar un moviment continusobre la superfície dels elèctrodes, pot resultar convenient efectuar les mesures sotaagitació magnètica. Introdueix la sonda a la mostra i pren nota de la concentració d’O2


8'��

(ppm), una vegada estabilitzada la lectura.

3UHFDXFLRQVEl valor de la concentració d’O2 dissolt en aigua depèn de la temperatura. Per amostres molt salines (aigua del mar, certes aigües residuals, certs refrescos) cal teniren compte la correcció de la mesura com a conseqüència del nivell de salinitat.

L’aparell permet la compensació de la lectura, encara que és habitual acudir a taulescorrectores.

Recorda't de desconnectar l’aparell. Si no ha de ser emprat durant un període detemps considerable, treu-ne les bateries.

Si l’aparell no estabilitza la lectura, cal procedir a la neteja dels elèctrodes amb lessolucions pertinents (veges instruccions de l’aparell).

��5HVXOWDWV

��4�HVWLRQV1. Comenta els avantatges que presenta el mètode instrumental emprat enfront de la

valoració clàssica de Winkler.

2. Com afecta la temperatura, la salinitat i la possible presència de substànciesreductores al nivell d’oxigen dissolt?

��%LEOLRJUDILD• 0DQXDO�G¶XWLOLW]DFLy�GH�O¶DSDUHOO (instruccions de neteja, manteniment i calibratge)• Skoog, D. A. ; West, D. M.. $QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO. Ed. Interamericana, Mèxic (1987)• Harris, D. C.. ([SORULQJ� FKHPLFDO� DQDO\VLV (2ª ed). W. H. Freeman and Co. Estats

Units (2001)


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�GH�VXFUHV�SHU�SRODULPHWULD��2EMHFWLXVDeterminar la rotació específica de substàncies òpticament actives.Aplicar la tècnica polarimètrica en la determinació de la puresa d’una mostra desacarosa.

��)RQDPHQWAlgunes substàncies tenen la propietat de girar el pla de la llum polaritzada (es diu quesón òpticament actives o que presenten poder rotatori òptic). Si el pla de la llumpolaritzada gira cap a la dreta es diu que la substància és dextrògira (+) i si gira cap al’esquerra es diu que és levògira (-).

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Polarímetre amb cubetes/tubs polarimétrics

de 2,00 dm- Vasos de precipitats- Proveta

- Fructosa (PA)- Glucosa (PA)- Sacarosa (PA)- Mostra de sacarosa problema- Aigua destil·lada

��3URFHGLPHQW��8WLOLW]DFLy�GH�O¶DSDUHOOa) Connexió: Connecta la làmpada i espera 10 minuts que s’estabilitzi.

b) Comprovació del zero: Omple la cubeta amb aigua destil·lada, i procura evitar quees formin bombolles. Gira l’analitzador fins que aconsegueixis la penombra dereferència (el punt en el qual el camp visual passa de tenir el camp centralil·luminat a tenir els camps laterals il·luminats). Anota el valor d’α i corregeix-lo enles següents lectures, tenint en compte que º0

2=��α .

c) Lectures polarimètriques: Estant l’escala graduada en posició “zero”, col·loca lamostra i observa el camp visual. Si els camps laterals estan il·luminats, significaque la substància és òpticament activa en sentit positiu (dextrògira). Si estàil·luminada la zona central, la substància és levògira.

A continuació gira el comandament de l’analitzador (en el sentit de les agulles delrellotge si és dextrògira, i en sentit contrari a les agulles del rellotge si és levògira)fins aconseguir la penombra de referència. Efectua la lectura en l’escala graduada

Dextrògir (+)Levògir (-)

8QLWDW�GLGjFWLFD��0qWRGHV�zSWLFV

8'��

de Vernier:- si és dextrògir, la lectura de l’angle és directa.- si és levògir, cal restar 180° a la lectura (per exemple, si és 178,30°, 178,30° -

180° = -1,70°).Teòricament, els dos costats haurien de donar la mateixa lectura; si no fos així,s’agafarà com a lectura correcta la mitjana de totes dues.

��'HWHUPLQDFLy�GH�OD�URWDFLy�HVSHFtILFD�GH�VXEVWjQFLHV�zSWLFDPHQW�DFWLYHVa) Prepara dues dissolucions al 10% p/v de fructosa (levulosa) i de glucosa (dextrosa)

i mantén-les a 20°C. Afegeix-les-hi 2-3 gotes de hidròxid d'amoni concentrat peraccelerar la mutorotació.

b) Determina l’angle de rotació i fes dues lectures amb tres observacions per acadascuna.

c) Calcula el valor de la rotació específica per a cada substància i consulta els valorstabulats a la bibliografia.

d) Calcula el % d’error comès en la determinació.

��$SOLFDFLy�TXDQWLWDWLYD��'HWHUPLQDFLy�GH�OD�SXUHVD�G¶XQD�PRVWUD�GH�VDFDURVDa) Prepara 250 mL d’una dissolució aquosa de sacarosa al 20% p/v (dissolució mare)

a partir de sacarosa PA.

b) A partir de la dissolució mare, prepara 100 mL de dissolucions patrons al 15, 10, 5 i1% p/v de sacarosa.

c) Prepara 100 mL d’una dissolució al 10% p/v de la mostra de sacarosa problema.

d) Determina l’angle de rotació de cadascuna d’aquestes dissolucions. Com a anglede rotació observat per a cada patró es prendrà la mitjana de tres observacionsdiferents.

e) Omple una taula indicant la concentració, l'angle de rotació observat i la mitjana del’angle observat.

f) Construeix la gràfica de concentració en front de l’angle de rotació i determina lapuresa de la mostra problema, a partir del gràfic.

3UHFDXFLRQV- Fes l’ajustament de l’aparell amb aigua destil·lada.

- Procura que no quedin bombolles d’aire a la cubeta polarimètrica o pren lesmesures adients perquè no interfereixin.

- Neteja la cubeta dos o tres cops amb petits volums de la dissolució a mesurar.

- Fes les mesures en ordre creixent de concentracions.


8'��

- Les dissolucions s’haurien de mantenir a 20°C en el cas de la determinació de larotació específica. En el punt 3, la temperatura pot ser l’ambiental mentre totes lesmesures es facin a la mateixa temperatura.

.

��5HVXOWDWV��'HWHUPLQDFLy�GH�OD�URWDFLy�HVSHFtILFD�GH�VXEVWjQFLHV�zSWLFDPHQW�DFWLYHVOmple la taula següent:

α �OHFWXUD�� α �OHFWXUD�� [ ]α�! " ��FDOFXODW� [ ]α

�! " ��WDEXODW� ��(UURUFructosaGlucosa

��'HWHUPLQDFLy�GH�OD�SXUHVD�G¶XQD�PRVWUD�GH�VDFDURVDOmple la taula següent:

&RQF��GLVVRO��3DWUy�� α α

20

15

10

5

1

Mostra problema

��4�HVWLRQV1. Defineix els següents termes: llum polaritzada, isomeria òptica, carboni asimètric.

2. Escriu l’equació fonamental de la polarimetria, indicant les magnituds que hiintervenen.

3. Per tal que els resultats analítics siguin acceptables, cal tenir en compte lesvariables que afecten la rotació específica. Indica quines són aquestes variables.


8'��

��%LEOLRJUDILD• Allinger, N. i altres, 4XtPLFD�RUJjQLFD, Edit. Reverté S.A, Barcelona, 1975

• Villalobos, M. 'RVVLHU�7HFQRORJLD�TXtPLFD -5-, Departament de química, Cornellàde Llobregat, 1998


8'��

$FWLYLWDW� �� 'HWHUPLQDFLy� GHO� JUDX� DOFRKzOLF� SHUUHIUDFWRPHWULD��2EMHFWLXVAprendre a utilitzar el refractòmetre Abbe.Realitzar mesures de l’índex de refracció per aplicar-les a l’anàlisi quantitativa,mitjançant el mètode de la corba de calibratge.

��)RQDPHQWEl fenomen de la refracció es defineix com el canvi de velocitat que experimenta laradiació electromagnètica en passar d’un medi transparent a un altre.

L’índex de refracció Q d’un medi es defineix com la relació entre la velocitat de laradiació electromagnètica en el buit F i la velocitat de la radiació en el medi Y (Q F�Y).Per comoditat, s’utilitza l’índex de refracció respecte de l’aire (a 1 atm) en comptes delreferit al buit.

L’índex de refracció d’un medi és funció de la longitud d’ona o freqüència de laradiació, de la temperatura i de la concentració dels components si es tracta d’unamescla. En el cas de sistemes compressibles, també és funció de la pressió exercidasobre la substància.

El contingut alcohòlic de les begudes s’expressa en termes de percentatge en volumd’etanol, a 20°C, i es pot determinar per refractometria, prèvia separació delsconstituents no volàtils, per destil·lació i posterior comparació amb una sèrie depatrons etanol/aigua.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Refractòmetre d’Abbe- Matrassos aforats de 100 mL- Bany amb termòstat- Pipetes Pasteur o comptagotes

- Etanol absolut [T,F]- Aigua destil·lada- Vi- Òxid de calci

��3URFHGLPHQW1. Arrasa un matràs aforat de 100 mL amb el vi i posa'l en el bany d’aigua a 20°C

durant 20 minuts, per tal que assoleixi aquesta temperatura.

2. Ajusta el volum, si és necessari, eliminant-ne l’excés amb una pipeta.

3. Passa el contingut del matràs aforat a un matràs de destil·lació. Renta'l amb aiguadestil·lada i recull les aigües de rentat en el mateix matràs de destil·lació.

4. Per tal de neutralitzar l’acidesa volàtil del vi, s'hi pot afegir 5 mL d’abeurada de calç(solució de 12 g d’òxid de calci en 100 mL d’aigua destil·lada).


8'��

5. Destil·la'l fins a recollir uns 80 mL de destil·lat en un matràs aforat de 100 mL (esconsidera acabada la destil·lació de l’alcohol quan s’han obtingut 2/3 de la mescla).Assegura't que la terminació de l’adaptador del refrigerant estigui submergida enaigua destil·lada (posa'n uns 10 mL en el matràs col·lector).

6. Arrasa el matràs amb aigua destil·lada.

7. Mentrestant, prepara patrons de 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 i 20 % v/v, a partird’etanol absolut i aigua destil·lada, en matrassos aforats prèviament retolats.

8. Col·loca els patrons i el destil·lat en el bany amb termòstat a 20°C durant 20minuts.

9. Fes lectures, per triplicat, dels índex de refracció dels patrons i del destil·lat (amb elrefractòmetre a 20°C).

�� 5HVXOWDWV1. Omple la taula següent:

6ROXFLy�� 0HVXUHV�Q # $�% 9DORU�PLWMj�Q # $�%0,02,04,06,08,0

10,012,014,016,018,020,0

Destil·lat

2. A partir de la corba de calibratge, determina quin és el contingut en etanol (graualcohòlic) del vi estudiat.

��4�HVWLRQV1. Indica i explica un altre procediment per determinar el grau alcohòlic d’un vi.

2. Què significa D i 20 en l’expressió nD20?


8'��

�. %LEOLRJUDILD• Olsen, E.D., 0pWRGRV�ySWLFRV�GH�DQiOLVLV, Edit. Reverté S.A, Barcelona, 1986• Villalobos, M. 'RVVLHU�7HFQRORJLD�TXtPLFD -5-, Departament de química, Cornellà

de Llobregat, 1998• Lozano, J.J;Vigatá, J.L��)XQGDPHQWRV�GH�TXtPLFD�JHQHUDO, Edit. Alhambra Logman,

Madrid, 1994• 0pWRGRV�DQDOtWLFRV�HQ�DOLPHQWDULD��3URGXFWRV�GHULYDGRV�GH�OD�XYD�\�VLPLODUHV.

Montplet y Esteban S.A


8'��

$FWLYLWDW� �� (VWXGL� GH� FRPSRVWRV� DPE� JUXSV� �&+�� SHUUHIUDFWRPHWULD��2EMHFWLXVAprendre a utilitzar el refractòmetre Abbe i a mesurar l’índex de refracció de diferentslíquids orgànics d’una mateixa sèrie homòloga.

Calcular la refracció atòmica d’un grup atòmic, a partir dels resultats obtinguts.

��)RQDPHQWL’índex de refracció d’un líquid a una longitud d’ona fixa és una propietat que depèn dela pressió i de la temperatura, però hi ha una propietat, la refracció específica, que ésindependent d’ambdues i que es pot calcular utilitzant l’equació de Lorentz – Lorenz:

ρ1

21

2

2

⋅+−=

'

'' Q

QU

en què:- nD és l’índex de refracció del líquid a T °C,- ρ és la densitat del líquid a T°C i- rD és la refracció específica.El producte de la refracció específica i la massa molecular (M) de la substància líquidas’anomena refracció molar:

ρ0

QQU05 &&&& ⋅

+−=⋅=

21

2

2

Aquesta propietat és característica per a cada compost químic i només depèn de lalongitud d’ona de la llum utilitzada. Així mateix, RD és una propietat additiva dels grupsatòmics i elements que formen el compost químic; en la literatura especialitzada hi hataules amb els valors de les seves contribucions a la refracció molar. Aquestescontribucions s'anomenen refraccions atòmiques.

Aquesta propietat s’utilitza per identificar substàncies i com a criteri de puresa. Calindicar que en una sèrie homòloga augmenta regularment amb l’increment de lacadena carbonada.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Refractòmetre d’Abbe- Picnòmetre- Comptagotes o pipetes Pasteur

- Reactius orgànics líquids de la mateixasèrie homòloga:

- Isopropanol, isobutanol, alcoholisoamílic [F]

- Etanol, propanol, butanol, pentanol [F]- Hexà, heptà, octà [F,Xn]


8'��

��3URFHGLPHQW1. Per a cadascun dels líquids, determina la densitat relativa amb el picnòmetre i

calcula'n la densitat absoluta. 2. Determina l’índex de refracció dels líquids.

Atenció: tingues la precaució de no ratllar els prismes del refractòmetre i neteja'nsempre la superfície amb un cotó o paper suau.

Les etapes de la determinació són:

a) Obre els prismes del refractòmetre i comprova que estan nets i secs.

b) Amb un comptagotes o una pipeta Pasteur, posa unes gotes del líquid problemadamunt de la superfície mat del prisma inferior del refractòmetre.

c) Tanca el conjunt dels prismes i enfoca'ls accionant l’ocular, de forma que espugui veure el reticle i la vora que separa les zones fosca i clara.

d) Acciona el compensador fins que la vora de separació de les zones sigui nítida.

e) Mou el botó d’ajust fins que la ratlla neta de separació coincideixi amb laintersecció del reticle.

f) Llegeix el valor de nD a l’escala i el de la temperatura.

��5HVXOWDWVTipus de refractòmetre Abbe =

Temperatura =

1. Determinació de la densitat

&RPSRVWPicnòmetre buitPicnòmetre ple de líquidPicnòmetre ple d’aiguaDensitat relativaDensitat absoluta (g/mL)


8'��

2. Determinació de la refracció molar

&RPSRVWρ (g/mL)MnD

nD mitjàrD

RD

3. Determinació de la refracció atòmica

Sèrie homòloga =Grup investigat =

Resultats:

RD(2) - RD(1) =

RD(3) - RD(2) =

Refracció atòmica mitjana =

��4�HVWLRQV1. Compara el valor obtingut per al grup –CH2- amb el que s’obtindria teòricament,

d’acord amb la taula de refraccions atòmiques que s’adjunta a l’annex.

2. En quines unitats s’expressa la refracció molar?

��%LEOLRJUDILD- Olsen, E.D., 0pWRGRV�ySWLFRV�GH�DQiOLVLV, Edit. Reverté S.A, Barcelona, 1986- Villalobos, M. 'RVVLHU�7HFQRORJLD� TXtPLFD -5-, Departament de química, Cornellà

de Llobregat, 1998- Lozano, J.J;Vigatá, J.L, )XQGDPHQWRV�GH�TXtPLFD�JHQHUDO, Edit. Alhambra Logman,

Madrid, 1994- +DQGERRN�RI�&KHPLVWU\��3K\VLFV. CRC PRESS Inc. Boca Raton. Florida (EEUU)


8'��

$QQH[��7DXOD�GH�YDORUV�GH�UHIUDFFLy�DWzPLFD(OHPHQW�R�*UXS�DWzPLF 5HIUDFFLy�DWzPLFD

Carboni 2,591Hidrogen 1,028Fluor 0,810Clor 5,844Brom 8,741Iode 13,954Doble enllaç 1,575Triple enllaç 1,977Anell de 3C 0,614Anell de 4C 0,317Grup fenil - C6H5 25,463Grup naftil - C10H7 43,000Oxigen en carbonil O= 2,122Oxigen en éter, éster -O- 1,643Gruo hidroxil –OH 2,553N en amina alifàtica primària 2,376N en amina alifàtica secundària 2,582N en amina alifàtica terciària 2,840N aromàtic 3,550N en amida 2,650Grup aromàtic - NO2 7,300Grup - C ≡N 5,459S en tiocarbonil C=S 7,970S en mercapto - S - H 7,729

Dades preses del Handbook of Chemistry & Physics. CRC PRESS Inc. Boca Raton.Florida (EEUU)


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�GH�VXOIDWV�SHU�WXUELGLPHWULD��2EMHFWLXVDeterminar la concentració de sulfats a aigua de l’aixeta mitjançant una tècnicaturbidimètrica.

��)RQDPHQWL'origen dels sulfats a les aigües prové de la solubilització de sals i de vaporssulfurosos en ambients industrials i de l'oxidació de sulfurs.

L'ió sulfat pot considerar-se un indicador de contaminació d'origen industrial,especialment en aigües superficials. Els sulfats es troben, per tant, en qualsevol tipusd'aigua, en concentració suficient com perquè s'inclogui en una anàlisi inicial decaracterització.

Les tècniques més utilitzades per a la determinació de sulfats han estat: gravimetria,nefelometria, turbidimetria, volumetria de precipitació amb perclorat de bari utilitzanttorina com a indicador, conductometria de precipitació amb acetat de bari en un medid'isopropanol/aigua i potenciometria amb elèctrode selectiu de plom en un medimetanol/aigua.

En la turbidimetria es mesura la intensitat de llum transmesa. El principi és idèntic alde la colorimetria, però en aquesta tècnica es determina la quantitat de llum absorbidapels components acolorits de la mostra, mentre que en la turbidimetria es determina laquantitat de llum dispersada per la matèria en suspensió. Per tal d’aconseguir lamàxima sensibilitat, és necessari emprar una longitud d’ona que no sigui fortamentabsorbida per cap dels soluts acolorits que puguin estar presents en la fase líquida.

