Pontificia Universidad Católica del Ecuador · Lewis. Estructura molecular y fuerza de los ácidos binarios y ternarios. ... como guía de trabajo el Manual de Prácticas para Química

Pontificia Universidad Católica del Ecuador

Escuela de Ciencias Químicas

E-MAIL: [email protected]

Av. 12 de Octubre 1076 y Roca

Apartado postal 17-01-2184

Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

1. DATOS INFORMATIVOS:

MATERIA O MÓDULO: QUIMICA ANALÍTICA I (T-L) CÓDIGO:

C CARRERA. CIENCIAS QUIMICAS, MENCIÓN QUÍMICA ANALÍTICA NIVEL: TERCERO No. CRÉDITOS: 7 CRÉDITOS TEORÍA: 3 SEMESTRE/AÑO ACADÉMICO: PRIMERO/ 2010-2011 CRÉDITOS PRÁCTICA: 4 PROFESOR: Yolanda Jibaja A.

Máster en Tecnologías para el aprovechamiento de Recursos Naturales no Tradicionales.

Actividad académica: Química Analítica

Horario de atención a estudiantes: Miércoles y Jueves de 14:00-16:00

Correo electrónico: [email protected]

Teléfono: 2 991 700, extensión 1278

2. DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA

En el curso de química analítica I se estudian los fundamentos teóricos y prácticos para la identificación de sustancias inorgánicas. Este curso responde a un fin importante, relacionar la química inorgánica con el análisis cuantitativo que recibirá el alumno en cursos posteriores.

3. OBJETIVO GENERAL:

Aplicar los métodos y técnicas propias del análisis químico para la determinación cualitativa de los componentes básicos de una muestra.

4. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

a) Explicar y aplicar los conceptos básicos del equilibrio químico, así como, reconocer los factores que lo afectan.

b) Definir, explicar y demostrar las diferentes teorías de los ácidos y las bases químicas, la relación entre el pH y las soluciones amortiguadoras.

mailto:[email protected]






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

c) Establecer el comportamiento de las diversas especies iónicas frente a determinados reactivos y bajo condiciones establecidas.

d) Desarrollar hábitos para el trabajo en laboratorio: cuidado, orden, limpieza y rapidez,

esenciales para el éxito en cursos siguientes de carácter cuantitativo.

e) Poseer una visión de conjunto de la Química analítica con el manejo de la escala semimicro, de forma que el alumno entienda las diversas opciones que se tienen para resolver un determinado problema analítico.

f) Realizar marchas analíticas (vía húmeda) que permitan separar en grupos todos los

iones presentes y comprobar, en cada uno de esos grupos, la presencia o no de las especies químicas (cationes y aniones).

5. CONTENIDOS

I. Fundamentos generales

Capítulo I.- Introducción y conceptos generales

Química analítica y análisis químico. Importancia de la química analítica. Métodos de análisis y clasificación. Reacciones analíticas y expresión de las reacciones analíticas. Reactivos empleados en análisis cualitativo. Marchas analíticas y ensayos directos.

Capítulo II.- Equilibrio químico en solución acuosa

Concepto de equilibrio químico. Constante de equilibrio. Equilibrio homogéneo, heterogéneo y múltiple. El cociente de reacción. Aplicaciones de la constante de equilibrio. Variables que afectan el equilibrio químico: cambio en las concentraciones de reactivos o productos, efecto de la presión y el volumen, efecto de la temperatura, efecto de los catalizadores. Relación entre Kc y Kp.

Capítulo III.- Equilibrio en reacciones ácido-base

Ácidos y bases. Teoría de los ácidos de ácidos y bases según Arrhenius, Bonsted-Lowry y Lewis. Estructura molecular y fuerza de los ácidos binarios y ternarios. Disociación del agua y pH. Calculo del pH para ácidos y bases fuertes. Ácidos polipróticos y cálculo del pH. Ácidos y bases débiles. Calculo de pH para especies débiles. Porcentaje y grado de ionización. Indicadores. Hidrólisis. Calculo de pH de sales hidrolizadas. Soluciones tampón. Tipos de soluciones tampón. Calculo de pH de soluciones tampón. Capacidad tamponante.






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

Capítulo IV.- Equilibrio en reacciones de precipitación

Proceso de disolución. Solubilidad y producto de solubilidad. Calculo de concentraciones de las distintas especies en el equilibrio. Factores que afectan la constante de producto de solubilidad. Predicción de las reacciones de precipitación. Aplicaciones de la constante producto de solubilidad. Precipitación fraccionada. Disolución de precipitados: conversión de un ion a electrolito débil, conversión de un Ion a otra especie por reacción redox, formación de iones complejos. Reacciones de precipitación de los cationes de los grupos del I al V.

