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Quimica Analitica

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Clase 1

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Page 1: Quimica Analitica

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INTRODUCCIÓN

QUIMICA ANALÍTICA

Profesoras:

Johana Arboleda Echavarria - Sandra Liliana Amaya

Oficina 1-317

Email: [email protected]

Atención W 10 -11 am

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

Page 2: Quimica Analitica

PROPÓSITO DEL CURSO

Presentar conceptos fundamentales de la química

analítica relacionados con el equilibrio químico en solución

acuosa, la espectrofotometría y la cromatografía, utilizados

en el análisis químico de sustancias en muestras de interésindustrial e investigativo.

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Page 3: Quimica Analitica

JUSTIFICACIÓN

El ingeniero químico debe conocer los métodos y lastécnicas utilizadas en el análisis químico, herramientafundamental en los laboratorios de control de calidad,control de procesos e investigación y desarrollo, para lacaracterización fisicoquímica de materias primas, productoterminado y sustancias de interés en los procesos químicosindustriales y/o afines

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Page 4: Quimica Analitica

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO

Aplicar los principios fundamentales del

análisis químico, análisis fisicoquímico,

análisis volumétrico, análisis gravimétrico y

análisis instrumental, para el análisis de

muestras de interés en los procesos

químicos y afines o productos de

investigación y desarrollo.

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Page 5: Quimica Analitica

OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL CURSO

Conocer los objetivos de la

química analítica.

Adquirir una concepción del

equilibrio químico.

Comprender los conceptos

fundamentales del equilibrio

químico ácido-base en sistemas

simples y complejos.

Adquirir un conocimiento

significativo del análisis

gravimétrico.

Entender los principios básicos de

la espectrofotometría.

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Emplear las leyes fundamentales

de la espectrofotometría de

absorción UV-Vis.

Utilizar los conceptos básicos de la

fluorescencia molecular.

Comprender los conceptos

fundamentales de la

espectrofotometría de absorción

y de emisión de llama.

Comprender los principios y

aplicaciones de las técnicas

instrumentales de infrarrojo medio.

Conocer los conceptos básicos

de las técnicas cromatográficas.

Page 6: Quimica Analitica

CONTENIDO DEL CURSO: Parte Teórica

1. Introducción

2. Equilibrio químico

3. Equilibrio químico ácido base

en sistemas simples

4. Equilibrio químico acido base

en sistemas complejos

5. Solubilidad

6. Análisis gravimétrico

7. Métodos modernos de análisis

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8. Espectrofotometría de

absorción molecular UV-Visible

9. Espectrofotometría de

fluorescencia molecular

10. Espectrofotometría atómica

de llama

11. Espectrofotometría de

absorción infrarroja

12. Introducción a la

cromatografía

13. Métodos cromatográficos

Page 7: Quimica Analitica

CONTENIDO DEL CURSO: Parte Experimental

1. Presentación del laboratorio.

2. Equilibrio químico.

3. Determinación del pH en solucionesacuosas.

4. Preparación y caracterización desoluciones Buffer.

5. Determinación de ácido acético en unvinagre por titulación ácido-base

6. Determinación del contenido decarbonatos y bicarbonatos por pH-metría.

7. Determinación gravimétrica demagnesio

7

8. Determinación colorantes en bebidas

9. Determinación de Hierro porespectrofotometría visible.

10. Determinación simultanea de analitospor espectrofotometría ultravioleta.

11. Determinación de sodio porespectrofotometría de emisión de llama.

12. Análisis de grupos funcionales porespectrofotometría de infrarrojo medio.

13. Determinación de etanol porcromatografía gaseosa (CG).

Page 8: Quimica Analitica

BIBLIOGRAFÍA

Fundamentos de Química Analítica. (Novena Ed.) (2014).

Skoog, Douglas A. et al. México: Thomson.

543/S628q. Ejemplares: 29 (Sexta y Séptima Ed.)

Principios de Análisis Instrumental (Sexta Ed.) (2008) Skoog,

Douglas A., et al. México : Cengage Learning.

543.0858/S628. Ejemplares: 22 (Quinta y Sexta Ed.)

Química General. (8 ed.)(2003). Petrucci, R. H. España:

Prentice Hall. 540/P498q 2003. Ejemplares: 19.