El mètode turbidimètric presenta un límit de detecció de 2,5 ppm i un error relatiu del ±4,7 %; el temps de realització per a tres mostres és d’uns 30 min. En l'aplicació amostres reals s'han obtingut resultats amb un error relatiu inferior al 2% respecte alsvalors obtinguts pel mètode gravimètric (aquest mètode s’utilitza com a referència pertal de comparar els valors obtinguts per diferents tècniques).

La turbidimetria és una tècnica còmoda, sensible i no requereix una instrumentacióespecialment costosa. A més a més, té l’avantatge de ser específica i no presentarinterferències. La principal dificultat apareix en la consecució d'una terbolesareproduïble, cosa que fa necessari realitzar una recta de calibratge cada vegada quees vol fer una determinació.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Espectrofotòmetre UV-Vis- Cubetes espectrofotomètriques- Matrassos aforats de 100 i 250 mL amb taps- Vasos de precipitats

- Sulfat de potassi PA- Goma aràbiga en pols PRS- Àcid acètic glacial PRS [C]- Acetat de bari PA [T]


8'��

��3URFHGLPHQW1. Prepara una dissolució de goma aràbiga al 5% (p/v); agita-la i escalfa-la (si fosnecessari).

2. Prepara la dissolució precipitant de sal de bari, dissolent 20,0 g d’acetat de bari enuna mescla de 75 mL d’àcid acètic, 10 M i 25 mL de dissolució de goma aràbiga al5%, i filtra la dissolució resultant.

3. A partir d’una dissolució mare de 300 ppm de sulfat de potassi, prepara una sèriede solucions patró de 15, 30, 45, 60 i 75 ppm. Caldrà prendre les parts alíquotes dedissolució mare, afegir-hi 2 mL de la solució precipitant i arrasar a 100 mL enmatrassos aforats. Prepara també un blanc.

4. Un cop arrasats els matrassos aforats, agita'ls durant un minut. Transvasa-ho a lescubetes de l’espectrofotòmetre i deixa-ho reposar un minut.

5. Pren 25 mL de la mostra problema i prepara-la de la mateixa forma que els patrons.

6. Fes les lectures de l’absorbància dels patrons i de la mostra problema.

��5HVXOWDWV1. Omple la taula següent:

6ROXFLy�SDWUy��SSP� $EVRUEjQFLD1530456075

Mostra problema

2. Construeix la recta de calibratge i determina la concentració de sulfats en la mostra,tenint en compte la dilució.

��4�HVWLRQV1. Indica quines són les diferències entre turbidimetria i nefelometria.

2. Quins són els límits acceptats per la normativa espanyola respecte a la concentracióde sulfats en aigües potables?

3. Què és i quina funció té la goma aràbiga?

��%LEOLRJUDILD• Mas, F.; Estela, J.M.; Cerdà, V.,� ³&RPSDUDFLyQ� GH� DOKXQRV� PpWRGRV� SDUD� OD

GHWHUPLQDFLyQ�GH�VXOIDWRV�HQ�DJXD´ Química Analítica 7(3),351-359 (1988).• Pickering, W.F, 4XLPLFD�DQDOtWLFD�PRGHUQD, Edit. Reverté, S.A, Barcelona 1976.


8'��

$FWLYLWDW��(VSHFWUH�G¶DEVRUFLy��2EMHFWLXVRealitzar i comparar diferents corbes a partir de les dades obtingudes, per estudi, d’unsistema absorbent a l’espectre visible.

��)RQDPHQWQuan incideix llum monocromàtica sobre una mostra, una part d’aquesta radiació potser absorbida per la mostra i la resta hi passa a través. Es defineix la transmitància (T)com la fracció de la llum incident que passa a través de la mostra i pot tenir valors de 0a 1.L’absorbància es defineix com A = -log T i és directament proporcional a laconcentració c de l’espècie que absorbeix la llum a la mostra, d’acord a la llei de Beer.

A = ε bcc = concentració (mol / L)

b = camí òptic o longitud de la cubeta que conté la mostra (cm) ε = absortivitat molar ( M-1 cm-1 )

L’espectre electromagnètic abasta totes les freqüències possibles que poden assumirles ones radiants. Es poden diferenciar diverses zones dins de l’espectre, segons elrang de longitud d’ona. Així tenim, entre d’altres, tres zones fonamentals per a l’anàlisi,com són: UV, visible i IR.

Per aconseguir que un aparell funcioni dins d’aquestes zones es necessita una font dellum que emeti de forma homogènia i contínua i un sistema de detecció.

Els aparells que treballen en la zona del visible (400-800 nm) són els anomenatsfotocolorímetres i espectrofotòmetres.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Fotocolorímetre- Cubetes- Pipetes aforades- Matrassos aforats

- Permanganat de potassi, KMnO40,1000N

- Aigua destil·lada

4. 3URFHGLPHQW1. Connecta el fotocolorímetre 20 minuts abans d'utilitzar-lo.

3. Comprova que les cubetes estiguin perfectament netes.

3. Prepara dues dissolucions de permanganat de potassi 1x10-3 M i 2x10-3 M, a partirde la solució estoc, utilitzant el material volumètric convenient i tenint en compte queles dissolucions preparades han de tenir una concentració homogènia.

4. Determina l’espectre d’absorció de cada dissolució de la següent forma:a) 420 nm ajusta l’instrument a 0% T sense cubeta i a 100% T amb aigua destil·lada a

la cubeta. La cubeta s’ha de col·locar al portacubetes sempre en la mateixa posició


8'��

i s’ha d’utilitzar sempre la mateixa cubeta per fer el blanc.

b) Col·loca uns 3 mL de la dissolució de permanganat en una segona cubeta.Insereix-la en el portacubetes i llegeix i anota el %T en una taula.

c) Repeteix el procediment (punts a i b) a 470, 530, 620 i 660 nm o, si escau, a leslongituds d’ona corresponents als filtres que incorpori l’aparell.

5. 5HVXOWDWV1. Omple la taula següent:

��QP ��QP ��QP ��QP ��QP%T (dissol. 1x10-3 M )

%T (dissol. 2x10-3 M )

2. Fes les gràfiques % T YV λ (longitud d’ona) i A YV λ per a cada dissolució.

3. Determina les longituds d’ona on hi ha els màxims de l’absorbància (o els mínims dela transmitància). Compara els resultats per a les diferents concentracions.

4. Als valors de λ trobats, quins valors corresponen de ε ?

��4�HVWLRQV1. Defineix de forma resumida els següents conceptes: espectre d’absorció, longitudd’ona.

2. Determina matemàticament la relació entre la transmitància i la concentració, apartir de la llei de Beer.

3. Indica les unitats de A i T.

��%LEOLRJUDILD• Olsen, E.D., 0pWRGRV�ySWLFRV�GH�DQiOLVLV, Edit. Reverté S.A, Barcelona, 1986• Harris, D. C., $QiOLVLV�TXtPLFR�FXDQWLWDWLYR, Edit. Reverté SA, Barcelona, 2001• Skoog, D.A; West, D.M, $QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO, Edit. Iberoamericana, México, 1987


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�HVSHFWURIRWRPqWULFD�GH�QtTXHO��,,��2EMHFWLXVDeterminar el contingut en Ni (II) en una mostra per espectrofotometria d’absorció,mitjançant el mètode d’addició de patró.

��)RQDPHQWL’espectrofotometria d’absorció, especialment en les regions de l’ultraviolat i el visible,és una de les tècniques d’anàlisi quantitativa més útils. Aquesta tècnica permetmesurar concentracions d’espècies químiques, i es basa en la proporcionalitat queexisteix entre l’absorbància d’una dissolució i la concentració corresponent (llei deBeer).

Les dissolucions acolorides absorbeixen llum de diferents longituds d’ona però hi haXQ�YDORU�GH� �SHU�D�OD�TXDO�O¶DEVRUFLó és màxima i la màxima sensibilitat es dóna per ala relació absorbància - concentració.

El mètode d’addició de patró consisteix en afegir quantitats conegudes d’analit alproblema, el contingut del qual es vol determinar. A partir de l’augment del senyal esdedueix la quantitat d’analit que hi ha a la mostra problema.Aquest mètode requereix una resposta lineal davant de l’analit i és especialmentindicat quan la composició de la mostra és desconeguda o complexa i afecta el senyalanalític. Quan s'utilitza el mètode d’addició de patró, totes les mostres tenen la mateixamatriu.

La concentració de la mostra problema es calcula mitjançant un mètode gràfic queconsisteix en representar a l’eix d’abscisses la concentració del patró afegit i a l’eixd’ordenades el senyal analític. L’abscissa a l’origen de la recta extrapolada, canviadade signe, és la concentració desconeguda després de diluir la mostra al volum final.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Matrassos aforats de 100 mL- Pipetes aforades de 5, 10, 15, 20 i 25

mL- Espectrofotòmetre UV-Vis- Cubetes espectrofotomètriques

- Sulfat de níquel (II) 6-hidrat (PA)[Xn]- Mostra problema que contingui Ni (II)

��3URFHGLPHQW1. Prepara una dissolució patró al 2% (p/v) de sulfat de níquel (II) 6-hidrat.

2. Determina quina és la longitud d’ona de màxima absorbància d’aquesta dissoluciófent un escombrat en un interval de 370-600 nm.

3. Prepara una sèrie de 6 dissolucions, mesurant 25 mL de la mostra problema iafegint respectivament 0, 5, 10, 15, 20 i 25 mL de la dissolució patró i diluint a 100mL amb aigua destil·lada.


8'��

4. Mesura l’absorbància de cada una de les dissolucions a la longitud d’ona trobada.

5. Determina la concentració en % (p/v) de la mostra problema pel mètode d’addicióde patró.


/RQJLWXG�G¶RQD��S�Y��SDWUy�DIHJLW $EVRUEjQFLD

2. Representació gràfica:

3. Equació de la recta:

4. Concentració d’analit a la mostra problema:

��4�HVWLRQV1. Què s’entén per “matriu” en un problema analític?

2. El mètode d’addició de patró es exclusiu de les tècniques espectrofotomètriques?Indica alguna altra tècnica analítica en la qual es pugui aplicar aquest mètode.

��%LEOLRJUDILD• Harris, D. C., $QiOLVLV�TXtPLFR�FXDQWLWDWLYR, Edit. Reverté SA, Barcelona, 2001


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�HVSHFWURIRWRPqWULFD�GH�IHUUR��,,��2EMHFWLXVDeterminar el contingut de ferro (II) en un complement vitamínic comercial, mitjançantuna tècnica espectrofotomètrica.

��)RQDPHQWAquesta determinació espectrofotomètrica està basada en la reacció del Fe (II) amb lao-fenantrolina que dóna lloc a la formació d’un complex de color vermell intens.

La o-fenantrolina forma un complex amb el ferro (II) en un interval de pHd’aproximadament 3-9. Per assegurar la constància del pH en un valor comprès enaquest interval, s’hi afegeix una dissolució tampó cítric/citrat o acètic/acetat.

El ferro (II) en dissolució té tendència a oxidar-se, total o parcialment, a ferro (III). Pertal de mantenir el ferro en l’estat reduït s’hi afegeix clorhidrat d’hidroxilamina.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Matrassos aforats de 100 mL- Pipetes aforades de 25, 10, 5, 3, 2 i 1

mL- Embuts- Paper de filtre- Placa calefactora- Colorímetre- Cubetes

- Àcid clorhídric 6M [C]- Clorhidrat d’hidroxilamina [T]- Citrat de sodi- o-fenantrolina [T]- Sulfat de ferro(II) i amoni 6-hidrat (sal

de Mohr) (EQP)- Complement vitamínic

��3URFHGLPHQW1. Prepara els següents reactius:

a. Solució aquosa de clorhidrat d’hidroxilamina que contingui 5g / 100 mL.b. Citrat de sodi: 25 g / L en aigua.c. o- Fenantrolina: Es dissolen 0,63 g en 25 mL d’etanol i s’hi afegeixen 225 mL

d’aigua. Es conserva en flascons de color topazi.d. Patró de Fe (II): Es prepara dissolent 0,281 g de sal de Mohr en un matràs

aforat d’un litre que conté 1 mL d’àcid sulfúric concentrat.

N

N

N NFe2+ + 3 Fe2+

3


8'��

2. En un vas de precipitats de 100 mL, es col·loca la mostra (complement vitamínicque conté ferro) i es fa bullir durant 15 minuts amb 25 mL d’HCl 6M. La solucióresultant es filtra directament sobre un matràs aforat de 100 mL i es renta el vas deprecipitats i el filtre diverses vegades amb petites quantitats d’aigua, per asseguraruna transferència quantitativa.

Es deixa refredar i s’acaba d’arrasar completament.

Pren 5,00 mL d’aquesta dissolució i dilueix-la a 100 mL en un matràs aforat.

3. Posa 10,00 mL de la solució patró de Fe en un vas de precipitats i mesura'n el pH.Afegeix-hi citrat de sodi fins a pH 3,5, aproximadament, tot comptant el nombre degotes que es necessiten.

4. Agafa una nova alíquota de 10,00 mL de la solució patró i posa-la en un matràsaforat de 100 mL, i afegeix-hi el mateix nombre de gotes de la solució de citrat desodi que en el pas anterior. Afegeix-hi 2,00 mL de la dissolució de clorhidratd’hidroxilamina i 3,00 mL de la dissolució de o-fenantrolina i dilueix-ho amb aiguafins a l’aforament i homogeneïtzant completament.

5. De la mateixa forma, prepara tres solucions amb 5,00, 2,00 i 1,00 mL de la soluciópatró de Fe i un blanc. El nombre de gotes de la solució de citrat de sodi ha de serproporcional al volum de patró de Fe.

6. Determina quantes gotes de la solució de citrat de sodi es necessiten per portar10,00 mL de la solució problema a pH 3,5 (aquesta dissolució es rebutja).

7. Posa 10,00 mL de la dissolució problema en un matràs aforat de 100 mL i afegeix-hi la quantitat necessària de la dissolució de citrat de sodi, 2,00 mL de clorhidratd’hidroxilamina i 3,00 mL de o-fenantrolina. Dilueix-la perfectament fins l’aforamenthomogeneïtzant.

8. Deixa en repòs les dissolucions patrons i la mostra durant 15 minuts i mesura'nl'absorbància a 508 nm.

9. A partir de les dades obtingudes, determina quina és la quantitat de Fe a la mostrade partida.

��5HVXOWDWV1. Calcula la concentració de Fe (II), expressada en mg/L, de cada una de les

dissolucions patrons.


8'��

2. Omple la taula següent:

&RQF��)H�,,��PJ�/ $EVRUEjQFLD

Mostra problema

4. A partir de la recta de calibratge anterior, calcula el contingut de Fe(II) en elcomplement vitamínic i expressa el resultat en mg Fe(II)/comprimit.

��4�HVWLRQV1. Es compleix la llei de Beer en tot l’interval de concentracions utilitzat?

2. Per què les mesures d’absorbància de les dissolucions es fan a una longitud d’onade 508 nm?

3. Indica alguna substància que pugui substituir el clorhidrat d’hidroxilamina en laseva funció.

��%LEOLRJUDILD• Harris, D. C., $QiOLVLV�TXtPLFR�FXDQWLWDWLYR, Edit. Reverté SA, Barcelona, 2001


8'��

$FWLYLWDW� �� 'HWHUPLQDFLy� GH� TXLQLQD� HQ� XQD� EHJXGD� GHWzQLFD��2EMHFWLXVDeterminar el contingut de quinina en una beguda de tònica mitjançant tècniquesespectrofotomètriques.

Comparar el valor obtingut experimentalment amb la quantitat màxima establerta en lareglamentació tecnicosanitària corresponent.

��)RQDPHQWPer poder determinar un compost per espectrofotometria és necessari que absorbeixillum. La majoria de compostos absorbeixen la radiació ultraviolada; per això,l’absorció en la regió de l’ultraviolat, generalment, és de poca utilitat en l’anàlisiespectroscòpica quan tenim una barreja de substàncies.

La quinina, però, presenta un definit màxim d’absorbància a 347,5 nm i es potdeterminar mitjançant el mètode de corba de calibratge, tenint en compte la relacióque hi ha entre la concentració de l’espècie absorbent present en una dissolució il’absorbància que presenta (llei de Beer)

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Matrassos aforats de 100 mL- Pipetes aforades- Espectrofotòmetre UV-Vis- &XEHWHV�WUDQVSDUHQWV�D�OD� �GH�WUHEDOO

- Sulfat de quinina [T]- Beguda de tònica

��3URFHGLPHQW1. Elimina el gas de la mostra per agitació magnètica i escalfa-la suaument durant 10

minuts.

2. Prepara 100 mL d’una solució concentrada de 1000 ppm de sulfat de quinina (o dequinina) de qualitat reactiu, dissol-la en 20 mL d’HCl 0,5 M i afora-la a 100 mL.

3. Transfereix alíquotes de 0,5, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0 i 6,0 mL de dissolució de 1000ppm a diferents matrassos aforats de 100 mL. Afegeix a cada un 20 mL d’HCl 0,5 Mi arrasa. Hauràs obtingut una sèrie de patrons de 5, 10, 20, 30, 40, 50 i 60 ppm desulfat de quinina.

4. Prepara també un blanc sense sulfat de quinina però amb HCl.

5. Posa-hi 50 mL de la mostra desgasificada en aforat de 100 mL amb una pipeta.Afegeix-hi 20 mL d’HCl 0,5 M i afora a 100 mL. Fes aquesta preparació per triplicat.


8'��

6. Llegeix els corresponents valors de l’absorbància i representa la recta de calibratge.


&RQFHQWUDFLy�GH�VXOIDW�GH�TXLQLQD�SSP�

$EVRUEjQFLD5

102030405060

Mostra problema

2. Construeix la recta de calibratge.

3. Calcula la concentració de la mostra problema a partir de la recta de calibratge,tenint en compte la dilució efectuada.

4. Expressa el resultat en ppm de quinina, amb el corresponent interval de confiança.

��4�HVWLRQV1. La quinina, quin tipus de substància és i d’on s’extreu?

2. Indica'n algunes de les aplicacions més importants.

5. Indica la fórmula desenvolupada de la quinina i del sulfat de quinina.

6. El resultat obtingut, es troba dins dels límits que marca la reglamentaciótecnicosanitària?

��%LEOLRJUDILD• Olsen, E. D., 0pWRGRV�ySWLFRV�GH�DQiOLVLV, Edit. Reverté S.A, Barcelona, 1986

• Harris, D. C., $QiOLVLV�TXtPLFR�FXDQWLWDWLYR, Edit. Reverté SA, Barcelona, 2001

• 5HJODPHQWDFLyQ� 7pFQLFR�6DQLWDULD� SDUD� OD� (ODERUDFLyQ�� &LUFXODFLyQ� \� 9HQWD� GH%HELGDV�5HIUHVFDQWHV�


8'��

$FWLYLWDW� �� 'HWHUPLQDFLy� GH� OD� FDIHwQD� HQ� XQD� EHJXGD� GHFROD��2EMHFWLXVDeterminar la quantitat de cafeïna en una beguda de cola per aplicació directa de lallei de Beer.