Capítulo V.- Equilibrio en reacciones de complejación

Naturaleza de los complejos metálicos. Ligandos complejantes. Nomenclatura de los compuestos de coordinación. Reacciones de intercambio de ligando. Equilibrios que involucran iones complejos.

II. QUIMICA ANALITICA DE LOS IONES

Capítulo VI.- Propiedades analíticas periódicas

Aniones, cationes y sistema periódico. La estabilidad de los iones en medio acuoso como función periódica. Color de las especies químicas inorgánicas: iones sencillos, iones complejos, halógenos, precipitados inorgánicos. Capítulo VII.- Operaciones y técnicas en análisis cualitativo

Disolución de muestras sólidas. Ensayos de solubilidad en agua, ácido clorhídrico, ácido nítrico y agua regia. Disgregación de residuos insolubles en ácidos. Principales agentes disgregantes. Digestión de muestras biológicas. Capítulo VIII.- Química analítica de los cationes y aniones Reactivos generales, especiales y reactivos de identificación para cationes. Clasificación analítica de los cationes en la marcha del H2S. Grupo de la plata. Grupo del cobre-arsénico. Grupo del aluminio- níquel. Grupo del bario. Grupo del magnesio. Reactivos generales de los aniones. Clasificación analítica de los aniones. Grupo primero. Grupo segundo. Grupo tercero.






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Semana Fecha Capítulo Contenido (Teoría)/actividades

Laboratorio

1

Del 16-20 de agosto de

2010

Capítulo I Introducción y

conceptos generales

Química analítica y análisis químico. Importancia de la

química analítica. Métodos de análisis y clasificación. Reacciones analíticas y

expresión de las reacciones analíticas. Reactivos

empleados en análisis cualitativo. Marchas analíticas y

ensayos directos.

Formación de grupos y entrega de material

2

Del 23-27 de agosto de 2010

Capítulo II Equilibrio químico

en solución acuosa

Concepto de equilibrio químico. Constante de

equilibrio. Equilibrio homogéneo, heterogéneo y

múltiple. El cociente de reacción. Aplicaciones de la

constante de equilibrio.

Principio de Le´Chatelier

3

Del 30 de agosto-3 de

septiembre de 2010

Variables que afectan el equilibrio químico: cambio en las concentraciones de reactivos o productos, efecto de la presión y el volumen, efecto de la temperatura, efecto de los catalizadores. Relación entre Kc y Kp.

Determinación del pKa de un indicador ácido-base

4

Del 6-10 de septiembre de

2010

Capítulo III Equilibrio en

reacciones ácido-base

Ácidos y bases. Teoría de los ácidos de ácidos y bases según Arrhenius, Bonsted-Lowry y Lewis. Estructura molecular y fuerza de los ácidos binarios y ternarios.

Determinación de la constante de ionización de

un ácido monoprótico






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

5


2010

Disociación del agua y pH. Calculo del pH para ácidos y bases fuertes. Ácidos polipróticos y cálculo del pH

Preparación y propiedades de las soluciones buffer

6


2010

Ácidos y bases débiles. Calculo de pH para especies débiles. Porcentaje y grado de ionización.

Determinación de la constante producto de solubilidad del Ca(IO3)2

7

Del 27 de septiembre-1 de octubre de

2010

Indicadores. Hidrólisis. Calculo de pH de sales hidrolizadas.

Experimentos preliminares en Análisis

cualitativo

8

Del 4-8 de octubre de

2010

Soluciones tampón. Tipos de soluciones tampón. Calculo de

pH de soluciones tampón. Capacidad tamponante

Análisis por vía seca

9

Del11-15 de octubre de

2010

Capítulo IV. Equilibrio en

reacciones de precipitación

Proceso de disolución. Solubilidad y producto de

solubilidad. Calculo de concentraciones de las distintas

especies en el equilibrio.

Disolución y disgregación de muestras

10


2010

Factores que afectan la constante de producto de

solubilidad. Predicción de las reacciones de precipitación. Aplicaciones de la constante

producto de solubilidad. Precipitación fraccionada.

Disolución de precipitados: conversión de un ion a

electrolito débil, conversión de un Ion a otra especie por

reacción redox, formación de iones complejos.

