Contenido

Prefacio V

PRIMERA PARTE ANALISIS GENERAL 1

Capitulo 1 Operaciones matemhticas 2 1.1 Divisiones de la Química Analítica 2 1.2 Errores en las mediciones cuantitativas 2 1.3 Precisión y exactitud 3 1.4 Mediciones de precisión 3 1.5 Rechazo de mediciones 5 1.6 Reglas que gobiernan la retención adecuada de cifras significativas 6 1.7 Convencionalismos relativos a la solución de problemas numbricos 8

Problemas 9 1.8 Uso de los logaritmos 11 1.9 Uso de la regla de cálculo 12

1.10 Nomogramas 13 Problemas 13

Capitulo 2 Ecuaciones químicas 14 2.1 Propósito de las ecuaciones químicas 14 2.2 Tipos de ecuaciones químicas 14 2.3 lonización de ácidos, bases y sales 15 2.4 Ecuaciones iónicas que no incluyen la oxidación 16 2.5 Número de oxidación 18 2.6 Ecuaciones iónicas de reducción-oxidación (redox) 18

Problemas 21

Capitulo 3 CBlculos basados en fórmulas y ecuaciones 24 3.1 Significado matemático de una fórmula química 24 3.2 Pesos fórmula 24 3.3 Significado matemático de una ecuación química 25 3.4 Leyes de los gases 27

Problemas 27

Capitulo 4 Concentración de las soluciones 30 4.1 Unidades de concentración 30 4.2 Gramos por unidad de volumen 30

4.3 Composición porcentual 30 4.4 Gravedad específica 31 4.5 Relaciones volumt5tricas 31 4.6 Soluciones molares y formales 31 4.7 Peso equivalente y solución normal 32 4.8 Cálculos sencillos con equivalentes, miliequivalentes y normalidad

33 Problemas 36

Capítulo 5 Reacciones y constantes de equilibrio 39 5.1 Ecuaciones termoquímicas 39

Problemas 41 5.2 Efecto de la concentración en la velocidad de reacción 43 5.3 Reacciones de primer orden 43 5.4 Reacciones de segundo orden 45 5.5 Reacciones de orden superior 47 5.6 Efecto de la temperatura en la velocidad de reacción 47 5.7 Efecto de un catalizador en la velocidad de reacción 47

Problemus 48 5.8 Principio de acción de las masas 50 5.9 Constante del producto idnico del agua 52

5.10 Valor del pH 52 Problemas 54 5.11 Constante de ionización 54 5.12 Efecto del ion comQn. Wución reguladora 56 5.13 Principío de Le Chatelier 58 5.14 lonizaci6n de acidos polibásicos. Equilibrios simultáneos 59 5.15 Actividad y coeficientes de actividad 61 5.16 Constantes de disociación de iones complejos 63

Problemas 64 5.17 Producto de sdubilidad 67 5.18 Precipitación fraccionaria 71

Problemas 72 5.19 Aplicaci6n de las soluciones reguladoras en separaciones anallticas 75

7s 5.20 &rol de la acidez en las precipitaciones de suifuro de hidr6geno 77 5.21 Separaciones por medio de la formacibn de iones complejos 78

PwbLmas 79

Crortub 6t Potwicirkr ndox 82 6.1 Relacibn de la corriente eléctrica con las reacciones de reducción-

oxidaci6n (redox) 82 6.2 Potencial del electrodo estandar 82 6.3 Potenciales formales 85 6.4 Reglas para escribir ecuaciones para reacciones de semiceldas 85 6.5 Ecuaciones redox en terminos de las reacciones de semicelda 86 6.6 Calculo de un potencial de electrodo a partir de otros potenciales elec-

trddicos 88 6.7 Relacidn entre el potencial del electrodo y la concentracidn 88 6-8 Cálculo del punto hasta el cual una reacci6n redox tíene lugar 6.9 Cálculo de una constante de equilibrio a partir de potenciales del

electrodo 92 Problemas 93

SEGUNDA PARTE ANÁLISIS GRAVIM~TRICO 99

Capitulo 7 Balance químico 100 7.1 Sensibilidad del balance químico 100 7.2 MBtodos de pesada 100 7.3 Conversión del peso en el aire a peso en el vacío 101 7.4 Calibración de las pesas 103

Problemas 105

Capitulo 8 Cálculos de análisis gravim&tricos 107 8.1 Ley de las proporciones definidas aplicada a los cálculos de análisis

gravimbtricos 107 8.2 Factores gravimbtricos 108 8.3 Cálculo de porcentajes 109

Problemas 110 8.4 Cálculo de los pesos atómicos 112

Problemas 113 8.5 Cálculos en los aue interviene una muestra en peso como factor 113

Problemas 114 8.6 Cblculo del volumen de un reactivo requerido para una reacci6n dada