��)RQDPHQWLa llei de Beer afirma que l’absorbància o absorció de llum produïda por un determinatmaterial és directament proporcional a la concentració de l’espècie absorbent, al camío pas òptic (amplada de la cubeta que conté la mostra) i al tipus de substància:

A = abc

A = Absorbància, és adimensional.a = Absortivitat, és el coeficient de proporcionalitat, les seves unitats depenen de les de la concentració.b = Pas òptic, generalment s’expressa en cm.c = Concentració de l’espècie absorbent, generalment s’expressa en M.

Si la concentració s’expressa en unitats de mol/L (M), que és la forma més habitual, elFRHILFLHQW� GH� SURSRUFLRQDOLWDW� V¶H[SUHVVD� FRP� � L� V¶DQRPHQD� DEVRUWLYLWDW� PRODU� Rcoeficient d’extinció molar. Les seves unitats són M-1cm-1 i és característic de cadasubstància.

Aquesta llei és fonamental en els mètodes òptics d’anàlisi perquè permet calcular laconcentració d’una substància present en una mostra a partir de la mesura de laradiació absorbida, sempre que sigui l'única espècie absorbent.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Embut de decantació- Matràs aforat de 50 mL- Proveta de 100 mL- Pipeta aforada de 15 mL- Agitador magnètic- Espectrofotòmetre UV-Vis- Cubetes de quars

- Cloroform [Xn]- Beguda de cola

�� 3URFHGLPHQW1. Mesura 100 mL de la mostra de beguda de cola.

2. Agita-la durant 10 minuts per eliminar el diòxid de carboni i transvasa-la a un embutde decantació.


8'��

3. Afegeix-hi 15 mL de cloroform i agita-la.

4. Recull la capa inferior (extracte clorofòrmic de la cafeïna) en matràs aforat ben net isec.

5. Repeteix dues vegades més l’extracció amb 15 mL de cloroform i recull elsextractes en el mateix aforat.

6. Arrasa el matràs a 50 mL amb cloroform.

7. Prepara un blanc.

8. Determina quina és la longitud d’ona de treball fent un escombrat espectral en uninterval de 100 a 300 nm.

9. Mesura l’absorbància de la mostra de cafeïna a la longitud d’ona òptima. Fes-netres lectures.

10. Recull els residus de cloroform en el recipient de dissolvents halogenats.

��5HVXOWDWV1. Representa gràficament l’escombrat espectral realitzat (o adjunta el gràfic que et

dóna l’aparell, si és el cas).2. Fes el càlcul de la concentració de cafeïna en la beguda de cola, tenint en compte

que l’absortivitat d’una dissolució de cafeïna és, expressant la concentració eng/cm3, de 54000 cm2 g-1.

3. Dóna el resultat amb un interval de confiança del 95%.

��4�HVWLRQV1. Per què es realitzen tres extraccions amb 15 mL de cloroform cada una i no una

única extracció amb 45 mL?2. El contingut en cafeïna de la beguda de cola s’ajusta als valors permesos per

normativa?3. Indica algunes de les propietats i efectes de la cafeïna.

��%LEOLRJUDILD• Olsen, E. D., 0pWRGRV�ySWLFRV�GH�DQiOLVLV, Edit. Reverté S.A, Barcelona, 1986• Harris, D. C., $QiOLVLV�TXtPLFR�FXDQWLWDWLYR, Edit. Reverté SA, Barcelona, 2001• Skoog, D.A;West, D.M, $QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO, Edit. Iberoamericana, México, 1987• Ballejo, J.M, 0pWRGRV� RILFLDOHV� GH� DQiOLVLV. Tomo 1, Secretaria general técnica

Ministerio de agricultura, pesca y alimentación, Secretaria general de alimentación,Madrid,1993


8'��

$FWLYLWDW��(VSHFWURVFzSLD�G¶LQIUDURLJ��DQjOLVL�TXDOLWDWLYD�GHFRPSRVWRV��2EMHFWLXVFamiliaritzar-se amb la tècnica de l’espectroscòpia IR i la interpretació d’espectres.Veure les seves aplicacions en l'anàlisi qualitativa de compostos orgànics.

��)RQDPHQWLa zona de l’espectre electromagnètic corresponent a la radiació infraroja va des de780 a 106 nm i es poden diferenciar tres zones:

�� P�� ν ��FP� ')( �,5�3URSHU 0,780 - 2,5 12800 – 4000,5�0LWMj 2,5- 50 4000 – 200,5�/OXQ\j 50 - 1000 200 – 10

La tècnica d’espectroscòpia d’absorció IR es basa en la mesura de la vibració delsàtoms al voltant dels enllaços que els uneixen. La radiació IR no és suficientmentenergètica per produir transicions electròniques (com en el cas de UV o visible), peròsí que pot afectar els nivells energètics vibracionals o rotacionals.

Per tal que una molècula absorbeixi energia IR ha d’experimentar un canvi en elmoment dipolar corresponent, com a conseqüència del moviment vibratori; per tantnomés absorbeixen radiació IR els enllaços que presenten dipol. Per exemple, Cl2 i H2no presenten absorció en la regió IR.

Quan incideix radiació IR sobre una molècula es produeix absorció si l’energiacorresponent a una determinada freqüència coincideix amb el salt energètic entre dosnivells d’un estat de vibració. El resultat és un espectre IR, semblant a les gràfiques detransmitància enfront de la longitud d’ona en la regió del visible.

Les corbes de transmitància IR presenten molts pics anomenats bandes. Una bandaés una zona de l’espectre on es produeix una absorció considerable de radiació IR (enla regió que correspon a una freqüència vibracional de la mostra). Un valor de 100 %de T significa que tota la radiació és transmesa, no hi ha absorció.

Quan la molècula és poliatòmica, les bandes d’absorció es fan molt complexes perquès’incrementa el nombre de vibracions possibles i, a més a més, es produeixenacoblaments vibratoris (influència de l’energia d’una vibració sobre altres vibracions).Només en casos senzills és fàcil interpretar cada vibració amb precisió.

Les mostres a analitzar per espectroscòpia IR poden ser gasoses, líquides o sòlides.Cada molècula absorbirà radiació IR únicament a certes freqüències, directamentrelacionades amb els tipus d’àtoms i les seves disposicions en la molècula.

L’espectroscòpia infraroja és molt útil en la identificació de compostos orgànics. Laposició de les bandes d’absorció depèn dels grups funcionals presents en la molècula ide la relació amb els grups veïns.


8'��

La complexitat dels espectres IR fa que l’anàlisi quantitativa no sigui tan important comen UV – visible. L’aplicació de l’eina matemàtica, la transformada de Fourier i lainformàtica ha obert aquesta espectroscòpia a aplicacions en l'anàlisi quantitativa.

Generalment no s’obté una relació lineal entre absorbància i concentració.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Espectrofotòmetre IR i accessoris - Mostres de polímers (PP, PE, PET, …)

- Mostres líquides (acetona, acetat d’etil,anhídrid acètic, àcid acètic......) [Xn,F]

- Mostres sòlides ( àcid salicílic, àcidbenzòic, àcid oxàlic, ....)

��3URFHGLPHQWL’espectrofotòmetre de IR, per a un correcte manteniment de la seva òptica, ha d'estarendegat i a règim. Per tant, l’únic que s’ha de fer és preparar-lo per a l'anàlisi. Tot aixòs’ha de realitzar d’acord amb el PNT o, si no n'hi ha, amb les instruccions de l’aparell.

3ULPHUD�SDUW��HVSHFWURVFzSLD�,5�GH�GLYHUVRV�PDWHULDOV�SOjVWLFVEn primer lloc, fes l’espectre IR del poliestirè que servirà per comprovar el calibratge (i T).

Tria'n quatre de la caixa de plàstic i fes-ne també l’espectre IR.

6HJRQD�SDUW��HVSHFWURVFzSLD�,5�GH�GLYHUVRV�OtTXLGVEl suport per fer els IR, en aquest cas, són dues pastilles de NaCl cristal·litzat, ques’han de tractar amb molta cura, netejar-les amb un paper humitejat amb acetona ideixar-les assecar. No es netejaran mai amb aigua.

Un cop el suport és net i sec, es posen dues o tres gotes del líquid (del qual s’ha de ferl’IR) en una part, i a sobre s'hi col·loca l’altra part. Amb aquest procediment esrealitzaran els espectres d’IR de les següents substàncies:- Acetona- Acetat d’etil- Anhídrid acètic- Àcid acètic.

7HUFHUD�SDUW��HVSHFWURVFzSLD�,5�GH�GLYHUVRV�VzOLGVPer fer espectres IR de sòlids, s’han de mesclar en proporció de 1 a 3 amb unasubstància que sigui transparent a les radiacions IR. Normalment es fa servir KBr bensec, per tal de no observar la banda ampla de l’aigua.

Per elaborar la pastilla, es mesclen i es trituren molt bé, en un morter d’àgata, el sòlid iel KBr. Un cop ben homogeneïtzada la mescla, es pren una petita fracció i es col·loca


8'��

en el suport que ens permet fer la pastilla. La pastilla ha de ser el més prima possible ino s’ha de trencar.

Procedint d’aquesta manera realitzeu els següents IR:- Àcid salicílic- Àcid benzoic- Àcid oxàlic.

��5HVXOWDWVAdjunta els espectres IR obtinguts per a cada una de les mostres estudiades.

��4�HVWLRQV1. Indica la fórmula estructural de cadascun dels compostos dels quals has fet

l’espectre de IR.

2. Elabora una taula per a cadascun dels compostos, mirant només les bandes d’unaintensitat apreciable, on s’indiqui:

Bandes d’absorció(cm-1)

intensitat de la banda(s/m/w)

descripció de labanda (ampla/estreta)

Assignació apossibles enllaços

s/m/w (forta, mitjana, feble)

��%LEOLRJUDILD• Olsen, E.D., 0pWRGRV�ySWLFRV�GH�DQiOLVLV, Edit. Reverté S.A, Barcelona, 1986• Skoog, D.A; West, D.M, $QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO, Edit. Iberoamericana, México, 1987• Pretsch, E. I altres, 7DEODV� SDUD� OD� HOXFLGDFLyQ� GH� FRPSXHVWRV� RUJiQLFRV� SRU

PpWRGRV�HVSHFWURVFySLFRV, Edit. Alhambra, Madrid, 1988


8'��


8'��

$FWLYLWDW� �� $QjOLVL� GH� VXFUHV� SHU� FURPDWRJUDILD� GH� FDSDSULPD��2EMHFWLXV En aquesta pràctica es pretén realitzar una separació dels sucres continguts en unaliment i la identificació corresponent per cromatografia de capa prima, a partir delsvalors del Rf dels patrons que intervenen en el mateix procés cromatogràfic.

��)RQDPHQWLa cromatografia plana és un tipus de cromatografia líquida en què la faseestacionària està estesa damunt d’una superfície plana i la fase líquida flueix a travésde la fase estacionària. Segons que aquesta fase sigui un sòlid o un líquid, parlaremde cromatografia d’adsorció o de repartiment.

La dissolució de la mostra a separar es diposita sobre el pla que conté la faseestacionària en forma d’una taca circular o d’una banda, a poca distància d’un delsextrems de la superfície plana. Un cop seca l’aplicació, aquell extrem es posa encontacte amb la fase mòbil a l’interior de la cambra de desenvolupament, que had’estar tapada i saturada amb els vapors de la fase mòbil.

En la cromatografia de capa prima la superfície plana és una placa de vidre(cromatoplaca), alumini o poliester (cromatofoli) i la fase estacionària és normalmentgel de sílice activada (cromatografia d’adsorció) o desactivada (cromatografia derepartiment).

Un cop s’ha produït la separació dels components de la mostra (desenvolupament delcromatograma), es retira la placa del sistema, s’asseca i es procedeix al revelat. Lamesura posterior de les distàncies que ha recorregut cada component ens permetràdeterminar els Rf respectius, paràmetre de reconeixement.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Cromatoplaques de silicagel G- Matrassos aforats de 100 mL- Micropipetes de 5 µL- Provetes de 100 mL- Cambra de desenvolupament cromato-

gràfic- Polvoritzador- Estufa- Balança analítica- Paper de filtre Whatman n° 3

- Glucosa (PA), C6H12O6

- Fructosa (PA), C6H12O6- Sacarosa (PA), C12H22O11- Anilina (PA), C6H7N [T,N]- Difenilamina (PA), C12H11N [T,N]- Acetona, C3H6O [F]- Àcid acètic glacial, C2H4O2 [C]- Àcid ortofosfòric, H3PO4 [C]- n – Butanol, C4H10O [Xn]- Èter etílic, C4H10O [F+]- Aigua destil·lada- Dissolució Carrez I- Dissolució Carrez II- Mostra (galeta, magdalena,...)

8QLWDW�GLGjFWLFD��0qWRGHV�FURPDWRJUjILFV

8'��

��3URFHGLPHQW1. En una proveta, prepara la fase mòbil barrejant n-butanol, àcid acètic, èter etílic i

aigua destil·lada, en la proporció 9/6/3/1, en volum.

2. Posa la fase mòbil dintre de la cambra, de manera que ocupi una alçada d’1 cmsobre el fons i tapa-la perfectament. Amb això aconseguiràs que no hi hagievaporació de dissolvent i que la cambra se saturi amb els vapors d’aquestdissolvent.

3. Atès que el procés de saturació pot durar algunes hores, cal minimitzar-ne ladurada; amb aquesta finalitat folrarem l’interior de la cambra cromatogràfica ambpaper de filtre Whatman 3 saturat, de fase mòbil. D'aquesta manera el procés éspot reduir a una hora.

4. Prepara amb exactitud els patrons, que seran dissolucions a l’1% (p/v) de cadasucre en aigua destil·lada.

5. Pesa uns 5 grams de la mostra triturada i tracta-la amb 30 mL d’aigua destil·lada a40°C, durant 10 minuts.

6. Passa el sistema anterior a un matràs aforat de 100 mL. Afegeix-hi 5 mL de CarrezI i 5 mL de Carrez II, agita'l i arrasa'l a 100 mL amb aigua destil·lada. A continuaciófiltra'l i pren 20 mL del filtrat per cromatografiar.

7. Prepara la dissolució del revelador a partir dels líquids A i B:A: 4 g de difenilamina dissolta en 20 m d’àcid ortofosfòric del 80% (p/p).B: 2 mL d’anilina dissolta en 200 mL d’acetona.

8. Barreja A i B. El líquid ha de quedar transparent i cal conservar-lo a la nevera.

9. Pren la cromatoplaca de silicagel (sense activar), marca amb llapis la línia base auns 15 mm de la vora de la placa i sembra 1 µL dels patrons i 2 µL del filtrat.

10. Introdueix immediatament la placa dins de la cubeta, tapa-la i deixa desenvoluparel cromatograma unes 2 hores (12 cm d’ascensió de l’eluent).

11. Obre la cubeta, marca el front del dissolvent i elimina les restes d’eluent amb unassecador de cabell.

12. Polvoritza la placa amb el revelador i posteriorment posa-la a l’estufa a 100°C,durant 10 minuts. Apareixeran les taques dels diferents sucres. Per augmentar lasensibilitat del mètode, torna a polvoritzar la placa i deixa-la a l’estufa 5 minutsmés.

13. Marca amb llapis les taques obtingudes per cada sucre i la mostra. Mesura lesdistàncies recorregudes per cada sucre, per l’eluent i pels components de lamostra.

14. Calcula els Rf i reconeix els components de la mostra.


8'��

Cal indicar que la bibliografia indica els següents valors dels Rf:

68&5(6 5 * �DSUR[� &2/25Glucosa 0,37 VerdFructosa 0,35 MarróSacarosa 0,25 Gris

��5HVXOWDWVTemperatura = _______________

Mostra = _______________

1. CromatogramaDibuixa, a escala, una representació del cromatograma obtingut o adjunta unafotocòpia, una fotografia del mateix o una imatge digitalitzada.

2. Rf.Distància dissolvent = __________

&RPSRQHQW 'LVWjQFLD 5 * &RORU

3. Composició de la mostra

D’acord amb els valors dels Rf, indica els sucres presents a la mostra.

��4�HVWLRQV1. Com creus que afecta la saturació, amb vapors de l’eluent, de la cambra

cromatogràfica?

2. En aquesta pràctica no s’ha activat la placa de silicagel. Per què?

��%LEOLRJUDILD• Abbot, D. I Andrews, R.S., ,QWURGXFFLyQ� D� OD� FURPDWRJUDILD, Ed. Alhambra, col.

Exedra n° 6, Madrid, 1970.• Smith, I. i Feinberg, J.G., &URPDWRJUDItD�VREUH�SDSHO�\�FDSD�ILQD��(OHFWURIRUHVLV� Ed.

Alhambra, col. Exedra n° 128, Madrid, 1979.


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�GHO�OtPLW�GH�GHWHFFLy�GXQ�VXFUH�SHUFURPDWRJUDILD�GH�FDSD�SULPD��2EMHFWLXV Esbrinar quin és el límit de detecció i la dilució límit d'un hidrat de carboni típic(glucosa, fructosa o sacarosa) quan se'n vol determinar la presència per cromatografiade capa prima.

��)RQDPHQWLa cromatografia plana és un tipus de cromatografia líquida en què la faseestacionària està estesa damunt d’una superfície plana i la fase líquida flueix a travésde la fase estacionària.

La dissolució de la mostra a separar es diposita sobre el pla que conté la faseestacionària en forma d’una taca circular o d’una banda, a poca distància d’un delsextrems de la superfície plana. Un cop seca l’aplicació, aquell extrem es posa encontacte amb la fase mòbil a l’interior de la cambra de desenvolupament, que had’estar tapada i saturada amb els vapors de la fase mòbil.

Un cop s’ha produït la separació dels components de la mostra (desenvolupament delcromatograma), es retira la placa del sistema, s’asseca i es procedeix al revelat. Lamesura posterior de les distàncies que cada component ha recorregut ens permetràdeterminar els Rf respectius, paràmetre de reconeixement.

Cal indicar també que la mesura de l’àrea de la taca de cada component és unamesura de la massa d’aquest component inicialment present a la mostra i,conseqüentment, pot utilitzar-se en la realització d’una anàlisi quantitativa.

El límit de detecció és un dels criteris que es pot utilitzar per seleccionar un mètodeanalític. La definició qualitativa més acceptada indica que el límit de detecció expressala concentració o la massa mínima d’analit (en µg) que hom pot detectar amb unacertesa raonable per un procediment analític donat.