Análisis de cationes: Primer grupo de cationes

11


2010

Capítulo V. Equilibrio en

reacciones de complejación

Naturaleza de los complejos metálicos. Ligandos

complejantes. Nomenclatura de los compuestos de

coordinación. Reacciones de intercambio de ligando.

Análisis de cationes: Segundo grupo de

cationes, primera parte.






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

Equilibrios que involucran iones complejos.

12

Del 1-5 de noviembre de

2010

Capítulo VI.-Propiedades

analíticas periódicas

Aniones, cationes y sistema periódico. La estabilidad de los iones en medio acuoso como función periódica. Color de las especies químicas inorgánicas:

iones sencillos, iones complejos, halógenos,

precipitados inorgánicos

Análisis de cationes: Segundo grupo de

cationes, segunda parte

13


2010

Capítulo VII. Operaciones y

técnicas en análisis cualitativo

Disolución de muestras sólidas. Ensayos de solubilidad en agua, ácido clorhídrico, ácido nítrico y

agua regia. Disgregación de residuos insolubles en ácidos.

Principales agentes disgregantes. Digestión de

muestras biológicas.

Análisis de cationes: tercer grupo de cationes, primera

parte.

14


2010

Capítulo VIII. Química analítica de los cationes y

aniones

Reactivos generales, especiales y reactivos de identificación para cationes. Clasificación

analítica de los cationes en la marcha del H2S..

Análisis de cationes: tercer grupo de cationes,

segunda parte.

15


2010

Grupo de la plata. Grupo del cobre-arsénico.

Análisis de cationes: cuarto y quinto grupo de

cationes

16

Del 29 de noviembre-3 de diciembre

de 2010

Grupo del aluminio- níquel. Grupo del bario. Grupo del

magnesio.

Reacciones de identificación de los principales aniones

17

Del 6-10 de diciembre de

2010

Reactivos generales de los aniones. Clasificación analítica de los aniones. Grupo primero. Grupo segundo. Grupo tercero

Examen final. Escrito

18

Del 13-17 de diciembre de

2010 Examen final según horario de la

Facultad






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

6. METODOLOGÍA, RECURSOS

En el curso de Química Analítica I se complementan las clases teóricas con las prácticas de laboratorio. La parte teórica se desarrollará mediante clases expositivas, seminarios y talleres para resolución de ejercicios. Se utilizarán como recursos de aprendizaje bancos de ejercicios para ser resueltos en los talleres. Las prácticas de laboratorio, tienen una carga semanal de 4 horas, se desarrollaran en los laboratorios de la Escuela de Química, los alumnos trabajarán individualmente, utilizando como guía de trabajo el Manual de Prácticas para Química Analítica I, para la Escuela de Ciencias Químicas. Para las prácticas de análisis cualitativo inorgánico los estudiantes recibirán una solución conocida que contiene todos los cationes de un determinado grupo los cuales deben separarse mediante un plan metódico, para proceder a la identificación de cada catión por medio de reacciones características. Terminado cada grupo de análisis, los estudiantes recibirán una muestra desconocida que deberán analizar. Al análisis de soluciones conocidas y desconocidas de los grupos puede seguir el análisis de una solución desconocida que contenga combinaciones de cationes de todos los grupos. Se procederá en forma similar en el análisis de aniones.

7. EVALUACIÓN 7.1. Cronograma de evaluaciones:

Las evaluaciones se receptarán en las siguientes fechas:

Evaluación parcial No. 1: Semana del 13-17 de Septiembre de 2010.

Evaluación parcial No. 2: Semana del 25-29 de Octubre de 2010

Evaluación parcial No. 3: Semana del 6-10 de Diciembre de 2010

7.2. Sistema de calificaciones: Las evaluaciones para teoría y laboratorio son independientes. Las evaluaciones de teoría suman 30 puntos, y las de laboratorio 20 puntos, que sumados darán la nota total (50). Se realizaran tres evaluaciones parciales tanto en teoría como en laboratorio.

Evaluaciones de teoría: o Para cada una de las evaluaciones parciales de teoría se asigna un valor de

6 puntos distribuidos de las siguiente manera: pruebas escritas, 4 puntos; exposiciones y participación en clase, 1 puntos; deberes 1 punto.

o La nota del examen final: 12 puntos. o Nota mínima para aprobar teoría: 18/30.

Evaluaciones de laboratorio:






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

o Para cada evaluación parcial de laboratorio se asigna un valor de 4 puntos, distribuidos de la siguiente manera: pruebas de laboratorio escritas y/o prácticas, 2 puntos; informes de laboratorio, 1.5 puntos; y trabajo en laboratorio, 0.5 puntos.

o Nota del examen final: 8 puntos o Nota mínima para aprobar laboratorio es 12/20.