115 8.7 Cálculo de la concentración de una mezcla reactiva 117

Problemas 11 9 8.8 MBtodos gravim6tricos indirectos 123

Problemas 125

Capitulo 9 Calculos a partir de mcentaies deducidos 128 9.1 Cálculos que requieren la eliminaci6n o introducción de un constituyente

128 9.2 Casos en que ocurren simultbneamente la volatilización y la oxidaci6n o

reducción 129 Problemas 130

9.3 Cálculo de f6rmulas moleculares a partir de análisis químicos 132 9.4 Cálculo de la fbrmula empírica de un mineral 135 9.5 Cálculo de la fórmula de un mineral que muestra remplazamiento isom6rfico

1 36 Problemai 137

TERCERA PARTE ANALISIS VOLUMÉTRICO 141

Capitulo 10 Calibración de instrumentos de meaaón 142 10.1 Instrumentos de medición en análisis volum6trico 142 10.2 Cálculo del volumen real 142

Problemas 144

Capítulo 11 Métodos de neutralización (acidimetría y alcalimetría) 146 11.1 Divisiones del análisis volum4trico 146 11.2 Pesos equivalentes en los m4todos de neutralización 146

Problemas 148 11.3 Normalidad de una solución preparada mezclando componentes similares

149 Problemas . 149

11.4 Relación volumen-normalidad-miliequivalente 150 11.5 Cómo ajustar una sdución a una normalidad deseada 150

Problemas 151 11.6 Relaciones de volumen y normalidad entre soluciones reaccionantes

152 Problemas 153

11.7 Determinación de la normalidad de una solución 153 11.8 Conversión de datos a miliequivalentes 155

Problemas 155 11.9 Cálculo del porcentaje de pureza a partir de los valores de titulación

1 58 11.10 Mbtodos volumbtricos indirectos 160

Problemas 161 11.11 ProMemas en bs cuales el volumen de la titulación tiene una relación

dada con el porcentaje 163 Problemas 164

11.12 Cómo determinar la proporción en la cual los componentes estan presentes en una mezcla 165

11.13 Analisis del aUdo sulfúrico fumante 166 Problemas 168

11.14 Indicadores 169 11.15 Punto de eauivalencia 171 11.16 Cambio de ia concentración de iones hidrógeno durante las titulaciones

171 11.17 Calculo del grado de hidrólisis de una sal 177 -

Problemas 177 11.18 Titulacibn del carbonato de sodio 180 11.19 Analisis que requieren el uso de dos indicadores 181 11.20 Relación de los volúmenes de titulación con la composición de la

muestra 184 Problemas 185

11.21 Análisis de las mezclas de fosfatos 187 Problemas 188

Capítulo 12 Mbtodos redox (oxidimetria y reductimetria) 190 12.1 Principios fundamentales 190 12.2 Pesos equivalentes de los agentes oxidantes y reductores 190 12.3 Cálculos de los procesos redox 195

P s o B ~ o s 195 12.4 Proceso del permanganato 197 12.5 Proceso del dicromato 202 12.6 Proceso del sulfato cbrico o del cerato 203

Problemas 204 12.7 Proceso yodimbtrico 212

Problemas 215 12.8 Proceso del yodato 220 12.9 Proceso del bromato 221

Problemas 221

Capítulo 13 Métodos por precipitacibn (precipitometria) 224 13.1 Pesos equivalentes en los métodos por precipitación 224

Problemas 226

Capitulo 14 Métodos por forrnaci6n de iones complejos (compiejometría) 229

14.1 Pesos equivalentes en los metodos complejométricos 229 14.2 Reactivos quelatos orgánicos 231

Problemas 233

CUARTA PARTE M~TODOS ELECTROQU~MICOS 237

Capitub 15 Métodos electrolíticos 238 15.1 Electrblisis 238 15.2 Ley de Ohm 238 15.3 Leyes de Faraday 239 15.4 Potenciales de descomposici6n 243 15.5 Polarizaci6n y sobrepotencia 243 15.6 Separaciones eiectroliticas 244 15.7 Electr6lisis de potencial controlado 245

Problemas 247

Capitulo 16 Titulaciones potenciomCtricas 251 16.1 Titulaciones acidimétricas potenciométricas 251 16.2 Electrodo de quinhidrona 252 16.3 Electrodo de antimonio 254 16.4 Electrodo de vidrio 254 16.5 Titulaciones Acido-básicas no acuosas 254 16.6 Titulaciones redox potenciom&tricas 255 16.7 Potenciales de semicelda en el punto de equivalencia en titulaciones

redox 256 16.8 Titulaciones potenciométricas por precipitaci6n 260 16.9 Electrodos de iones específicos 261

Problemas 261

Capítulo 17 Titulaciones conductOmetricas 268

17.3 Titulaciones acidimbtricas conductométricas 269 17.4 Titulaciones conductométricas por precipitación 272 17.5 Otras titulaciones conductométricas 272 17.6 Aparato para la titulaci6n conductométrica 273 17.7 Titulaciones con alta frecuencia 274