La primera formulació d’aquesta definició la va donar F. Feigl en definir el límitd’identificació o límit de perceptibilitat.

Si el límit de detecció s’expressa en unitats de concentració (g/mL) s’anomenaconcentració límit o límit de dilució.

La dilució límit és el valor recíproc de la concentració límit. Es representa per la lletra Di s’expressa en la forma 1/G, en la qual G representa la massa de dissolució en quèestà contingut 1 gram d’analit quan arriba al límit de dilució.

S’utilitza també l’exponent de dilució o pD definit per:

pD = - log D


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV

- Cromatoplaques de silicagel G- Matrassos aforats de 100 mL- Micropipetes de 5 µL- Provetes de 100 mL- Cambra de desenvolupament

cromatogràfic- Polvoritzador- Estufa- Balança analítica- Paper de filtre Whatman num. 3

- Glucosa (PA), C6H12O6

- Fructosa (PA), C6H12O6- Sacarosa (PA), C12H22O11- Anilina (PA), C6H7N [T,N]- Difenilamina (PA), C12H11N [T,N]- Acetona, C3H6O [F]- Àcid acètic glacial, C2H4O2 [C]- Àcid ortofosfòric, H3PO4 [C]- n – Butanol, C4H10O [Xn]- Èter etílic, C4H10O [F+]- Aigua destil·lada

��3URFHGLPHQW1. En una proveta, prepara la fase mòbil barrejant n-butanol, àcid acètic, èter etílic i

aigua destil·lada, en la proporció 9/6/3/1, en volum.

2. Posa la fase mòbil dintre de la cambra de manera que ocupi una alçada d’1 cmsobre el fons i tapa-la perfectament. Amb això aconseguiràs que no hi hagievaporació de dissolvent i que la cambra se saturi amb els vapors d’aquestdissolvent.


4. Prepara amb exactitud el patró mare, que serà una dissolució a l’1% del sucre triaten aigua destil·lada.

5. Prepara la dissolució del revelador a partir dels líquids A i B:A: 4 g de difenilamina dissolta en 20 m d’àcid ortofosfòric del 80% (p/p)B: 2 mL d’anilina dissolta en 200 mL d’acetona.

6. Barreja A i B. El líquid ha de quedar transparent i cal conservar-lo a la nevera.

7. Mitjançant el patró mare, prepara dissolucions de concentració 0,5%, 0,2%, 0,1% i0,05% del sucre (p/v).

8. Pren la cromatoplaca de silicagel (sense activar), marca la línia base a uns 15 mmde la vora de la placa i sembra 1 µL de cada patró.

9. Introdueix immediatament la placa dins de la cubeta, tapa-la i deixa desenvoluparel cromatograma unes 2 hores (12 cm d’ascensió de l’eluent).

10. Obre la cubeta, marca el front del dissolvent i elimina les restes d’eluent amb unassecador de cabell.


8'��

11. Polvoritza la placa amb el revelador i posteriorment posa-la a l’estufa a 100°C,durant 10 minuts. Apareixeran les taques dels diferents sucres. Per augmentar lasensibilitat del mètode, torna a polvoritzar la placa i deixa-la a l’estufa 5 minutsmés.

12. Marca amb llapis les taques obtingudes per cada sucre. Mesura les distànciesrecorregudes per cada sucre i per l’eluent.

13. Calcula els Rf de cada taca.

14. Calcula la massa de sucre que hi ha en cada una de les aplicacions.

15. En el cas que la dissolució de concentració més petita doni una taca bendelimitada i que permeti el càlcul del Rf, repeteix els punts 5 al 12 amb dissolucionsde concentració 0,05%, 0,04%, 0,03%, 0,02% i 0,01%.


Sucre = _______________

1. Cromatograma Dibuixa, a escala, una representació del cromatograma obtingut o adjunta'n unafotocòpia o fotografia.

2. RfDistància dissolvent = _____________

&RQFHQWUDFLy�J�P/�

'LVWjQFLD�FP�

5 * &RORUWDFD

$VSHFWHWDFD

0DVVDVXFUH��µJ�

3. Límit de deteccióD’acord amb els resultats del cromatograma i el volum de mostra analitzada, calcula ellímit de detecció, la dilució límit i l’exponent de dilució.

6XFUH /tPLW�GH�GHWHFFLy�µJ� 'LOXFLy�OtPLW ([SRQHQW�GH

GLOXFLy


8'��

��4�HVWLRQV1. Suggereix diferents mètodes per localitzar les taques d'un cromatograma d’una

cromatografia en capa prima (CCP), si els soluts són incolors.

2. Compara el valor del límit de detecció obtingut a la pràctica amb el ques’aconsegueix amb la cromatografia líquida d’alta resolució (CLAR) i fes-ne uncomentari.

��%LEOLRJUDILD• Abbot, D. i Andrews, R.S. ,QWURGXFFLyQ� D� OD� FURPDWRJUDItD, Ed. Alhambra, col.

Exedra n° 6, Madrid, 1970.• Bermejo, F. i Bermejo, A., /RV� FiOFXORV� QXPpULFRV� HQ� OD� 4XtPLFD� $QDOtWLFD.

Asociación nacional de químicos de España. Série monografias n° 2, Madrid, 1981.• Smith, I. i Feinberg, J.G., &URPDWRJUDItD�VREUH�SDSHO�\�FDSD�ILQD��(OHFWURIRUHVLV� Ed.

Alhambra, col. Exedra num. 128, Madrid, 1979.


8'��

$FWLYLWDW� �� 6HSDUDFLy� GHOV� SULQFLSLV� DFWLXV� GXQ� DQDOJqVLFSHU�FURPDWRJUDILD�GH�FDSD�SULPD��2EMHFWLXV Separar els principis actius que componen un analgèsic complex típic, percromatografia de capa prima. Identificar-los posteriorment amb l’ajut de la radiació UV.

��)RQDPHQWLa identificació ràpida dels principis actius continguts en un producte farmacèutic ésde gran importància en un laboratori de control. La major part dels casos permetenutilitzar la cromatografia de capa prima com un mètode ràpid i senzill, amb un nombrelimitat d’eluents.

Uns dels productes farmacèutics més utilitzats són els analgèsics. El principi actiu mésconegut entre els utilitzats és l’àcid acetilsalicílic (AAS), sintetitzat des de fa més decent anys. Actualment, s’utilitzen com a analgèsics altres principis actius, si bé no sen'han de menysprear els possibles efectes secundaris i, freqüentment, els preparatscontra el dolor contenen cafeïna.

Un dels punts clau d’una cromatografia de capa prima és el procés de revelat. Enmescles complexes, trobar un agent de revelat que visualitzi tots els componentssimultàniament pot ser un problema i aquest és el cas dels analgèsics constituïts perAAS, paracetamol i cafeïna. En aquesta experiència s’utilitzarà la radiació UV perdetectar les taques dels components VHSDUDW�GH�O¶DQDOJqVLF�

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Cromatoplaca de silicagel G /UV254- Matrassos aforats de 10 mL- Micropipetes d’1 µL- Provetes de 50 mL- Cambra de desenvolupament

cromatogràfic- Llum UV d’ona curta (254 nm)- Balança analítica (±0,0001 g)- Paper de filtre Whatman núm. 3

- AAS (PRS), C9H8O4 [Xn]- Cafeïna (PRS), C8H10N4O2

[Xn]- Paracetamol, C8H9NO2 [Xn]- Acetat d’etil, C4H8O2 [F]- Àcid acètic glacial, C2H4O2 [C]- Cloroform, CHCl3 [Xn]- Metanol, CH3OH [F, N]

��3URFHGLPHQW1. En una proveta, prepara la fase mòbil barrejant cloroform, àcid acètic glacial i

acetat d’etil, en la proporció 36/2,4/1, en volum. És aconsellable barrejar 18 mL decloroform amb 1,7 mL de la mescla acètic/acetat.

2. Posa la fase mòbil dintre de la cambra, de manera que ocupi una alçada d’1 cmsobre el fons, i tapa-la perfectament. Amb això s’aconseguirà que no hi hagi


8'��

evaporació de dissolvent i que la cambra se saturi amb els vapors d’aquestdissolvent.


4. Prepara les dissolucions de referència d’AAS, cafeïna i paracetamol, segons:AAS: Dissol 10 mg d’AAS en 10 mL de cloroform.Cafeïna: Dissol 10 mg de cafeïna en 10 mL de cloroform.Paracetamol: Dissol 10 mg de paracetamol en 10 mL de metanol.

5. Mol un comprimit del preparat farmacèutic en un morter i afegeix-hi 5 mL demetanol per tal de fer una suspensió. Filtra-ho, renta el filtre amb 5 mL de metanol ireuneix els filtrats en un vial.

6. Pren la cromatoplaca de silicagel (sense activar), marca la línia base a uns 15 mmde la vora de la placa i sembra 1 µL de cada dissolució de referència i de l’extractedel preparat farmacèutic.

7. Introdueix immediatament la placa dins de la cubeta, tapa-la i deixa desenvoluparel cromatograma. El temps de desenvolupament és d’uns 20 minuts.

8. Obre la cubeta, marca el front del dissolvent i asseca completament la placa (vitrinade gasos).

9. Una vegada seca, situa la placa sota la radiació produïda per una font d’UV d’onacurta (254 nm), com a procés de revelat.

10. Marca amb llapis les taques obtingudes per cada principi actiu. Mesura lesdistàncies recorregudes pels principis actius i per l’eluent.

11. Calcula els Rf de cada taca.


Analgèsic = _______________

1. Cromatograma Dibuixa, a escala, una representació del cromatograma obtingut o adjunta'n unafotocòpia, una fotografia o una imatge digitalitzada.


8'��

2. Rf

Distància dissolvent = __________

&520$72*5$0$ + 68%67¬1&,(6 + +'LVWjQFLD 5 * $$6 &DIHwQD 3DUDFHWDPRO $QDOJqVLF

(*) Escriu-hi els valors dels desplaçaments de cada taca i els valors dels Rf corresponents.(**) Marca amb una ; la casella que correspon al valor de la Rf

3. Composició de l’analgèsicD’acord amb els valors dels Rf obtinguts es pot esbrinar la composició de la mostraanalitzada.

Components de l’analgèsic: ______________________________

��4�HVWLRQV1. Compara la composició de l’analgèsic indicada des de fàbrica amb l'obtinguda a la

pràctica i fes-ne un comentari.

2. Busca la definició d’analgèsic i antipirètic. Quin avantatge comporta al cos humà lautilització de paracetamol en lloc d’AAS?

��%LEOLRJUDILD• Abbot, D.; Andrews, R.S. ,QWURGXFFLyQ� D� OD� FURPDWRJUDILD, Ed. Alhambra, col.

Exedra n° 6, Madrid, 1970.• Randerath, K. &URPDWRJUDItD�GH�FDSD�ILQD, Ediciones Urmo S.A., Enciclopedia de la

Química Industrial n° 8, Bilbao, 1978.• Smith, I.; Feinberg, J.G. &URPDWRJUDItD�VREUH�SDSHO�\�FDSD�ILQD��(OHFWURIRUHVLV� Ed.

Alhambra, col. Exedra n° 128, Madrid, 1979.


8'��

$FWLYLWDW� �� 3URSLHWDWV� ItVLTXHV� GXQD� UHVLQD� GH� EHVFDQYLLzQLF��2EMHFWLXV Determinar les propietats físiques més importants d'una resina bescanviadora d'ionsutilitzada en cromatografia i comparar-ne els valors amb els subministrats per labibliografia.

��)RQDPHQWLa selecció d’un bescanviador per a un determinat procés de bescanvi iònic requereixun detallat estudi de les seves propietats físiques i químiques, amb els pertinentsmètodes de determinació. Aquestes determinacions es realitzen rutinàriament alslaboratoris de les empreses fabricants de resines de bescanvi, per caracteritzar tantles resines noves com les usades.

Les propietats físiques mesurades són: anàlisi granulomètrica, anàlisi microscòpica,color, densitat aparent, densitat real, humitat, taxa de rentat i volum buit.

Abans de la determinació de les propietats físiques i/o químiques de qualsevolbescanviador d’ions, s’ha de tractar convenientment a fi i efecte d’assegurar queestigui en una única i adient forma iònica. Això vol dir que abans de desenvolupar lapràctica caldrà tractar convenientment la resina i convertir-la en una sola forma iònica,de tal manera que només tingui un tipus de contraió. Si aquest procés no es fa, elsresultats obtinguts segurament no seran representatius i no coincidiran amb elsindicats en la bibliografia.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Columna cromatogràfica 15 x 300- Embut de 100 mL amb reductor- Clau amb placa porosa- Matràs Kitasato de 250 mL- Picnòmetre de sòlids- Balança analítica- Vareta policia- Pesafiltres- Provetes de 5, 10, 25, 50 i 100 mL- Estufa- Dessecador- Microscopi òptic- Embut Büchner i sistema de buit- Tamisos núm. 16, 20, 30, 50, 60, 70 i 100, de

20 cm de diàmetre, amb base de recollida.- Espàtula

- Aigua destil·lada- Àcid clorhídric 2M, HCl(aq) [C]- Hidròxid sòdic 1M, NaOH(aq)

[C]- Toluè, C7H8 [F,Xn]- Dissolució d’ataronjat de metil- Dissolució de fenolftaleïna- Resina de bescanvi iònic

catiònica forta


8'��

��3URFHGLPHQW3ULPHUD�SDUW��&RQGLFLRQDPHQW�GH�OD�UHVLQDS'utilitza un equip cromatogràfic complet (Fig.1).

Figura. 1 Equip cromatogràfic utilitzat en el condicionamentd'una resina de bescanvi iònic (Esquema: F. Pujol)

1. Introdueix la mostra de resina que s’ha de condicionar, submergida en aigua, al’interior de la columna, de manera que ocupi un 50% de la longitud total de lacolumna.

2. Si és necessari, renta la resina a contracorrent fins que el líquid que surt per la part

superior de la columna no arrossegui partícules fines i, per tant, sigui clar. 3. Elimina l'excés d'aigua del llit de resina, de forma que només hi hagi uns 5 cm de

líquid damunt del llit. 4. Omple l'embut cilíndric amb dissolució de HCl 2M. 5. Fes passar per la columna 10 volums de HCl. Cal regular el cabal d'àcid amb la

clau de sortida de la columna, que ha de ser de 0,134 volums de llit de resina/minut.

6. Si la resina es vol obtenir en forma àcida, renta-la amb aigua destil·lada fins que

l'aigua dels rentats no doni acidesa, detectada amb l'ataronjat de metil. 7. Si la resina es vol obtenir en forma sòdica, renta-la amb 6 volums d'aigua

destil·lada i després fes-hi passar 5 volums de dissolució de NaOH 1 M. 8. Posteriorment, renta-la amb aigua destil·lada fins que l'aigua dels rentats no doni

basicitat, detectada amb la fenolftaleïna.


8'��

9. Transfereix la resina a un Büchner i elimina l'excés d'aigua per succió durant uns10 minuts. La resina és pot guardar en un recipient tancat o submergida en aiguadestil·lada.

6HJRQD�SDUW��GHQVLWDW�GH�OD�UHVLQD�KXPLGD 1. Pesa amb exactitud una mostra de resina de cinc grams, aproximadament,

totalment hidratada i assecada per succió en un Büchner, m1.

2. Transfereix la mostra a un picnòmetre, omple'l d'aigua fins al senyal d'aforament ipesa'l, m2.

3. Buida el picnòmetre i pesa'l ple d'aigua, m3.

4. Mesura la temperatura ambiental i obtén la densitat absoluta de l'aigua, consultantla taula adient, ρH2O.

La densitat real de la forma humida (ρH) serà:

,-- PPPP

2231

1

)(ρρ ⋅

−+=

7HUFHUD�SDUW��GHQVLWDW�GH�OD�UHVLQD�VHFD 1. Pesa amb exactitud una mostra de resina de cinc grams, aproximadament,

assecada, fins a pes constant a 110 - 115°C, m1.

2. Transfereix la mostra a un picnòmetre, omple'l amb toluè fins al senyal d'aforamenti pesa'l, m2.

3. Buida el picnòmetre i pesa'l ple de toluè, m3.

4. Mesura la temperatura ambiental i obtén la densitat absoluta del toluè, consultantla taula adient, ρToluè.

La densitat real de la resina a l’estat de forma seca (ρS) serà:

./0 1�23 PPPP

ρρ ⋅−+

=231

1

)(

4XDUWD�SDUW��GHQVLWDW�DSDUHQW La densitat aparent o densitat del llit de resina expressa la massa de resina totalmenthidratada que hi ha per unitat de llit de resina. Cal conèixer-ne el valor, ja que s'utilitzaen el disseny de les unitats industrials de bescanvi iònic.

1. Omple una proveta amb aigua fins a la meitat.

2. Pesa entre cinc i deu grams de resina totalment hidratada, (m).


8'��

3. Introdueix la resina a la proveta i espera fins que s'hagi sedimentat i el líquidsobrenedant sigui clar. Copeja exteriorment la proveta, de forma que el llit deresina compacti. Llegeix el volum ocupat pel llit de resina,(V).

La densitat aparent (ρA) serà:

9P4 =ρ

&LQTXHQD�SDUW��YROXP�EXLW El volum buit és una mesura del percentatge de llit sedimentat que no és ocupat perles partícules de resina. Pot calcular-se mitjançant els valors de la densitat aparent i ladensitat de la resina humida:

1001% ⋅

−= 5

6EXLW9ROXPρρ

6LVHQD�SDUW��KXPLWDW El contingut en sòlids d'una resina de bescanvi iònic s'utilitza sovint com una mesuraaproximada d'estimació del grau de reticulació del polímer. En general, la hidrataciódepèn de les característiques del grup funcional i de la forma iònica. En molts casos,una disminució del grau de reticulació dóna com a resultat un augment de la hidratacióde la resina.

El procediment a seguir és l'habitual:

1. Pesa aproximadament cinc grams de resina totalment hidratada i assecada persucció amb un Büchner, (m1).

2. Asseca la mostra de resina en una estufa, a 110°C, per un període de 8 hores,com a mínim.

3. Pesa la resina a pes constant, ( m2 ).

El contingut en aigua serà, doncs:

( )100%

1

21 ⋅−

= PPP+XPLWDW

6HWHQD�SDUW��DQjOLVL�PLFURVFzSLFD L'examen microscòpic d'una mostra de resina indica propietats que no poden serdeterminades a simple vista. Principalment, es pot conèixer el contingut en partículesesfèriques senceres, partícules esfèriques trencades i partícules no esfèriques.

Una metòdica senzilla és la següent:

1. Situa una mostra representativa de resina damunt d’un portaobjectes, junt ambunes gotes d'aigua.


8'��

2. Situa el portaobjectes en el microscopi i combina el sistema ocular/objectiu deforma que el nombre d'augments sigui aproximadament de 36 – 40.