7.3. Fecha de entrega de calificaciones en secretaría: Nota parcial No. 1: 21 de septiembre de 2010. Nota parcial No. 2: 1 de Noviembre de 2010. Nota parcial No. 3: 14 de diciembre de 2010.

8. BIBLIOGRAFÍA

8.1 TEXTOS DE REFERENCIA:

1. Sorum C.H, “Introducción al análisis cualitativo semimicro”. Editorial Prentice Hill Internacional. USA. 1967

2. Brumblay Ray, “Análisis cualitativo”, CECSA, México, 1973 3. Araneo Antonio, “Química Analítica Cualitativa”, McGraw-Hill, México, 1989. 4. Aguilar Sanjuán, “Introducción a los equilibrios iónicos”. Editorial Reverté, S.A.

Barcelona. 1999. 8.2 TEXTOS RECOMENDADOS:

1. Copia Georgina A. “Equilibrio Iónico”. Ediciones Universidad Católica de Chile. Chile. 2002.

2. Burriel F. y otros, “ Química Analítica Cualitativa" 13ª ed., Ed. Paraninfo, Madrid, 1989.

Aprobado:

Por el Consejo de Escuela __________________________ f) Director de Escuela fecha: ______________________






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

Por el Consejo de Facultad __________________________ f) Decano fecha: _____________________






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

Asignatura: Química Analítica I

ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL

SEMANA

ACTIVIDADES DE INTERACCIÓN DOCENTE -

ESTUDIANTES TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE

EVALUACIONES

TEMAS A TRATAR

(N° del tema, unidad, o

capítulo descritos en

Contenidos)

(HORAS PRESENCIALES) (HORAS NO PRESENCIALES)

(1 - 16)

N° de

horas de

clases

teóricas

N° de horas de

clases prácticas,

laboratorios,

talleres

N° de horas de

tutorías

especializadas

ACTIVIDADES (Descripción) N° de

horas

1° semana

3

4

4

Redacción de informe de laboratorio

3

Informe de laboratorio

Capítulo I

2° semana

3

4

4

Redacción de informe de laboratorio.

Resolución de ejercicios

3

Deberes. Informe de

laboratorio

Capítulo II. Práctica 1

3° semana

3

4

4

Resolución de ejercicios Redacción de

informe de laboratorio

3

Deberes. Informe de

laboratorio

CapítuloIII. Práctica 2

4° semana

3

4

4

Resolución de ejercicios. Redacción de


3

Informe de laboratorio.

Capítulo III. Práctica 3

5° semana

3

4

4



3


Evaluación parcial 1

Capítulo IV. Práctica 4

6° semana

3

4

4



3

Deberes. Informe de

laboratorio

Capítulo III. Practica.5

7° semana 3 4 4 Resolución de ejercicios. Redacción de 3 Deberes. Informe de






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador


laboratorio

Capítulo III. Práctica 6

8° semana

3

4

4



3

Deberes. Informe de

laboratorio Capítulo III. Práctica 7

9° semana

3

4

4



3


Parcial N° 2


10° semana

3

4

4

Resolución de ejercicios. Redacción del

informe da laboratorio

3

Deberes. Informe de

laboratorio


11° semana

3

4

4


informe de laboratorio 3

3


Evaluación parcial 2

Capítulo V. Práctica 10

12° semana

3

4

4

Redacción del informe

3


Capítulo VI. Práctica 11

13° semana

3

4

4

Consulta. Redacción del informe

4

Exposición. Informe de

laboratorio

Capítulo VII. Práctica 12

14° semana

3

4

4

Redacción de informe de laboratorio

4


Capítulo VIII. Práctica 12

15° semana

3

4

4

Reacciones del grupo I y II. Redacción

del informe

4


Capítulo VIII. Práctica 13






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

16° semana

3

4

4

Reacciones del grupo III. Redacción de


4

Evaluación parcial

3

Capítulo VIII

17° semana 3 4 4 Reacciones de aniones y cationes 4 Examen final práctico Capítulo VIII

18°semana

EXÁMENES FINALES

13-05-2010






Fax: 593 – 2 – 299 16 56

Telf: 593 – 2 – 299 15 35

Quito - Ecuador

Documents

Pontificia Universidad Católica del Ecuador · Lewis. Estructura molecular y fuerza de los ácidos binarios y ternarios. ... como guía de trabajo el Manual de Prácticas para Química