INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN

A LA A LA

QUÍMICA ANALÍTICA MODERNAQUÍMICA ANALÍTICA MODERNA

INTRODUCCION A LA QUIMICA ANALITICAINTRODUCCION A LA QUIMICA ANALITICA

Etimología griegaEtimología griega

Ana = partes Lysis = destrucción/desintegración

Definición modernaDefinición moderna

La Química Analítica es el área de la química que entrega el conocimiento y ayudaa la comprensión de la materia y su dinámica en nuestro medio ambiente,ya que está orientada a la identificación y cuantificación de sus constituyentes.

Desafíos actuales de la Química AnalíticaDesafíos actuales de la Química Analítica

• Contaminantes en agua, aire y suelos (Q.A. Ambiental).• Identificación y Cuantificación de compuestos en concentraciones muy pequeñas (Trazas).• Caracterización de materiales e impurezas (Control de calidad).• Identificación y Cuantificación de compuestos en tejidos y líquidos biológicos (Q. Bioanalítica)

INTRODUCCION A LA QUIMICA ANALITICAINTRODUCCION A LA QUIMICA ANALITICA

•• Desafíos actuales para la química analíticaDesafíos actuales para la química analítica.

- Análisis de componentes en concentraciones muy pequeñas. (componentes traza).

- Identificación y cuantificación de contaminantes en aguas y aire (química analítica ambiental)

- Materiales y/o materias primas, productos terminados (química analítica en control de calidad).

- Identificación y cuantificación de componentesen organismos vivos (Bioanalítica).

• Proveer información exacta de los elementos que conforman nuestro entorno es cada vez más exigente Altamente tecnologizada y multidisciplinaria……. problema complejoproblema complejo.

• Q. A. Química en solución acuosa, Físico-Química, Química de materiales, Física (óptica y magnetismo), Electrónica y Computación.

CLASIFICACIÓN DE LA QUÍMICA ANALÍTICA

a) cualitativa b) cuantitativa

a) instrumental b) no instrumental

a) inorgánica b) orgánica c) físico - química

a) ambiental (aire, aguas, suelos) b) industrial c) alimentos d) bioanalítica

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS

Todo método analítico termina en una medición, cuyo valorse relaciona con la presencia o cantidad del analito medido.

MÉTODOS MEDICIÓN

• Gravimétrico Masa• Volumétrico Volumen• Electroquímico Voltaje o amperaje• Espectroscópicos REM- Materia• Cinéticos Velocidad de reaación (t)

UNIDADES DE MEDIDA DEL S.I.

Magnitud unidad símbolo

masa kilogramo Kglongitud metro mtiempo segundo stemperatura Kelvin Kcantidad mol molintensidad eléctrica ampere Aintensidad de luz Candela cd

Algunas unidades derivadas del sistema internacional

- densidad (Kg/L) - volumen (m3)- superficie (m2), - frecuencia (Hz),- velocidad (m/s) - energía (J, Kg m2 s-2)- potencia (W) - presión (P)

PROCEDIMIENTO ANALITICOPROCEDIMIENTO ANALITICO

TOMA DE MUESTRATOMA DE MUESTRATOMA DE MUESTRA

TRATAMIENTO DE MUESTRATRATAMIENTO DE MUESTRATRATAMIENTO DE MUESTRA

ANALISISANALISISANALISIS

REVISION DE VALORESINTERPRETACION DE RESULTADOS

REVISION DE VALORESREVISION DE VALORESINTERPRETACION DE RESULTADOSINTERPRETACION DE RESULTADOS

INFORMEINFORMEINFORME

A TENER EN CUENTA AL ESTUDIARA TENER EN CUENTA AL ESTUDIARINTERACCIONESINTERACCIONES

HOMBRE

INDUSTRIA

Bio-Analítica

AnalíticaAmbiental

AnalíticaIndustrial

MEDIO AMBIENTE

Q.A.Q.A.