3. Observa i manipula la mostra a través de l'ocular, fins que hi hagi unes 40partícules en el camp de visió.

4. Fes el recompte de les partícules, segons:n1 = partícules esfèriques senceresn2 = partícules esfèriques trencadesn3 = partícules no esfèriques

El resultat s’expressa en la forma n1 - n2 - n3. Expressa'l d'acord amb un nombretotal fàcil de comparar amb altres recomptes (100 o 1000, la suma de n1, n2 i n3).

9XLWHQD�SDUW��DQjOLVL�JUDQXORPqWULFDEl mètode que s’ha d’utilitzar depèn de la mesura del gra de la resina que s’had’analitzar i de la posterior utilització. Si la major part de la mostra de resina ésretinguda per un tamís núm. 100 ASTM (0,150 mm de llum) i la resina s’ha d’utilitzaren mitjà aquós es farà una anàlisi per via humida.

Una metòdica senzilla és la següent:

1. Acobla els tamisos en ordre decreixent de llum i situa el conjunt sobre un recipientpla que tingui com a mínim 10 cm de profunditat i que excedeixi en 10 cm eldiàmetre del tamís.

2. Pesa una mostra d’uns 150 g de resina totalment hidratada i assecada per filtracióen un Büchner. Es considera totalment hidratada quan ha estat un període de 2hores submergida en aigua.

3. Transfereix la mostra, per rentat, sobre el tamís superior (el de més llum) demanera que l’aigua es reculli en el recipient pla que fa de base.

4. Durant cinc minuts, fes circular un fil d’aigua pel conjunt de tamisos i en sentitdescendent. D’aquesta forma els grans de resina més fins circularan també ensentit descendent.

5. Separa la base, transfereix el contingut de resina a una proveta i deixa-lasedimentar, tot copejant exteriorment la proveta. Mesura el volum ocupat per laresina.

6. Extreu el tamís superior i situa'l damunt del recipient pla. Emplena'l amb aigua, deforma que el nivell superi en 2 cm el nivell de la malla del tamís.

7. Balanceja el tamís endavant i endarrere, i en sentit ascendent i descendent, durant10 minuts.

8. Aboca el contingut del recipient pla al segon tamís de la sèrie, que ara serà elsuperior.


8'��

9. Aboca tot el contingut del primer tamís al recipient pla i renta'l amb aigua a fi iefecte de recollir tota la resina. Passa tot el contingut del recipient a una proveta ideixa sedimentar la resina, copejant exteriorment. Mesura el volum ocupat per laresina. Aquest és el volum de resina retingut pel tamís de llum més gran.

10. Repeteix el procés amb els altres tamisos de la sèrie.

11. Per a cada tamís, calcula el percentatge de resina retinguda i el percentatgeacumulat.

12. En un paper gràfic (veges annex) de probabilitat normal, representa el % acumulatde resina segons la llum de cada tamís i dibuixa-hi la línia recta que passi per lamajor part dels punts.

13. Calcula la mida efectiva i el coeficient d’uniformitat, tenint en compte que:Mida efectiva = llum del tamís que retindria el 90% de la resina.Coeficient d’uniformitat (U) = quocient entre la llum del tamís que retindria el 40%de la resina, M(40), i la mida efectiva.

��5HVXOWDWV��'HQVLWDW�GH�OD�UHVLQD�KXPLGD�

W��&� ρH2O��J�P/� P 7 �J� P 8 �J� P 9 �J� ρ : �J�P/�

��'HQVLWDW�GH�OD�UHVLQD�VHFD�W��&� ρ ;=<!> ?A@ ��J�P/� P 7 �J� P 8 �J� P 9 �J� ρ B �J�P/�

��'HQVLWDW�DSDUHQW�W��&� P �J� 9 �P/� ρC �J�P/�

��9ROXP�EXLW�W��&� ρC �J�P/� ρ : �J�P/� ��9 D

��+XPLWDW�

W��&� P 7 �J� P 8 �J� ��+XPLWDW


8'��

��$QjOLVL�PLFURVFzSLFD�Augments = _____

Nombre de partícules= _____

Relació n1 - n2 - n3 = _______________

��$QjOLVL�JUDQXORPqWULFD�/OXP��PP� 9 E F�G H IAJ!?G ��P/� ��9 E F�G H IAJ!?G �9 K�L�?=MN?=> K�G

Mida efectiva = __________

M(40) = __________

Uniformitat = __________

��4�HVWLRQV1. Com creus que afecta la presència del contraió H+ o Na+, en el valor de la densitat

d’una resina catiònica forta?

2. Actualment hi ha la tendència de suprimir l’ús del toluè al laboratori. Quinsdissolvents orgànics es podrien utilitzar en la determinació de la densitat de laresina seca, atenent-ne el perill?

3. Com creus que s’utilitza el valor de la densitat aparent d’una resina?

��%LEOLRJUDILD• Diamond Chemicals, 'XROLWH� ,RQ�([FKDQJH� 0DQXDO, Diamond Shamrock

Corporation, Redwood City (California), 1969.• Kunin, R. ,RQ�H[FKDQJH�UHVLQV, Robert E. Krieger Publishing Company, Huntington,

N.Y., 1972.• Pujol, F. &RQWULEXFLyQ�DO�HVWXGLR�GH�ODV�SURSLHGDGHV�GH�ODV�UHVLQDV�VXOIyQLFDV��1D O �

GH� LQWHUFDPELR� LyQLFR� \� SXHVWD� HQ� PDUFKD� GH� XQD� XQLGDG� GH� DEODQGDPLHQWR� GHDJXD��Universitat de Barcelona, 1979


8'��

$QQH[��3DSHU�SHU�UHSUHVHQWDU�OD�GLVWULEXFLy�JUDQXORPqWULFD�GH�OD�UHVLQD


8'��

$FWLYLWDW� ��3URSLHWDWV�TXtPLTXHV�GXQD� UHVLQD�GH� EHVFDQYLLzQLF��2EMHFWLXV Determinar la capacitat total de bescanvi d’una resina catiònica forta, a partir del’estudi de la corba de valoració. Determinar-ne el pes equivalent.

��)RQDPHQWLes propietats químiques d'una resina de bescanvi iònic depenen del tipus d'esqueletcarbonós (influeix en l'estabilitat de la resina) i de la naturalesa del grup funcional, jaque determina el tipus d'equilibri que s'estableix en el procés de bescanvi.

La naturalesa del grup funcional que conté el bescanviador es quantifica amb dosparàmetres que caracteritzen qualsevol resina de bescanvi:1.- Capacitat total de bescanvi.2.- Pes equivalent.La capacitat total de bescanvi és una mesura del nombre de grups ionitzables que hiha en una quantitat específica de resina. No hi ha un criteri unànime pel que fa a lesunitats emprades en la mesura. Generalment s'accepta que aquesta capacitat és elnombre de mil·liequivalents de contraió continguts en un gram de resina seca.

Aquest valor fluctua entre 0,5 i 10 meq/g en els copolimers d'estirè/divinilbenzè.Prescindint de les unitats enllaçades, l'estructura que es repeteix en una resinabescanviadora de cations del tipus àcid fort és:

i el pes fórmula corresponent és 184,2. En conseqüència, cada 184,2 mg de polímer contindran 1 meq d'hidrogen substituïblei, per tant, la capacitat de bescanvi serà:

JPHT

PHTPJJPJ

4 43,52,184

1000

0 ==

Això permet predir la capacitat total de bescanvi d'una resina bescanviadora de cationsfortament àcida. A la pràctica, aquesta capacitat es determina mesurant la quantitat màxima d'ióhidrogen que una massa mesurada de resina pot alliberar. La reacció bàsica d'aquest

P!Q P!Q)R

SUTWV Q X


8'��

procés es pot esquematitzar com:

H+R- + Na+ + OH- → Na+R- + H2O

ja que l'equilibri de la reacció està completament desplaçat a la dreta.

És possible, doncs, realitzar una valoració directa de l'ió hidrogen bescanviable de laresina, situant-ne una mostra en aigua destil·lada i afegint-hi una dissolucióestandarditzada d'hidròxid sòdic. La valoració es pot seguir potenciomètricament iobtenir la corba de valoració o es pot determinar el punt final emprant fenolftaleïnacom indicador. La corba obtinguda és similar a la de la valoració d'un àcid fort ambuna base forta.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Bureta de 25 mL- Balança analítica- Sistema d’agitació magnètica- Vas de precipitats de 250 mL- pH-metre amb elèctrode combinat de pH- Paper mil·limetrat- Software tipus full de càlcul (no imprescin-

dible)

- Aigua destil·lada- Clorur sòdic 1N, NaCl(aq)- Hidròxid sòdic 1N, NaOH(aq) [C]- Resina catiònica forta

��3URFHGLPHQW1. Pesa una mostra d'uns 2 grams de resina catiònica condicionada en forma àcida i

humida. 2. Al mateix temps, pesa una altra mostra de la qual es determina el percentatge

d'humitat. 3. Transfereix la mostra a un vas de precipitats de 250 mL i afegeix-hi 100 mL de

dissolució de NaCl 1M. 4. Espera uns 45 minuts de forma que la resina i la dissolució salina estiguin en

contacte, removent el sistema amb un agitador magnètic. 5. Passat aquest temps, introdueix l'elèctrode combinat de pH dins de la dissolució i

valora-la addicionant amb la bureta volums de 0,1 mL de NaOH 1 N, sense pararl'agitació. Pot preveure’s on estarà el punt d’equivalència i canviar l'estratègia de lavaloració.

6. Anota cada parella de valors (VNaOH , pH) fins que el valor del pH sigui de l'ordre

d'11,5. 7. Representa el pH del sistema d'acord amb el volum d'hidròxid afegit per obtenir la

corba de valoració.

8. Determina el punt final de la valoració pel mètode gràfic i pel mètode de la segona


8'��

derivada.

9. Calcula la capacitat total de bescanvi sobre base seca, segons:

YZ\[�]!^Z\[�]!^

P194 ⋅

=0

en la qual:

VNaOH = Volum de NaOH afegit en el punt d'equivalència, mLNNaOH = Normalitat de la dissolució de NaOH, meq/mLmR = Massa de resina condicionada i seca, g

��5HVXOWDWVPer a la valoració:

NNaOH = __________

Massa resina humida = __________

Massa resina seca = __________

Temperatura = __________

��&RUED�GH�YDORUDFLy Omple la taula següent amb les dades experimentals:

9 _a`Ubdc �P/� S+ ∆S+�∆9 ∆e S+�∆9 e

��3XQW�G¶HTXLYDOqQFLDa) Determinació gràfica

Representa en un paper mil·limetrat A4 la corba de valoració i determinagràficament el punt d’equivalència (mètode de la prolongació de les tangents).

VNaOH punt d’equivalència = __________

pH punt d’equivalència = __________

b) Determinació analítica

Escriu els càlculs que permeten determinar el punt d’equivalència, utilitzant elmètode de la segona derivada.

VNaOH punt d’equivalència = __________


8'��

��&jOFXOVCalcula la capacitat de bescanvi de la resina (meq/g resina humida i meq/g resinaseca). Utilitzant la densitat aparent pot calcular-se també la capacitat de bescanvi de laresina en les unitats eq/L de llit de resina.

��4�HVWLRQV1. Quin efecte té el valor de la humitat de la resina en la capacitat total de bescanvi

iònic?

2. Sabent que la capacitat total de bescanvi d’una resina catiònica NaR és 5,00meq/g, calcula la quantitat d’aigua, que té una duresa de 25°F (graus francesos),que pot ser tractada amb 0,500 g de resina fins que arribi a esgotar-se.

3. Calcula el volum de resina catiònica NaR necessari per estovar, durant 8 hores, uncabal de 200 L/h d’aigua de duresa 50,0°F. La capacitat útil de la resina és 1,20meq/mL resina.

��%LEOLRJUDILD• Diamond Chemicals, 'XROLWH� ,RQ�([FKDQJH� 0DQXDO, Diamond Shamrock

Corporation, Redwood City (California), 1969.• Kunin, R., ,RQ�H[FKDQJH�UHVLQV, Robert E. Krieger Publishing Company, Huntington,

N.Y., 1972.• Nuffield Foundation, ,QWHUFDPELR�LyQLFR, Ed Reverté S.A., Barcelona, 1974.• Pujol, F. &RQWULEXFLyQ�DO�HVWXGLR�GH�ODV�SURSLHGDGHV�GH�ODV�UHVLQDV�VXOIyQLFDV��1D O �

GH� LQWHUFDPELR� LyQLFR� \� SXHVWD� HQ� PDUFKD� GH� XQD� XQLGDG� GH� DEODQGDPLHQWR� GHDJXD��Universitat de Barcelona, 1979


8'��

$FWLYLWDW� �� 6HSDUDFLy� GH� FDWLRQV� SHU� FURPDWRJUDILD� GHEHVFDQYL�LzQLF��2EMHFWLXVRealitzar una separació dels cations continguts en una dissolució aquosa, percromatografia de bescanvi iònic i estudiar de quina forma influeix la càrrega delscations en l’esmentada separació.

��)RQDPHQWEn un procés típic de bescanvi iònic, el catió metàl·lic present en una dissolució d’unasal inorgànica queda retingut en una columna farcida amb una resina de bescanvicatiònic, quan aquella circula a través de la columna.

L’any 1950 K.A. Kraus i G.E. Moore van demostrar que una resina aniònica debescanvi es podia utilitzar per separar una barreja dels cations Fe3+, Mn2+, Co2+, Zn2+,Ni2+ i Cu2+. La major part d’aquests cations formen ions complexos amb l’ió clorur:

i si m>n, l’ió complex serà un anió que podrà ser retingut per una resina aniònica debescanvi. La concentració d’ió clorur és la que donarà les quantitats relatives de metallen forma de catió o d’anió complex.

Si una barreja de Ni2+, Co2+ i Fe3+ està en un medi 12 M de HCL, els dos darrersmetalls estaran en forma d’anions complexos mentre que el primer estarà en formaNi2+. Com a conseqüència d’això, si aquesta dissolució es fa passar per una resinaaniònica, el níquel circularà per la columna sense bescanviar-se i serà separat. Si arala columna es tracta amb una dissolució 6 M de HCL, l’ió cobalt deixarà d’estar enforma de complex aniònic i ja no serà retingut per la resina. En conseqüència, el cobaltserà eluït de la columna. Per últim i seguint el mateix raonament, el ferro serà eluït si lacolumna es tracta amb HCl 1 M.

L’anàlisi qualitativa dels eluïts per mètodes clàssics permetrà determinar l’ordred’elució.

Aquest mètode de separació s’anomena cromatografia de bescanvi iònic i és un tipusde cromatografia anomenat cromatografia de desenvolupament per elució, que esdiferencia dels altres dos desenvolupaments cromatogràfics, el frontal i perdesplaçament.

[ ]0 P&O 0&Of gfhg

+ − −+ →


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Columna de bescanvi (bureta de 25

mL)- Vas de precipitats de 250 mL- 11 tubs d’assaig- Comptagotes- Llana de vidre- 6 plaques de porcellana de tinció- Suport i pinça

- Aigua destil·lada- Clorur de cobalt (II) 0,5M, CoCl2(aq) [Xn]- Clorur de ferro (III) 0,5M, FeCl3(aq) [X- Clorur de níquel (II) 0,5M, NiCl2(aq) [T]- Àcid clorhídric concentrat, HCl(aq) [C]- Àcid clorhídric 10M, 5M i 1M HCl(aq) [C]- Sulfocianur potassic 0,1M, KSCN(aq)

[Xn]- Sulfocianur amònic (10%DMC), [Xn,F]- Dimetilglioxima (DMG)(1% Etanol),

[Xn,F]- Hidròxid amònic, NH4OH(aq) [T,N]- Resina aniònica forta

��3URFHGLPHQW1. Prepara la columna de bescanvi introduint una mica de llana de vidre a la part

inferior de la columna de vidre.

2. Prepara una pasta aquosa de la resina aniònica i introdueix-la poc a poc dins de lacolumna, que estarà en posició inclinada, de forma que la resina n'ocupi la meitatdel volum.

3. Un cop posada la columna en posició vertical i subjectada al suport, assegura't queno hi ha bombolles d’aire entre els grans de resina. Pot ser necessari copejar-laexteriorment amb una “vareta policia”.

4. Treu l’excés d’aigua de la columna obrint la clau inferior. Tingues cura que el nivellde l’aigua no baixi per sota del nivell superior de resina. Aquest advertiment esmantindrà en tot el procés cromatogràfic.

5. Ara cal posar una petita quantitat de llana de vidre a l’extrem superior de la columnade resina, per tal d'evitar que el flux de líquid provoqui alteracions en el llit de resina.

6. Fes passar per la columna dues porcions de 20 mL de HCL 10M, a un cabal de dosmL/min.

7. Prepara la dissolució a cromatografiar barrejant volums iguals de les dissolucions0,5M dels clorurs de cobalt, ferro i níquel.

8. Amb un comptagotes, afegeix 2 mL de la dissolució a la part superior de la columnacromatogràfica. Ara pot ser necessari afegir-hi 1 mL de HCL 10M i obrir la clauinferior, de manera que la dissolució quedi retinguda a la part superior de la resina.Espera 10 minuts.

9. Afegeix 15 mL de HCL 10M en porcions de 5 mL i recull en tres tubs d’assaignumerats (10-1,10-2 i 10-3) alíquotes de 5 mL de líquid eluït. Observa'n el color.

10. Repeteix el punt 9 amb 20 mL de HCL 5M. Utilitza quatre tubs d’assaig (5-1, 5-2, 5-


8'��

3 i 5-4).

11. Repeteix el punt 10 amb 20 mL de HCL 1M. Utilitza quatre tubs d’assaig (1-1, 1-2,1-3 i 1-4).

12. Renta la resina amb 50 mL d’aigua destil·lada i deixa la columna tancada.

13. Identifica la presència de Ni2+, Co2+ i Fe3+ amb els respectius assajos a la gota enles tres sèries de tubs.

��5HVXOWDWVMitjançant els resultats obtinguts amb els assajos a la gota emplena la taula següent:

5HVXOWDW1��WXE &RORU

GLVVROXFLy1L 8�i

�'0*�&R 8�i

�1+ j 6&1�)H 9�i

�.6&1�10-1

10-2

10-3

5-1

5-2

5-3

5-4

1-1

1-2

1-3

1-4

��4�HVWLRQV1. Explica el motiu pel qual s’ha eluït el primer ió amb HCl 10M. S’hagués pogut eluir

també amb HCl 1M?

2. Dibuixa les corbes d’elució dels ions i representa gràficament una estimació de laconcentració de cada metall enfront del volum d’eluent.