Problemas 274

Capitulo 18 Polarogratía. Titulaciones amperimCtricas. Cronopotenciometria 278

18.1 El principio polaro~rAfico 278 18.2 Procedimientos polarográficos anallticos 281 18.3 Titulaciones amperimétricas 283 18.4 Cronopotenciometría 284

Problemas 285

Capitulo 19 Titulaciones culornbirnCtricas 289 19.1 Principios fundamentales de la culombimetria 289

Problemas 290

QUINTA PARTE MÉTODOS ÓPTIcOS DE ANALISIS 293

Capítulo 20 Métodos de absorción 294 20.1 Principios 294

Problemas 298 20.2 Titulaciones fotom6tricas 300

Problemas 301 20.3 Espectrofotometría de precisión 302

Problemas 302 20.4 Evaluación de las propiedades físicas mediante datos espectrofotométricos

303 Problemas 305

20.5 Absorción en la región infrarroja 307 Problemas 309

20.6 Absorción atómica 311 Problemas 31 2

Capitulo 21 Métodos de emisión 313 21.1 Fotometría de la flama 313

Problemas 315 21.2 Espectroscopia de emisión 316

Problemas 318 21.3 Fluorescencia y fosforescencia 321

Problemas 323

Capitulo 22 Métodos por rayos X 326 22.1 Principios 326 22.2 Absorción 327 22.3 Emisión 328

Problemas 330

Capítulo 23 Resonancia magnética nuclear 333 23.1 Principios 333

Problemas 335

Capitulo 24 Espectrometria de masa 338 24.1 Principios 338 24.2 Aplicaciones 342

Problemas 346

Capitulo 25 Refractometria y polarirnetria 349 25.1 Refractometría 349

Problemas 350 25.2 Polarimetría 350

Problema$ 351

SEXTA PARTE MÉTODOS ESPECIALIZADOS 353

Capitulo 26 Métodos radioquirnicos 354 26.1 Estadística de conteo 354

Problemas 355

26.2 Vida media 356 Problemas 357

26.3 Aplicaciones analíticas 357 Problemas 359

26.4 Análisis de activación 360 Problemas 362

Capitulo 27 Métodos térmicos 364 27.1 Termogravimetría Análisis termogravimAtricos (ATG) 364 27.2 Analisis tkrmicos diferenciales (ATD) 364 27.3 Titulaciones termometricas 365

Problemas 366

Capitulo 28 Métodos cinéticos 369 28.1 Principios 369

Problemas 371

Capítulo 29 Métodos de extracción 374 29.1 Ley de la distribución 374

Problemas 376

Capítulo 30 Métodos cromatogr8ficos 379 30.1 Cromatografía de columna (adsorci6nb 379 30.2 Cromatografia de columna (partici6n) 380 30.3 Cromatografia del papel y de las capas delgadas 381 30.4 Cromatografía de gases (gas-líquido y gas-sólido) 384 30.5 Cromatografia de intercambio iónico 387

Problemas 388

Capitulo 31 Análisis volumétrico-gaseoso 392 31.1 Leyes fundamentales de los gases 392 31.2 Corrección por vapor de agua 393 31.3 Análisis volumAtrico gaseoso 394 31.4 MAtodos de absorción 395 31.5 MAtodos de combustión 396

Problemas 399

Capitulo 32 Determinaciones de grupos funcionales 404 32.1 Aplicaciones de los procedimientos inorg4nicos a las determinaciones

orgánicas 404 Problemas 404

SÉPTIMA PARTE DETERMINACIONES ANAL~TICAS COMUNES 409

OCTAVA PARTE PROBLEMAS DIVERSOS 429

I Análisis cualitativo 430

II Análisis cuantitativo 434 Agua. Peróxido de hidrógeno 434

Sodio. Potasio 435 Amonio. Amoniaco. Nitrógeno 435 Plata. Mercurio. Oro. Metales de platino 436 Halógenos. Acidos halógenos. Cianuro. Tiocianato 437 Bario. Estroncio. Calcio. Magnesio 437 Piedracaliza. Cal. Cemento 438 Hierro. Aluminio. Berilio. Titanio. Zirconio 438 Cerio. Torio. Uranio. Bismuto. Boro 440 Cobre. Plomo. Zinc. Cadmio. Latón 441 Estailo. Antimonio. Arsknico 443 Carbono. Dióxido de carbono. Silicio. Tungsteno. Molibdeno 443 Cromo. Vanadio 444 Manganeso. Cobalto. Níquel 445 Fósforo 446 Oxígeno. Azufre. Selenio 447 Análisis generales y t6cnicos 450

NOVENA PARTE RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS 455

Apéndice 467