COMPOSICIÓN DE LA CORTEZA TERRESTRE

45,5

27,2

8,3 6,24,7

2,82,3 1,8 0,63 0,15 0,1 0,1

0

10

20

30

40

50

O Si Al Fe Ca Mg Na K Ti H P Mn

%

Corteza terrestre- litósfera: sólida formada por rocas (litos = piedra)- hidrósfera: líquida (hydros = agua)- atmósfera: gaseosa (atmos = aire)

93,00%

6,91% 0,09%

Composición química

Composición de la Corteza Terrestre

Litósfera: aproximadamente 40 km de profundidad + hidrósfera + atmósfera.

N ° E lem e n t o ( p p m ) N ° E lem e n t o ( p p m )

1 O 4 5 5 0 0 0 2 1 C r 2 0 0

2 S i 2 7 2 0 0 0 2 2 V 1 5 0

3 A l 8 3 0 0 0 2 3 Z n 1 2 3

4 F e 6 2 0 0 0 2 4 N i 8 0

5 C a 4 7 0 0 0 2 5 C u 7 0

6 M g 2 8 0 0 0 2 6 W 6 9

7 N a 2 3 0 0 0 2 7 L i 6 5

8 K 1 8 0 0 0 2 8 N 4 6

9 T i 6 3 0 0 2 9 C e 4 6

1 0 H 1 5 0 0 3 0 S n 4 0

1 1 P 1 0 0 0 3 1 Y 2 8

1 2 M n 1 0 0 0 3 2 N d 2 4

1 3 S 5 2 0 3 3 N b 2 4

1 4 C 3 2 0 3 4 C o 2 3

1 5 C l 3 1 4 3 5 L a 1 8

1 6 R b 3 1 0 3 6 P b 1 6

1 7 F 3 0 0 3 7 G a 1 5

1 8 S r 3 0 0 3 8 M o 1 5

1 9 B a 2 5 0 3 9 T h 1 2

2 0 Z r 2 2 0 4 0 C s 7

Composición Química Promedio de las RocasComposición Química Promedio de las Rocas

• Rocas igneas o magnáticas (95%): solidificación del magma ígneo.• Roca sedimentaria (5%): descomposición de roca ígnea, se puede clasificar en:

a) Arcilla esquistosa (4%), b) Arenisca (0.75%) y c) Piedra caliza (0.25%).

N° C o m b inacion RocasIngeas

95%

RocasSed imentarias

5 %

A rcillaEsquistosa

4 %

A renisca0.75%

PiedraCaliza0.25%

1 S iO 2 59.14 57.95 58.10 78.33 5.19

2 A l2O 3 15.34 13.39 15.40 4.77 0.81

3 Fe 2O 3 3.08 3.47 4.02 1.07 0.54

4 F e O 3.80 2.08 2.45 0.30 --

5 C a O 5.08 5.89 3.11 5.50 42.57

6 M g O 3.49 2.65 2.44 1.16 7.89

7 Na 2O 3.84 1.13 1.30 0.45 0.05

8 K 2O 3.13 2.86 3.24 1.31 0.33

9 T iO 2 1.05 0.57 0.65 0.25 0.06

10 H 2O 1.15 3.23 5.00 1.63 0.77

11 P 2O 5 0.30 0.13 0.17 0.08 0.04

12 C O 2 0.10 5.38 2.63 5.03 41.54

13 S O 3 -- 0.54 0.64 0.07 0.05

14 B a O 0.06 -- 0.05 0.05 --

15 C -- 0.66 0.80 -- --

T o tal 99.56 100.00 100.00 99.84 99.93

COMPOSICIÓN ELEMENTAL DEL SER HUMANOCOMPOSICIÓN ELEMENTAL DEL SER HUMANO

65

1810

3 1,5 1 0,25 0,2 0,1 0,1 0,05

0

20

40

60

80

O C H N Ca P S K Na Cl Mg

Elementos mayores y menores

%

Elementos trazas (mg/Kg)