3. Escriu les equacions de formació dels ions complexos que s’han format en aquestaexperiència i anomena'ls.


8'��

��%LEOLRJUDILD• Anderson, J.L., Grohs, J. i Frick, D., 0LQL�FROXPQ� LRQ�H[FKDQJH� VHSDUDWLRQ� DQG

DWRPLF�DEVRUWLRQ�TXDQWLWDWLRQ�RI�QLFNHO��FREDOW�DQG�LURQ, J.Chem.Ed. 57, 521,1980.• Arribas, S., $QiOLVLV� &XDOLWDWLYR� ,QRUJiQLFR� �6LQ� HO� HPSOHR� GHO� + k 6�, Siro Arribas

Jimeno, Oviedo, 1983.• Kunin, R., ,RQ�H[FKDQJH�UHVLQV, Robert E. Krieger Publishing Company, Huntington,

N.Y., 1972.• Nuffield Foundation, ,QWHUFDPELR�LyQLFR, Ed Reverté S.A., Barcelona, 1974.


8'��

$FWLYLWDW��9HULILFDFLy�G¶XQD�FROXPQD�FURPDWRJUjILFD��2EMHFWLXVRealitzar l’anomenat WHVW�GH�FROXPQD en un cromatògraf líquid d’alta resolució (CLAR)a fi i efecte de mesurar els paràmetres de qualitat que ha d’acomplir i que s’hancertificat per part de fàbrica.

��)RQDPHQWTota columna de CLAR se subministra des d’origen amb un certificat de qualitat, queindica els resultats del test de verificació de les seves característiques de treball.

A una columna nova, un cop connectada al sistema cromatogràfic i condicionada ambel pas de fase mòbil, cal fer-hi l’anomenat test de columna per poder comprovar elcompliment dels valors dels paràmetres de treball que s'indiquen des de fàbrica. Quanla columna ja està en ús, també cal fer-hi aquesta verificació de forma regular, d’acordamb el pla de garantia de qualitat del laboratori.

Per fer el test de columna cal cromatografiar una mescla de referència (preparada osubministrada) i mesurar els paràmetres següents:• Temps mort (tM).• Temps de retenció (tR).• Temps de retenció ajustat (tR

’).• Alçada del pic (h).• Amplada de la base del pic (wb).• Factor de capacitat o de retenció (k’).• Factor de separació o de selectivitat de cada parella de pics consecutius (α).• Factor d’asimetria (As).• Resolució de cada parella de pics consecutius (Rs).• Nombre de plats teòrics (N).• Alçada equivalent de plat teòric, AEPT, (H).

Les mescles de referència solen contenir soluts amb un factor de capacitat diferent ise subministren en ampolletes de color ambre d’1 mL de capacitat, però també espoden preparar al laboratori amb reactius de qualitat CLAR (HPLC). La composició dela mescla i la fase mòbil a utilitzar depenen del tipus de columna a assajar. Sóncomunes les mescles:• Uracil/benzè/toluè amb metanol/aigua• Uracil/acetofenona/benzè/toluè amb metanol/aigua• Antracè/fenantrè/resorcinol amb metanol/aigua• Acetofenona/benzè/toluè amb metanol/aigua• Acenaftè/antracè/naftalè amb acetonitril/aigua


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Cromatògraf CLAR equipat amb detector UV- Columna CLAR C18- Balança analítica- Bany d’ultrasons- Sistema de filtració al buit- Membrana de niló de 0,22 µm- Filtres de xeringa de 0,45 µm (PP,PVDF)- Xeringa cromatogràfica de 25 µL- Proveta d’1 L- Pipeta de 5 mL- Matrassos aforats d’1 L i 50 mL- Flascons contenidors de la fase mòbil i del

residu

- Aigua (CLAR)- Metanol (CLAR), CH4O [F,T]- Antracè (PA), C14H10 [Xn]- Naftalè (PA), C10H8 [F,Xn]- Resorcinol (PA), C6H6O2

[N,Xn]

��3URFHGLPHQW��3UHSDUDFLy�GH�OD�IDVH�PzELOLa fase mòbil utilitzada és la mescla metanol/aigua amb una composició 80/20 (v/v);prepara'n un litre.

Agafa 800 mL de metanol i filtra'ls en membrana de niló de 0,22 µm.

Agafa 200 mL d’aigua desionitzada i filtra'ls en membrana de niló de 0,22 µm.

Mescla els dos dissolvents i, posteriorment, desgasifica la dissolució (per exemple, enun bany d’ultrasons durant 15 – 20 minuts).

��3UHSDUDFLy�GH�OD�PHVFOD�GHO�WHVWDissol 4,0 mg d’antracè, 24,0 mg de naftalè i 48,0 mg de resorcinol en metanol iprepara 100 mL de dissolució.

Dilueix 5 mL de la dissolució anterior en un matràs aforat de 50 mL amb metanol.

Filtra la dissolució anterior amb una membrana de niló de 0,45 µm.

��2EWHQFLy�GHO�FURPDWRJUDPDIntrodueix els següents paràmetres de funcionament:• Cabal de fase mòbil = 1,0 mL/min• Temperatura = ambient• Pressió = 1000 – 1100 psi (equivalent a 700-7500 kPa o 70-75 bar)• λ del detector UV = 254 nm

Condiciona la columna fent circular la fase mòbil durant uns 15 minuts, de forma quela línia base sigui plana.


8'��

Injecta 20 µL de la mostra i observa la sortida dels tres pics seguint l’ordre: resorcinol,naftalè i antracè.

Repeteix el procés fins a tenir-ne tres rèpliques i obtenir-ne els valors mitjans.

��5HVXOWDWVA partir dels valors mitjans obtinguts i calculats dels paràmetres esmentats a l’apartat2, i considerant que el temps de retenció del resorcinol és el temps mort, emplena lataula de resultats següent:

- Columna =- Temps mort, tM =- Temperatura =- AUFS (unitats d’absorbància) =- Velocitat del paper=

3DUjPHWUH 1DIWDOq $QWUDFqTemps de retenció, tR

’

Temps de retenció ajustat, tR’

Factor de capacitat, k’

Amplada del pic, wb

Nombre de plats teòrics, N

Alçada equivalent, H

Factor d’asimetria, AS

Resolució, RS

Selectivitat, α

��4�HVWLRQV1. Quins avantatges presenta l'elució amb gradient respecte de l'elució isocràtica?

2. En quines de les següents anàlisis és útil la CLAR? Per què?- Components del fum d’una cigarreta.- Contingut en àcid L-ascòrbic d’una pastilla de vitamina C.- Contingut en cafeïna d’una tassa de cafè.- Contingut en sucres d’un xarop infantil.


8'��

��%LEOLRJUDILD• Compañó, R., Esteban, M., Prat, M.D. i Rubio, R., ([SHULPHQWDFLy� HQ� 4XtPLFD

$QDOtWLFD, Edicions Universitat de Barcelona, Barcelona, 1997.• Lindsay, S., +LJK� 3HUIRUPDQFH� /LTXLG� &KURPDWRJUDSK\, Analytical Chemistry by

Open Learning, John Wiley & Sons, Chichester, 1992.• Skoog, D.A., Holler, F.J. i Nieman, T.A.,� 3ULQFLSLRV� GH� $QiOLVLV� ,QVWUXPHQWDO,

McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U., 2000.


8'��

$FWLYLWDW��'HWHUPLQDFLy�GH�FDIHwQD�HQ�XQD�EHJXGD�GH�FROD��2EMHFWLXVUtilitzar la CLAR per determinar la presència i la concentració de cafeïna en lesbegudes carbonatades a base de cola. Dur a terme un estudi comparatiu dels diversostipus d’aquestes begudes que hi ha al mercat.

��)RQDPHQWLa cafeïna (1,3,7 – trimetilxantina) és un alcaloide bicíclic present a les plantes i elsextractes de diferents famílies. S’utilitza com a tònic cardíac i estimulant i pot ser tòxicaa dosis altes i produir insomni.

Les begudes carbonatades a base de cola es caracteritzen per contenir extractes de lanou de cola �&ROD�DFXPLQDWD�� que contenen cafeïna, juntament amb altres ingredientsaromatitzants com la vanil·lina, olis essencials de cítrics, etc. La cafeïna actua com apotenciador del sabor i la legislació permet una concentració màxima a les begudes decola de 150 ppm.

El mètode tradicional de determinar el contingut en cafeïna de les esmentadesbegudes ha estat sempre l’espectrofotometria UV. Aquest mètode comporta lautilització d’un volum important de cloroform, dissolvent nociu (Xn) que pot ocasionarefectes irreversibles a la nostra salut.

La CLAR de fase invertida s’utilitza amb èxit en la determinació de cafeïna en diferentstipus de mostres: analgèsics, begudes refrescants, infusions, aliments que contenencacau i xocolata, etc. Permet una ràpida i fàcil separació de la cafeïna de les altressubstàncies que componen les esmentades mostres. L’ús d’una fase mòbilmetanol/aigua, a un pH ajustat de 4,5, en permet la separació i, si el cabal i la pressióes mantenen constants en tota l’anàlisi, el temps de retenció de la cafeïna i el valor del’àrea del corresponent pic cromatogràfic es poden utilitzar en la determinacióqualitativa i quantitativa.

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Cromatògraf CLAR equipat amb detector UV- Columna CLAR C18 fase invertida RP-18- Balança analítica- Bany d’ultrasons- Sistema de filtració al buit- Membrana de niló de 0,22 µm- Filtres de xeringa de 0,45 µm (PP,PVDF)- Xeringa cromatogràfica de 25 µL- Proveta d’1 L- Pipeta de 5 mL- Bureta de 25 mL- Matrassos aforats de 10 mL i 100mL- Vasos de precipitats d’1 L i 100 mL

- Aigua (CLAR)- Metanol (CLAR), CH4O [F,T]- Àcid acètic glacial C2H4O2 [C]- Cafeïna (PRS], C8H10N4O2 [Xn]


8'��

- Flascons contenidors de la fase mòbil i delresidu

��3URFHGLPHQW3ULPHUD�SDUW��3UHSDUDFLy�GH�OD�IDVH�PzELO1. La fase mòbil utilitzada és la mescla metanol/aigua/àcid acètic amb una composició

35 /61/4 en volum; en prepararem un litre.2. Agafa 350 mL de metanol i filtra'ls en membrana de niló de 0,22 µm.3. Agafa 610 mL d’aigua desionitzada i barreja'ls amb 40 mL d’àcid acètic glacial Filtra

la mescla obtinguda utilitzant una membrana de niló de 0,22 µm.4. Mescla els dos dissolvents i posteriorment desgasifica la dissolució (per exemple,

en un bany d’ultrasons durant 15 – 20 minuts).

6HJRQD�SDUW��3UHSDUDFLy�GHOV�SDWURQV�GH�FDIHwQD1. Dissol 100,0 mg de cafeïna en un volum suficient de fase mòbil i dilueix-lo en un

matràs aforat de 100 mL amb la mateixa fase. Aquesta dissolució mare té unaconcentració de 1000 ppm.

2. Utilitzant la dissolució mare i la fase mòbil, prepara cinc patrons de cafeïna deconcentracions de 20, 40, 80, 100 i 120 ppm.

3. Desgasa els patrons en un bany d’ultrasons durant uns 5 minuts.

7HUFHUD�SDUW��2EWHQFLy�GH�OD�IXQFLy�GH�FDOLEUDWJH1. Connecta la bomba, el detector i l’integrador del sistema de CLAR, segons els PNT

respectius i espera el temps necessari perquè el sistema estigui a règim.2. Per tal d'acondicionar la columna, fes-hi circular la fase mòbil durant uns 15 minuts,

a un cabal de 2 mL/min, que es mantindrà constant durant tota la determinació.3. Al mateix temps i amb una sensibilitat del detector de 0,08 AUFS, ajusta a zero la

lectura del detector (254 nm).4. Segons les instruccions que indica el PNT del funcionament del cromatògraf, pren

25 µL de l’estàndard menys concentrat i, després de filtrar-los utilitzant un filtre dexeringa de 0,45 µm, injecta'ls en el CLAR.

5. Espera que el pic de la cafeïna hagi estat completament detectat i repeteix elprocés dues vegades més.

6. A continuació repeteix els passos 4 i 5 per als altres estàndards.7. Mitjançant els 15 cromatogrames obtinguts, tabula per a cada concentració els

valors mitjans del temps de retenció (tR) i de l’àrea (A) del pic de la cafeïna.8. Ajusta la funció de calibratge que relaciona l’àrea amb la concentració dels

estàndards.

4XDUWD�SDUW��'HWHUPLQDFLy�GH�OD�FDIHwQD�D�OD�EHJXGD�GH�FROD1. Pren uns 25 mL de la beguda, transfereix-los a un vas de precipitats i buida'n el

contingut en un segon vas de precipitats. Repeteix el procés fins eliminar el diòxidde carboni de la mostra.

2. Transfereix 5 mL de la mostra a un matràs aforat de 10 mL i dilueix-los fins alsenyal amb la fase mòbil.


8'��

3. Repeteix els passos 4 i 5 del punt 4.3, amb la mostra diluïda.4. Amb el temps de retenció mitjà obtingut als estàndards, esbrina la situació del pic

de la cafeïna a la mostra de beguda.5. Amb el valor mitjà de l’àrea del pic de la cafeïna a la mostra, utilitzant la funció de

calibratge obtinguda, calcula la concentració de cafeïna diluïda a la mostra.6. Calcula la concentració de cafeïna a la mostra original de beguda.

��5HVXOWDWV- Columna- Temperatura- AUFS- Cabal fase mòbil

====

��)XQFLy�GH�FDOLEUDWJHMassa de cafeïnaVolum de dissolució mareConcentració

===

$OtTXRWHV��P/� &RQFHQWUDFLy��SSP� $��Xl �

Ordenada origenPendentCoeficient r

===

��(TXDFLy�A =

��$QjOLVL�GH�OD�EHJXGD�GH�FROD�IdentificadorVolum de mostraVolum de mostra diluïdatR mitjàÀrea mitjana

− Concentració− Concentració beguda− Volum envàs

Cafeïna ingerida

========

=


8'��

��4�HVWLRQV1. Podria utilitzar-se l’alçada del pic de la cafeïna en lloc de l’àrea, en la determinació

quantitativa?

2. Com funciona un bany d’ultrasons?

3. Indica els avantatges de la utilització d’una precolumna.

��%LEOLRJUDILD• Compañó, R.; Esteban, M.; Prat, M.D. i Rubio, R., ([SHULPHQWDFLy� HQ� 4XtPLFD

$QDOtWLFD, Edicions Universitat de Barcelona, Barcelona, 1997.• Miller, D.D., 4XtPLFD�GH�DOLPHQWRV��0DQXDO�GH�ODERUDWRULR, Editorial Limusa S.A. de

C.V. Grupo Noriega Editores, Mexico, 2001.• Skoog, D.A.; Holler, F.J. i Nieman, T.A.,� 3ULQFLSLRV� GH� $QiOLVL� ,QVWUXPHQWDO,

McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U., 2000.


8'��

$FWLYLWDW� �� 'HWHUPLQDFLy� GHO� FDEDO� zSWLP� HQ� XQDFURPDWRJUDILD�GH�JDVRV��2EMHFWLXVEstudiar l’eficiència d’un sistema cromatogràfic determinat mitjançant la utilització del’equació de van Deemter. Posteriorment, utilitzant l’esmentada equació, esbrinar elcabal òptim de la separació cromatogràfica.

��)RQDPHQWL'eficiència d’una columna cromatogràfica en un procés de separació es potdeterminar per l’eixamplament de les bandes o amplades dels pics del cromatograma.Aquesta eficiència es descriu quantitativament utilitzant l’alçada equivalent de platteòric o AEPT (H), que es pot definir com la longitud de columna necessària perquè elsolut estigui en equilibri entre la fase mòbil gasosa i la fase estacionaria líquida.

L’AEPT es calcula mitjançant el quocient entre la longitud de la columna (L) i elnombre de plats teòrics de la columna (N):

El nombre de plats teòrics d’una columna es determina directament del cromatogramad’un solut (Fig. 1) amb l’expressió:

en què tR és el temps de retenció, mesurat a partir del punt d’injecció, i Wb ésl’amplada del pic a la base, mesurada a partir de la intersecció de les tangents alspunts d’inflexió amb la línia base i expressada en les mateixes unitats que tR.

Figura 1. Mesura de tR i Wb

Els investigadors -�-��YDQ�'HHPWHU, )�-��=XLGHUZHJ i $��.OLQNHHQEHUJ� l’any 1956 van

1 W:

mn=

42

/+ 1=

3LF�GHO�VROXW�QRUHWLQJXW


8'��

publicar un treball on desenvolupaven una equació que relacionava l’AEPT i el cabalde la fase mòbil (q) o “carrier”. Aquesta equació, coneguda generalment per HTXDFLyGH�YDQ�'HHPWHU� ve expressada per:

A, B i C són constants per una columna en particular.El terme A s’anomena GLIXVLy�GH�UHPROt,El terme B GLIXVLy�PROHFXODUEl terme C UHVLVWqQFLD�GH�WUDQVIHUqQFLD�GH�PDVVD.La representació gràfica de l’AEPT enfront del cabal origina una corba hiperbòlica comla representada a la Fig. 2

Figura 2. L’AEPT segons el cabal de la fase mòbil (Autor F. Pujol).

Aquesta corba presenta un valor mínim de l’AEPT a un valor del cabal, que ésconsiderat com el cabal òptim (qop) a la temperatura de treball. Aquest cabal òptim espot calcular per l’equació:

Per a un sistema cromatogràfic triat, es poden calcular els valors d’A, B, C i qop,determinant els valors de l’AEPT a tres cabals mesurats, i resolent el sistema formatper les tres equacions simultànies obtingudes.Els valors obtinguts de les constants varien àmpliament, segons el disseny i lescondicions d’operació de la columna. Malgrat això, les columnes reblertes normalment,utilitzades en anàlisi, poden mostrar els següents valors indicatius:

A = 0 – 1 mmB = 10 mm2/sC = 0,001 – 0,01 sAEPT min = 0,5 – 2 mmqop = 15 – 50 mL/min

K $ %T & T= + +

T %&o p =

0

2

4

6

8

10

0 20 40 60 80 100 120qsr tvu�w tvx yUz

{|}~� ��


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Cromatògraf de gasos complert- Xeringa cromatogràfica de 10 µL- Vial 2mL, amb septe- Xeringa cromatogràfica de 25 µL- Cabalímetre de bombolla de sabó- Cronòmetre- Columna cromatogràfica, com per exemple:- 4m. ss. 1/8” CW 1500 15% 80-100 mesh

Chromosorb W AW 175 C

- Etanol absolut (PA), C2H6O [F]

��3URFHGLPHQW1. Posa en funcionament els components del cromatògraf de gasos, segons els

PNT’s respectius i espera el temps necessari per tal que el sistema estigui a règim(compte si és un detector per conductivitat tèrmica o DCT).

2. Introdueix els següents valors de les temperatures:- Columna = 110 °C- Injector = 175 °C- Detector = 270 °C (FID, detector per ionització de flama).

3. Connecta el cabalímetre de bombolla de sabó a la sortida de la columnacromatogràfica. Començant per un cabal baix del gas portador (per exemple, unapressió d’1 bar), determina'n el valor. Cal prémer el bulb que conté el sabó, demanera que es formi un conjunt de bombolles que superin l’entrada lateral del gas.Aquestes bombolles, impulsades pel gas, arribaran a la part superior del tub delcabalímetre. Espera que dues o tres bombolles hagin mullat completament l’interiordel tub i, amb un cronòmetre, mesura el temps que triga una bombolla en anar dela marca de 0 mL a la de 10 mL. Repeteix el procés dues vegades més.Mitjançant el valor mitjà del temps obtingut, calcula el cabal a partir del quocient 10mL/tmitjà.

4. Injecta 1,0 µL d’etanol absolut i obtén el cromatograma.

5. A continuació, repeteix els passos 4, 5 i 6 per 9 cabals diferents. El professorat ésqui suggerirà el millor interval de cabals.

6. Mitjançant els 10 cromatogrames obtinguts, calcula N i l’AEPT per cadascun,corresponents als valors respectius del cabal.

7. Representa gràficament l’AEPT enfront del cabal i determina el cabal òptim.

8. Calcula els valors A, B, C i qop resolent tres equacions simultànies, aplicantl’equació de van Deemter a tres cabals diferents.


8'��

��5HVXOWDWV - Columna =

- Temperatura columna =- Temperatura injector =- Temperatura detector =- Atenuació =- Velocitat paper =

��'DGHV�FURPDWRJUjILTXHV Omple la taula següent:

T�P/�PLQ�

W ��PP�

: ��PP�

$(37�PP�SODW�

��3DUjPHWUHV�GH�O¶HTXDFLy�GH�YDQ�'HHPWHUA =B =C =qop =qop gràfic =

��4�HVWLRQV1. Explica l’efecte que produeix l’augment de la temperatura de la columna

cromatogràfica en el valor del cabal òptim.

2. Explica l’efecte que produeix en la resolució dels pics d’un cromatograma:- l’augment de la longitud de la columna- la reducció del cabal de la fase mòbil.

3. Què indica l’equació de Golay?


8'��

��%LEOLRJUDILD• Dabrio, M.V. i col·laboradors, &URPDWRJUDItD�\�HOHFWURIRUHVLV�HQ�FROXPQD, Springer

– Verlag Ibérica, Barcelona, 2000.• Skoog, D.A.; Holler, F.J. i Nieman, T.A.,� 3ULQFLSLRV� GH� $QiOLVL� ,QVWUXPHQWDO,

McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U., Madrid, 2000.


8'��

$FWLYLWDW��&URPDWRJUDILD�GH�JDVRV�TXDQWLWDWLYD��2EMHFWLXVAplicar l’anàlisi quantitativa per cromatografia de gasos per determinar la composiciód’una barreja binària de dos alcohols alifàtics.

��)RQDPHQWLa cromatografia de gasos s’utilitza a bastament en la determinació quantitativa debarreges líquides o gasoses.

L’anàlisi quantitativa es fonamenta en la proporcionalitat que hi ha entre l’àrea del picd’un component (Ai) i la quantitat total d’aquest component en la mostracromatografiada (mi):

en què: Si = sensibilitat del detector per aquest component i k = constant de proporcionalitat que és funció de les condicions operatives.

Una representació gràfica de l’àrea del pic enfront de la massa o volum de componentinjectat ha de donar una línia recta, de pendent Si, que passa per l’origen. És clar quel’exactitud d’aquest mètode dependrà de l’exactitud en què s’han mesurat les masseso els volums del component.

Quan és tracta de mescles binàries, aquesta limitació pot ser salvada si es construeixuna corba de calibratge que representi el quocient de les àrees dels dos componentsenfront de la composició de la mescla. Si R representa la fracció de volum delcomponent 2, en una barreja binària d’1 i 2, es pot escriure:

i també:

Així, si el quocient d’àrees (A1/A2) es representa gràficament enfront 1/R, s’obté unalínia recta de pendent S1/S2 que passa pel punt (1,0). En injectar una mostraproblema, la mesura del quocient d’àrees ens permetrà calcular el valor d’1/R i lacomposició de la mostra.

El mètode es pot simplificar si es mesura el quocient d’alçades de pic en lloc delquocient d’àrees.

P N6 $� � �=

5 6 $6 $ 6 $=

+2 2

1 1 2 2

111 1

2 256 $6 $= +


8'��

��0DWHULDO�L�UHDFWLXV- Cromatògraf de gasos complert- Xeringa cromatogràfica d’1 µL- Vials 2mL, amb septe- Columna cromatogràfica (per exemple:- 4m. ss. 1/8” CW 1500 15% 80-100 mesh

Chromosorb W AW 175 C)

- Etanol absolut (PA), C2H6O [F]- n-Butanol (PA), C4H10O [F]

��3URFHGLPHQW1. Posa en funcionament els components del cromatògraf de gasos, segons els

PNT’s respectius i espera el temps necessari per tal que el sistema estigui a règim(compte si el detector és un DCT o detector per conductivitat tèrmica).

2. Introdueix els següents valors de les temperatures:- Columna = 110 °C- Injector = 175 °C- Detector = 270 °C (FID, detector per ionització de flama).

3. Ajusta el cabal de la fase mòbil segons el cabal òptim determinat en la pràcticaanterior.

4. Prepara una sèrie de mescles estàndard d’etanol (component 1) i n-butanol(component 2) de composició 30, 40, 50, 60 i 70% en volum d’etanol.

5. Injecta 1,0 µL de la primera mescla estàndard i obtén el cromatograma.

6. A continuació repeteix el pas 5 per a cadascun dels estàndards.

7. Injecta 1,0 µL de la mostra problema subministrada pel professorat instructor iobtén el cromatograma.

��5HVXOWDWV- Columna- Temperatura columna- Temperatura injector- Temperatura detector- Atenuació- Velocitat paper- Pressió fase mòbil- Pressió gasos auxiliars

========


8'��

��'DGHV�FURPDWRJUjILTXHVOmple la taula següent:

��9 � ��5 $ � $ � $ � �$ �

��5HFWD�GH�FDOLEUDWJHOrdenada a l’origen =Pendent =Coeficient r =

��(TXDFLy

��$QjOLVL�GH�OD�PRVWUD�SUREOHPDA1/A2 =1/R =Composició =

��4�HVWLRQV1. Explica l’ordre d’elució de l’etanol i l’n-butanol al cromatograma.

2. Com afectaran les temperatures de l’injector, el forn i el detector en el procéscromatogràfic d’aquesta pràctica?

3. Esquematitza els diferents mètodes d’anàlisi quantitativa per cromatografia degasos.

��%LEOLRJUDILD• Dabrio, M.V., &URPDWRJUDItD� GH� JDVHV� �YRO� ,,�, Col·lecció Exedra n° 88, Ed.

Alhambra S.A., Madrid 1973.• Skoog, D.A.; Holler, F.J. i Nieman, T.A.,� 3ULQFLSLRV� GH� $QiOLVL� ,QVWUXPHQWDO,

McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U., Madrid, 2000.


8'��

$FWLYLWDW� �� (VSHFWURPHWULD� GH� PDVVHV� L� PqWRGHVG¶RSWLPLW]DFLy

��2EMHFWLXVSimular una separació d’una barreja de dissolvents a partir d’una cromatografia degasos amb detecció per espectrometria de masses.Aplicar el mètode d’optimització Símplex a les dades proporcionades pel simulador.

��)RQDPHQWEn aquesta pràctica se simularà la separació d'una solució al 50% cloroform/benzè percromatografia de gasos, acoblada a un espectròmetre de masses mitjançant unprogramari dissenyat específicament.

Després de connectar correctament els aparells, cal optimar el grau de resoluciómodificant convenientment la temperatura del forn i la pressió del gas portador. El criterique emprarem per reajustar les condicions experimentals serà l'ús del Mètode Símplex.

El Mètode Símplex és un model matemàtic d'optimització de factors pel disseny d'unexperiment. Es parteix d'unes condicions experimentals inicials, a partir de les quals esmillora el procés, seqüencialment. En aquest cas, l'objectiu és trobar el parell de valorsde pressió i temperatura que optimitzin el grau de separació de dos picscromatogràfics. L'espai de treball serà bidimensional (P,T) i els símplex es tancaransobre si, en arribar a l'òptim.

REGLESRegla 0. Es construeix un símplex inicial seleccionant tres punts dins l'espai de

treball.

Regla 1. S'avalua la resposta de cada punt (millor, intermèdia o pitjor respostacorresponent als punts M, I i P, respectivament). Es reflecteix el punt depitjor resposta (P) a través del centre de gravetat dels altres puntsrestants (M,I). Es troba el nou punt reflectit (N), formant un nou símplexadjacent a l'anterior.Si la resposta del nou punt (N) no és la pitjor del nou símplex, s'aplicanovament la Regla 1. En cas contrari s'aplicarà la Regla 2.

Regla 2. Si la resposta del punt reflectit (N) és la pitjor del nou símplex, es projectael punt següent al pitjor (I) en lloc del pitjor (P) per tal d'obtenir el nousímplex.Aquesta regla assegura que el disseny oscil·li indefinidament entre dospunts de resposta indesitjable.

Regla 3. Si un punt pertany a una regió que no interessa o no es pot avaluar laresposta, s'assignarà a aquest punt la pitjor resposta del símplex,aplicant tot seguit la Regla 2.

8QLWDW�GLGjFWLFD��0qWRGHV�HVSHFLDOLW]DWV�G¶DQjOLVL

8'��

OBSERVACIÓ

Quan hi ha dos punts amb igual resposta, el pitjor és el més antic i el millor el mésrecent.

Es recomana seguir gràficament el procés d'optimització indicant els punts dels trianglesformats i les respostes aconseguides.

��0DWHULDO- Programari FJHP. Autors X. Tomàs i J. Obiols

(1989)- Ordinador personal

��3URFHGLPHQWPer a la connexió dels aparells cal seguir exactament la seqüència d'operacionssegüent. En cas contrari, podria ser necessari iniciar tot el procés des de zero.1. S'arrenca el programa amb FJHP2. Opció 2: Simulació de les tècniques.3. Opció 2: Realització de la pràctica. Apareix una pantalla amb comandaments i un

cursor. La tecla <Inicio> accelera el moviment del cursor. La tecla <Fin> endisminueix la velocitat.

4. ESPECTRÒMETRE DE MASSES: Interruptor general (se situa el cursor en elquadre de la dreta i es prem Return).

5. Sistemes de buit.6. Font d’ions.7. Detector.8. Amplificador (no cal ajustar el rang de masses).9. REGISTRADOR: Interruptor general.10. Mode espectròmetre (Registrador Actiu).11. RESULTATS: Cromatograma.12. Tecla de <AvPág> (canvi de pantalla).13. Amplificador: interruptor general.14. FORN: Interruptor general.15. Calefactor.16. S'ajusta la temperatura del forn (interval de treball 80/200°C). L'ajust de la

temperatura es realitza:- situant el cursor sobre el quadre (+) o (-), depenent de si es vol augmentar o

disminuir el valor de la variable. Es prem Return.- prement (+) sobre el quadre (+) o (-) sobre el quadre (-). Es fixa el valor final de

la variable. Es prem <F> per indicar fi.17. Manòmetre de l'aire.18. Manòmetre de l'hidrogen.19. Manòmetre del nitrogen.20. Es regula la pressió del nitrogen d'igual forma com en 16. L'interval de treball és de

0-100 kN/m2.

21. Detector.22. Es gradua el factor d'escala de l'amplificador. Es recomana disminuir aquest factor


8'��

fins a 100.23. Injector. Se situa el cursor exactament sobre la posició d'injecció i es prem Return.24. Es passa pàgina: <p>. Es pren nota del IDFWRU�GH�VHSDUDFLy aconseguit.25. Se salven els resultats: <n>26. Es presenten tots els resultats: <n>27. Un altra mesura: <s>28. Es varien les condicions de pressió i temperatura de forn. S'injecten. Es repeteix

aquest punt tantes vegades com es vulgui, fins aconseguir una optimitzacióadequada de les variables.

��5HVXOWDWV1. Recull les dades obtingudes en la següent taula:

1~P��SXQW 7��&� 3��N1�P � � )DFWRU�GH�VHSDUDFLy

Una vegada optimitzada la resolució (per exemple en +/- 0,02 unitats), l'exercici potdonar-se per acabat.

2. Indica els resultats de les variables optimitzades.

VARIABLES OPTIMITZADES:- Temperatura del forn (°C) =- Pressió N2 (kN/m2) =- Factor de separació =

3. Ara fes la gràfica final: resolució YV núm. punt i visualitza el procés d'optimització.

��%LEOLRJUDILD• Skoog, D. A. ; West, D. M.��$QiOLVLV�,QVWUXPHQWDO. Ed. Interamericana, Mèxic (1987)• Harris, D. C.. $QiOLVLV� TXtPLFR� FXDQWLWDWLYR. Grupo Editorial Iberoamericana, Mèxic

(1992)

8QLWDW�GLGjFWLFD��0qWRGHV�HVSHFLDOLW]DWV�G¶DQjOLVL

8'��

$QQH[��([HPSOH�GH�FURPDWRJUDPD�L�HVSHFWUH�GH�PDVVHV


$��

��$11(;26Extrets de:�3XMRO��)��0DQXDO�G$QjOLVL�,QVWUXPHQWDO�9ROXP�,,,��3UjFWLTXHV�GH�ODERUDWRULRafael Garrote Rico Editor, Barcelona,1999

7DXOD�� 0$66$�$7Ñ0,&$�5(/$7,9$�'(/6�(/(0(176�48Ë0,&6(S’inclouen els elements que amb més freqüència es poden trobar a les pràctiquesd’Anàlisi Instrumental descrites en aquest manual. Els valors, relatius al C – 12, estanarrodonits a dues xifres decimals)

1RP 6tPERO Nombreatòmic

Massaatòmica

1RP 6tPERO

Nombreatòmic

Massaatòmica

Alumini Al 13 26,98 Liti Li 3 6,94Antimoni Sb 51 121,75 Magnesi Mg 12 24,30Arsènic* As 33 74,92 Manganès Mn 25 54,94Bari Ba 56 137,33 Mercuri Hg 80 200,59Beril·li Be 4 9,01 Molibdè Mo 42 95,94Bismut Bi 83 208,98 Niquel Ni 28 58,69Bor B 5 10,81 Nitrogen N 7 14,01Brom Br 35 79,90 Or Au 79 196,97Cadmi Cd 48 112,41 Oxigen O 8 16,00Calci Ca 20 40,08 Plata** Ag 47 107,87Carboni C 12 12,01 Platí Pt 78 195,09Cesi Cs 55 132,91 Plom Pb 82 207,2Clor Cl 17 35,45 Potassi K 19 39,10Cobalt Co 27 58,93 Radi Ra 88 226,03Coure Cu 29 63,55 Seleni Se 34 78,96Crom Cr 24 52,00 Silici Si 14 28,09Estany Sn 50 118,71 Sodi Na 11 22,99Estronci Sr 38 87,62 Sofre S 16 32,07Ferro Fe 26 55,85 Tal·li Tl 81 204,38Fluor F 9 19,00 Tel·luri Te 52 127,60Fòsfor P 15 30,97 Urani U 92 238,03Heli He 2 4,00 Vanadi V 23 50,94Hidrogen H 1 1,01 Wolframi*** W 74 183,85Iode I 53 126,90 Zinc Zn 30 65,38

* També anomenat Arseni** També anomenat Argent*** També anomenat Tungstè

$QQH[RV

$��

7$8/$�� '(16,7$7�'(�/¶$,*8$�$�',)(5(176�7(03(5$785(6(Els valors, expressats en g/mL, indiquen la densitat de l’aigua lliure d’aire a 760 mmHg de pressió)

'qFLPHV�GH�JUDXt°C

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

15 0,999 1266 1114 0962 0809 0655 0499 0343 0185 0026 *986516 0,998 9705 9542 9378 9214 9048 8881 8713 8544 8373 820217 8029 7856 7681 7505 7328 7150 6971 6791 6610 642718 6244 6058 5873 5686 5498 5309 5119 4927 4735 455119 4347 4152 3955 3757 3558 3358 3158 2955 2752 254920 2343 2137 1930 1722 1511 1301 1090 0878 0663 044921 0233 0016 *9799 *9580 *9359 *9139 *8917 *8694 *8470 *824522 0,997 8019 7792 7564 7335 7104 6873 6641 6408 6173 593823 5702 5466 5227 4988 4727 4506 4264 4021 3777 353124 3286 3039 2790 2541 2291 2040 1788 1535 1280 102625 0770 0513 0255 *9997 *9736 *9476 *9214 *8951 *8688 *842326 0,996 8158 7892 7624 7356 7087 6817 6545 6273 6000 572627 5451 5176 4898 4620 4342 4062 3782 3500 3218 293528 2652 2366 2080 1793 1505 1217 0928 0637 0346 005329 9761 9466 9171 8876 8579 8282 7983 7684 7383 708330 6780 6478 6174 5869 5564 5258 4950 4642 4334 4024

(*) Indica que la tercera xifra decimal de la densitat ha disminuit en una unitat.