Elementos ultratrazas (ug/Kg)

Fe Zn S F Br Cu

I Mn Se V As B Ni Cr Mo Co

Concentración de elementoConcentración de elemento

Reacción Reacción FisiológicaFisiológica

EnfermedadEnfermedadEnfermedad

DeficienciaDeficiencia

Estado saludableEstado saludable

EfectoEfectotóxicotóxico EnfermedadEnfermedad

oointoxicaciónintoxicación

Esenciales: Cu, Zn, Mg, Fe, S, Se, Cr(III), Co(II), Mn(II), Mo, I

Candidatos a esenciales: Li, Be, V, Ni, Sn, Si, B, F

No esenciales: Pb, Cd, Tl, Hg, Pt, Au, Ag, Bi, As, Br, Al, Ti, Ba

Comportamiento ambivalente de los elementos traza Comportamiento ambivalente de los elementos traza en el hombreen el hombre

COMPOSICIÓN DE AIRE SECOCOMPOSICIÓN DE AIRE SECO

N2

78.09%

O220.94%

Ar0.93% CO2

0.032%

Otros 0.004%-------------------gas ug/m3

--------------------Ne 18He 5.2CH4 1.5Kr 1.0N2 O0.5H2 0.5Xe 0.08O3 varía

El contenido de agua en la tropósfera es muy variable- desde 0.02% (zonas áridas)- hasta 6% (zonas cálidas y húmedas)

* incrementa la capacidad calorífica del aire* absorve luz en el infrarojo (gas de efecto invernadero)

Química Analítica, Una Ciencia CentralQuímica Analítica, Una Ciencia Central

HOMBRE

INDUSTRIA

Bio-Analítica

AnalíticaAmbiental

AnalíticaIndustrial

MEDIO AMBIENTE

Q.A.

- Estudio de la interacción entre Hombre - M. Amb. - Industria……..

Balance y Distribución de Mercurio en SuizaBalance y Distribución de Mercurio en Suiza

Atmósfera

Hidrósfera(agua y sedimento)

Emisión antrópicaProductos Hg

Litósfera(Suelo)

21

10

1

3

1

1

11

1

Importación

Aerosol

Paises vecinos

Producción Mundial de Plomo Producción Mundial de Plomo Producción Mundial de Plomo

0 1000 20002000 10004000 3000

Pro

du

cció

n m

un

dia

l de

Pro

du

cció

n m

un

dia

l de

Pb

Pb

(to

n/a

ño

) (

ton

/añ

o)

Años del calendario cristianoAños del calendario cristiano

Inicio de

copelación

Inicio del uso

monedas

Caída del

Imperio romano

Inicio minería de plata

en Alemania

Explotaciónde plata

en AméricaRevolución

industrial

101

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POR UN MUNDO SIN PLOMO POR UN MUNDO SIN PLOMO POR UN MUNDO SIN PLOMO

• EL SOLDADITO DE PLOMOEL SOLDADITO DE PLOMO: Ciclo del plomoCiclo del plomo

•• TETRAETILPLOMO TETRAETILPLOMO PbPb(CH(CH33))4 4 ::Prohibido Prohibido 20012001

•• BATERIA DE PLOMO: BATERIA DE PLOMO: Hasta cuándoHasta cuándo??

INICIATIVAS PARA CONTROL DE CONTAMINANTESINICIATIVAS PARA CONTROL DE CONTAMINANTES

Entradadesde

atmósfera

Agua demar

Sedimentomarino

Hg0 Hg(II) +HgCH3 Hg(CH3)2

Hg(CH3)2Hg0

Hg2+ +HgCH3 + H2S

H2S HgS

CadenaTrófica

CH4,C2H6

hv

-SHgCH3(peces)

Actividad biológica

Ciclo simplificado de mercurio y sus especies orgánicasen ambiente marino