$��

7$8/$��&21&(175$&,Ï�'¶$/*816�¬&,'6�&20(5&,$/6

Nom % enpes

Densitat(g/mL)

grams/litre GrausBaumé

Molaritat

Àcid acètic diluït 36 1,04 376 6 6,3Àcid acètic glacial 96 1,06 1015 8 16,9Àcid acètic glacial 99 – 100% 99 - 100 1,05 1047 7 17,4Àcid clorhídric diluït 10 1,05 105 7 2,9Àcid clorhídric concentrat (1,16) 32 1,16 371 20 10,2Àcid clorhídric concentrat (1,18) 36 1,18 424 22 11,6Àcid fòrmic diluït 25 1,06 264 8 5,8Àcid fòrmic concentrat 90 1,20 1080 24 23,4Àcid fosfòric concentrat (1,71) 85 1,71 1454 60 14,8Àcid fosfòric concentrat (1,75) 89 1,75 1558 62 15,9Àcid nítric concentrat 65 1,40 910 41 14,4Àcid nítric fumant 100 1,52 1520 50 24,1Àcid perclòric 60 1,54 923 51 9,2Àcid perclòric 70 1,67 1172 58 11,6Àcid sulfúric diluït 25 1,18 295 22 3,0Àcid sulfúric concentrat 96 1,83 1757 66 17,9Àcid sulfúric concentrat 95 - 97 1,84 1766 22 18,0

7$8/$��5(/$&,Ï�(175(�*5$86�%$80e�,�'(16,7$7°Bé 15

15ρ °Bé 1515ρ °Bé 15

15ρ °Bé 1515ρ °Bé 15

15ρ °Bé 1515ρ

0 0,9991 11 1,082 22 1,179 33 1,295 44 1,437 55 1,6951 1,006 12 1,090 23 1,189 34 1,307 45 1,452 56 1,6332 1,013 13 1,098 24 1,199 35 1,319 46 1,467 57 1,6523 1,020 14 1,106 25 1,209 36 1,331 47 1,482 58 1,6714 1,028 15 1,115 26 1,219 37 1,344 48 1,497 59 1,6905 1,035 16 1,124 27 1,229 38 1,356 49 1,513 60 1,7106 1,042 17 1,133 28 1,240 39 1,369 50 1,529 61 1,7317 1,050 18 1,142 29 1,250 40 1,382 51 1,545 62 1,7528 1,058 19 1,151 30 1,261 41 1,396 52 1,562 63 1,7739 1,066 20 1,160 31 1,273 42 1,409 53 1,579 64 1,795

10 1,074 21 1,169 32 1,284 43 1,423 54 1,597 65 1,818

$QQH[RV

$��

7$8/$��3523,(7$76�'¶$/*816�',662/9(176�)5(4h(176

Dissolvent Abr. FórmulaPes

molecular Pf(°C)

Peb(°C)

204ρ 20�Q Pin

(°C)TLV

(ppm)Acetat de butil C6H12O2 116,16 -77,9 126,5 0,882 1,3941 33 150Acetat d’etil C4H8O2 88,12 -83,6 77,06 0,900 1,3723 - 3 400Acetat de metil C3H6O2 74,08 -98,1 57 0,933 1,3595 - 10 200Acetona AC C3H6O 58,08 -95,4 56,2 0,790 1,3588 - 30 1000Acetonitril AN C2H3N 41,05 -45,7 81,6 0,786 1,3442 6 40Àcid acètic AcOH C2H4O2 60,05 16,6 117,9 1,049 1,3716 40 10Aigua H2O 18,02 0,0 100,0 0,998 1,3330 -- --Anilina C6H7N 93,13 -6,3 184,7 1,022 1,5863 76 2 ABenzè * C6H6 78,12 5,5 80,1 0,876 1,5011 - 11 8 A1 – Butanol n-BuOH C4H10O 74,12 -89,5 117,2 0,810 1,3993 35 1002 – Butanol s-BuOH C4H10O 74,12 -114,7 99,5 0,807 1,3975 26 100terc - Butanol t-BuOH C4H10O 74,12 25,5 82,3 0,789 1,3878 11 100Ciclohexà C6H12 84,16 6,5 80,7 0,778 1,4266 - 17 300Ciclopentà C5H10 70,14 -93,9 49,2 0,746 1,4065 42 600Clorobenzè C6H5Cl 112,56 -45,6 132,2 1,106 1,5241 29,5 10Cloroform * CHCl3 119,38 -63,5 61,7 1,483 1,4459 -- 10Decalina C10H18 138,25 -43 155,6 0,896 1,4810 57 - 58Dibromometà CH2Br2 173,85 -52,5 97 2,497 1,5420 Nc 50o – Diclorobenzè * ODCB C6H4Cl2 147,01 -17 180,5 1,305 1,5515 66 501,2 - Dicloroetà C2H4Cl2 98,96 -35,3 83,5 1,235 1,4448 15 101,1 – Dicloroetilè EDC C2H2Cl2 96,94 -122,1 37 1,218 1,4249 5Diclorometà CH2Cl2 84,93 -95,1 40 1,327 1,4242 -- 200Dietil éter C4H10O 74,12 -116,2 34,5 0,714 1,3526 - 40 400Diisopropil éter C6H14O 102,18 -85,9 68 0,754 1,3679 - 23 250Dimetilacetamida DMA C4H9NO 87,12 -20 165 0,937 1,4380 10Dimetilformamida DMF C3H7NO 73,09 -60,5 149-56 0,949 1,4305 57 20 ADimetilsulfòxid DMSO C2H6SO 78,13 18,4 189,8 1,101 1,4770 951,4 – Dioxà * Diox C4H8O2 88,12 11,8 101 1,034 1,4224 12 50 AEtanol EtOH C2H6O 46,07 -117,3 78,5 0,789 1,3611 12 1000Etilenglicol C2H6O2 62,07 -11,5 198,9 1,109 1,4318 111 50Etil metil cetona EMK C4H8O 72,12 -86,3 79,6 0,805 1,3788 - 4,4 25Formamida F CH3NO 45,04 2,5 111 1,133 1,4472 -- 10Formiat d’etil C3H6O2 74,08 -80,5 54,5 0,917 1,3598 - 19,5 100Glicerol C3H8O3 92,11 20 290d 1,261 1,4746 176 --n - Heptà C7H16 100,21 -90,6 98,4 0,684 1,3878 - 4 400n – Hexà Hex C6H14 86,18 -95 69 0,660 1,3751 - 23 50Hexacloroacetona C3Ocl6 264,75 -2 202-4 1,444 1,5112 NcIsobutanol i – BuOH C4H10O 74,12 108 0,802 1,3955 28 50Isobutil metilcetona

C6H12O 100,16 -84,7 116,8 0,798 1,3962 15,5 50

Metanol MeOH CH4O 32,04 -93,9 65,2 0,791 1,3288 11 200 AMorfolina C4H9NO 87,12 -4,7 128,3 1,001 1,4548 31 20


$��

7$8/$��FRQW��Dissolvent Abr. Fórmula

Pesmolecular Pf

(°C)Peb(°C)

204ρ 20�Q Pin

(°C)TLV

(ppm)Nitrobenzè C6H5NO2 123,11 5,7 210,8 1,204 1,5209 92 1 ANitrometà NM CH3NO2 61,04 g -17 100,8 1,137 1,3817 44 20n - Pentà C5H12 72,15 -130 36,1 0,626 1,3575 - 49 600Piridina Pyr C5H5N 79,10 -42 115,5 0,982 1,5095 20 51 – Propanol PrOH C3H8O 60,11 -126,5 97,4 0,804 1,3850 15 2002 – Propanol i-PrOH C3H8O 60,11 -89,5 82,4 0,786 1,3776 22 400Quinoleina C9H7N 129,16 g-15,6 238 1,093 1,6268 111Sulfur de carboni CS2 76,14 -111,5 46,2 1,263 1,6319 -30 101,1,2,2 - Tetracloroetà C2H2Cl4 167,85 -36 146,2 1,595 1,4940 --Tetracloroetilè C2Cl4 165,83 -19 121 1,623 1,5053 -- 50Tetraclorur de carboni*

CCl4 153,82 -23 76,5 1,594 1,4601 -- 10

Tetrahidrofurà THF C4H8O 72,12 g-108 67 0,889 1,4050 - 17 2001,2,3,4Tetrahidronaftalè

C10H12 132,21 -35,8 207,6 0,970 1,5413 78

Toluè C7H8 92,15 -95 110,6 0,867 1,4961 4 200Tricloroetilè * C2HCl3 131,39 -73 87 1,464 1,4773 -- 50Xilè (isòmers) Xy C8H10 106,17 137-

1440,86-88 1,49-55 29 100

A: Perill d’absorció cutàniaAbr.: Abreviaturag.: CongelaNc: No constaPeb: Punt d’ebullicióPf: Punt de fusióPin: Punt d’inflamabilitatTLV: Valor límit umbral (Threshold Limit Value)*: Cancerígen o sospitós de ser un agent cancerígen

$QQH[RV

$��

7$8/$��5()5$&&,Ï�$7Ñ0,&$

Element o Grup atòmic Refracció atòmica

Carboni 2,591Hidrogen 1,028Fluor 0,810Clor 5,844Brom 8,741Iode 13,954Doble enllaç 1,575Triple enllaç 1,977Anell de 3C 0,614Anell de 4C 0,317Grup fenil - C6H5 25,463Grup naftil - C10H7 43,00Oxigen en carbonil O= 2,122Oxigen en éter, éster -O- 1,643Gruo hidroxil -OH 2,553N en amina alifàtica primària 2,376N en amina alifàtica secundària 2,582N en amina alifàtica terciària 2,840N aromàtic 3,550N en amida 2,650Grup aromàtic - NO2 7,300Grup - C=N 5,459S en tiocarbonil C=S 7,970S en mercapto S - H 7,729


$��

7$8/$�� 527$&,Ï� (63(&Ë),&$� '¶$/*816� &20326726Ñ37,&$0(17�$&7,867LSXV Compost Fórmula Pes

Molecular[α]D (°) t (°C) c (g/100mL)*

2 – Butanol C4H10O 74,12 + 13,5 20 --2 – Heptanol C7H16O 116,20 - 10,5 (l) 20 --Nicotina C10H14N2 162,23 - 169 20 --

Líquidsorgànicspurs

2 – Octanol C8H18O 130,22 + 9,9 (d) 17 --β-L-Arabinosa C5H10O5 150,13 + 105,1 20 3β-D-Fructosa C6H12O6 180,16 - 92,0 20 2Galactosa C6H12O6 180,16 + 80,2 20 5Glucosa C6H12O6 180,16 + 52,7 20 10α-Lactosa·H2O C12H24O12 360,32 + 52,3 20 10β-Lactosa C12H22O11 342,31 + 52,3 20 10Maltosa C12H22O11 342,31 + 130,4 20 5Manosa C6H12O6 180,16 + 14,2 20 4D-Ribosa C5H10O5 150,13 - 23,7 20 4Sacarosa C12H22O11 342,31 + 66,5 20 26Sorbosa C6H12O6 180,16 - 42,7 20 5

Hidrats deCarboni

α-D-Xilosa C5H10O5 150,13 + 18,6 20 10L-Alanina C3H7NO2 89,09 + 2,7 22 10L-Arginina C6H14N4O2 174,20 + 12,5 20 3,5L-Asparagina C4H8N2O5 132,12 - 5,3 20 1,4Àc, L-Aspartic C4H7NO4 133,10 + 25,0 20 1,97 (HCl 6N)L-Fenilalanina C9H11NO2 165,19 - 35,1 20 1,3L-Cisteina C3H7NO2S 121,16 + 6,5 25 HCl 5NÀc. Glutàmic C5H9NO4 147,13 + 31,4 22,4 HCl 6NL-Glutàmina C5H10N2O3 146,15 + 6,1 23 3,6L-Histidina C6H9N3O2 155,16 - 38,9 25 0,75 – 3,77L-Isoleucina C6H13NO2 131,17 + 11,3 20 3L-Leucina C6H13NO2 131,17 - 10,8 25 2,2L-Lisina C6H14N2O2 146,19 + 14,6 20 6,5L-Metionina C5H11NO2S 149,21 + 23,4 20 5,0 (HCl 3N)L-Prolina C5H9NO2 115,13 - 85,0 23,4L-Serina C3H7NO3 105,09 - 6,8 20 10,4L-Tirosina C9H11NO3 181,19 - 10,6

+ 13,22218

4 (HCl N)4 (NaOH 3N)

L-Treonina C4H9NO3 119,12 - 28,3 26 1,09L-Triptòfan C11H12N2O2 204,23 - 31,5 23 1

Aminoàcidsnaturals

L-Valina C5H11NO2 117,15 + 22,9 23 0,8 (HCl 20%)

$QQH[RV

$��

7$8/$��FRQW��

7LSXV Compost Fórmula PesMolecular

[α]D (°) t (°C) c (g/100mL)*

Àc. L-Ascorbic(Vitamina C)

C6H8O6 176,13 20,5 a 21,5+ 48

2523

11 (MeOH)

Cloranfenicol C11H12Cl2N2O5

323,11 + 18,6 27 4,9 (EtOH)

Codeina C18H21NO3 299,37 - 136- 112

15 2 (EtOH)2 (CHCl3)

Efedrina C10H15NO 165,24 - 6,3 20 3,6 (EtOH)Efedrina HCl C10H15NO·H

Cl201,70 + 35,8 20 11,5

Àc. Fòlic C19H19N7O6 441,40 + 23 25 0,5 (NaOH 0,1N)Metampicilinasòdica

C17H18N3O4SNa

383,40 + 82 20 5

Neomicina A C12H26N4O6 322,36 + 112,8 25 1Pantotenatcàlcic

C18H32N2O10Ca

476,64 + 28,2 20 5

PseudoefedrinaHCl

C10H15NO·HCl

201,70 + 62 20 0,8

Quinina C20H29N2O2 324,42 - 169- 117

1517

2 (EtOH 97%)1,5 (CHCl3)

Riboflavina(Vitamina B2)

C17H20N4O6 376,37 - 112 a- 122

25 0,5(NaOH 0,02 N)

PrincipisFarmacèutics

Tetraciclina C22H24N2O8 444,44 - 257,9 25 HCl 0,1 NCàmfora C10H16O 152,24 + 43,8

+ 40,620 7,5 (EtOH abs)

(MeOH)Àc. L-Làctic C3H6O3 90,08 + 3,8 20 10Àc. L-Màlic C4H6O5 134,03 - 2,3 20 8,5Mentol C10H20O 156,20 - 50 10 (EtOH 10 %)Àc. D-Tartàric C4H6O6 150,09 - 12,0 20 20Àc. L-Tartàric C4H6O6 150,09 + 12,0 20 20

Atrescompostos

Tartrat de sodii potassi.**

C4H4O6KNa 210,16 + 29,75 –0,0078 c

20 c

*: Si no s’indica el contrari, el dissolvent és l’aigua**: Anomenat sal de Seignette i sal Rochelle


$��

7$8/$�� )5(4hÊ1&,(6�'(�*583�'(/6�*5836�25*¬1,&6�$�/¶,5

(QOODo 7LSXV�GH�FRPSRVW ,QWHUYDO�GH�QXP�G¶RQHV��FP �

� �,QWHQVLWDW

C - H Alcans 2850 - 29701340 - 1470

FortaForta

C - H Alquens

C

HC

3010 - 3095675 - 995

MitjaForta

C - H Alquins

C C H 3300 Forta

C - H Anells aromàtic 3010 - 3100690 - 900

MitjaForta

O - H Alcohols i FenolsAlcohols amb pont d’hidrògen

Àcids carboxílicsÀcids carboxílics amb pontd’hidrògen

3590 - 36503200 - 3600

3500 - 36502500 - 2700

VariableVariable

(a cops ampla)Mitja

Ampla

N - H Amines, amides 3300 - 3500 MitjaC = C Alquens 1610 - 1680 VariableC = C Anells aromàtics 1500 - 1600 VariableC = C Alquins 2100 - 2260 VariableC - N Amines, amides 1180 - 1360 FortaC = N Nitrils 2210 - 2280 FortaC - O Alcohols, éters, àcids carboxilics,

èsters1050 - 1300 Forta

C = O Aldehids, cetones, àcids carboxilics,èsters

1690 - 1760 Forta

NO2 Nitrocompostos 1500 - 15701300 - 1370

FortaForta

$QQH[RV

$��

7$8/$�� 3523,(7$76� '¶81$� 5(6,1$� &$7,Ñ1,&$� 7,3,&$� ,� (1)250$�+�

Propietat Valor característic

Humitat 44 – 48 %Capacitat 1,90 meq/mL (min)

4,5 meq/g (màx)Color 25 APHA (màx)pH 6,0 – 7,0Expansió 37 – 75 % (700 mL/min, 25°C, 5cm diam.)Densitat 0,76 – 0,86 g/mLEsfericitat 70 % (mín)Mida efectiva 0,4 – 0,6 mmUniformitat 1,7 (màx)Compressibilitat 20,4 cm3/cm2 min (màx)

10,2 cm3/cm2 min (mín)


$��

(648(0$�� ,'(17,),&$&,Ï�6,67(0¬7,&$�'¶81�32/Ë0(5�3(5�(63(&752)2720(75,$�,5

1720 - 1790

1590 - 16101580 - 1600

i1490 - 1510

1590 - 16101580 - 1600

i1490 - 1510

820 - 840 1410 - 1450F 3200 - 3500 3200 - 3500

Epòxids modificatsPolicarbonats

Resines alquíliquesPoiésters

Éters cel.lulòsicsPVC plastificats

Acetatat de polivinilCopolimers de PVC

1000 - 1100

Poliesters acrilicsEsters de cel.lulosaPoliuretans

FEpòxids fenòlicsEstirè

Silicones aríliquesCopolimers alqil -

aril silicones

1630 - 1680 1410 - 1450

1530 - 1550Cel.lofana

Alquilcel.lulosaAlcohol polivinilic

Polietilenglicol

PoliacrinlonitrilPVC

Clorur de vinilidèPolioximetilè

AlquilsiliconesHC alifàtics

TeflòTiocol

NilónsAmino polimers

Nitrocel.lulosaCel.lofana

F

Pr Ab

Ab

A

Ab Pr Ab

Pr Ab

Pr Ab

Pr Ab Pr

Pr Ab Pr

Pr Ab

FF

Pr

Pr

Ab

$QQH[RV

$��

(648(0$�� '(7(50,1$&,Ï�*5¬),&$�'(/�3817�'¶(48,9$/Ê1&,$

/D� GHWHUPLQDFLy� GHO� SXQW� G¶HTXLYDOqQFLD� �/�� G¶XQD� FRUED� GH� YDORUDFLy� WtSLFD� HV� ID�VHJRQV�HO�VHJ�HQW�SURWRFRO� 1.- Traçar la recta AA’ , prolongant el tram rectilini de la porció inicial de la corba.2.- Traçar la recta BB’ , prolongant el tram rectilini de la porció final de la corba.3.- Traçar la recta CC’ , tangent al tram ascendent de la corba. Es crearan els punts O i N4.- Traçar dues paral·leles a l’eix del volum, DD’ i EE’, que passin pels punts O i N.5.- Traçar dues paral·leles a l’eix del pH, FF’ i GG’, que passin pels punts O i N. Es crearanels punts M i P. 6.- Unir els punts M i P amb una línia recta. L'encreuament d’aquesta recta amb la recta CC’,dona el punt d’equivalència L.

S+

9��P/�


$��

(648(0$�� 6Ë0%2/6�'(�5,6&�'(�/$�8(

O 2[LGDQW K &RUURVLX

L ([SORVLX

P 7z[LF Q 0ROW Wz[LF

N ,QIODPDEOH M 0ROW�LQIODPDEOH

R ,UULWDQW S 1RFLX

V Perillós pel medi ambient

Documents

Anàlisi química instrumental