Química. (9 ed.) (2007) Chang, Raymond. McGraw-Hill

Interamericana. 540/Ch456. Ejemplares: 7.

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Page 9: Quimica Analitica

EVALUACIÓN

Exámenes parciales:

(18%) PARCIAL #1

Introducción, Equilibrio químico y Equilibrio químico ácido-base ensistemas simples.

(18%) PARCIAL #2

Equilibrio químico en sistemas complejos, solubilidad y análisisgravimétrico.

(18%) PARCIAL #3

Espectrofotometría UV, Visible, de fluorescencia molecular y atómica.

(18%) PARCIAL #4

Espectroscopía infrarroja y cromatografía.

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Page 10: Quimica Analitica

EVALUACIÓN

Exposición:

(8%) EXPOSICIÓN

Técnicas de caracterización. Tres estudiantes por presentación.

Laboratorio de Química Analítica e Instrumental:

(20%) PARTE EXPERIMENTAL – LABORATORIO

NOTA: Primer parcial 16 de abril de 2015.

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Page 11: Quimica Analitica

INTRODUCCIÓN

Page 12: Quimica Analitica

Ciencias que se dedica a la medición, la cual está basada en

un conjunto de métodos e ideas que son útiles en todos los

campos de la ciencia, de la ingeniería y de la medicina.

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QUÍMICA ANALÍTICA

Supervisar la calidad de un

producto y materias prima

Desarrollo de Productos, desarrollo y

Optimización de Procesos

AlimentosAguas

residualesAire,

suelos

Page 13: Quimica Analitica

QUÍMICA ANALÍTICA

CONCEPTOS

Muestra: Parte representativa de la materia objeto del análisis

Analito: Especie química que se analiza

Técnica: Medio que permite obtener información sobre el analito

Método: Conjunto de operaciones y técnicas aplicadas al análisis de una muestra

Análisis: Estudio de una muestra para determinar sus composición o naturaleza química

Métodos clásicos: se basaban en propiedades químicas del analito. Se incluyen las

gravimetrías, las volumetrías y los métodos de análisis cualitativo clásico

Métodos instrumentales: Miden propiedades químico-físicas.

Métodos de separación: Métodos de separación de compuestos para eliminar las

interferencias y facilitar las medidas

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Page 14: Quimica Analitica

QUÍMICA ANALÍTICA

CONCEPTOS

Precisión: Es la repetibilidad entre los

resultados de un conjunto de

mediciones obtenidos exactamente de

la misma manera

Exactitud: Es la cercanía que existe entre

un valor medido y su valor verdadero o

aceptado.

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Page 15: Quimica Analitica

QUÍMICA ANALÍTICA

CONCEPTOS

Solución: es una mezcla de dos o más componentes, homogénea ya que

cada componente se mezcla íntimamente con el otro. Por lo anterior, los

constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase

(sólida, líquida o gas) bien definida.

Tipos según estado físico de componentes: s-l, s-s, s-g, g-g, l-g, l-l,…. Acuosas

De acuerdo a la cantidad de soluto disuelto en una cantidad dada de

solvente a T y P: Saturada – sobresaturada – insaturada

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Page 16: Quimica Analitica

QUÍMICA ANALÍTICA

CONCEPTOS

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Magnitud física Nombre de la unidad Símbolo

Masa kilogramo kg

Longitud metro m

Tiempo segundo s

Temperatura kelvin K

Cantidad de

sustancia

mol mol

Corriente eléctrica ampere A

Unidades del SI

Page 17: Quimica Analitica

QUÍMICA ANALÍTICA

CONCEPTOS

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•Partes por millón (ppm): mg de soluto/ L de solución =

1µg/mL

•Partes por billón (ppb): 1µg/L = 1 ng/mL

•Partes por trillón (ppt): 1 ng/L = 1 pg/mL

•Funciones p pX=-log[X]

Page 18: Quimica Analitica

QUÍMICA ANALÍTICA

CONCEPTOS

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Etapas de un análisis

cuantitativo

Page 19: Quimica Analitica

QUÍMICA ANALÍTICA

EJERCICIOS

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Page 20: Quimica Analitica

EQUILIBRIO QUÍMICO

Page 21: Quimica Analitica

EQUILIBRIO QUÍMICO21

Las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan y las

concentraciones netas de reactivos y productos permanecen

constantes.

Estado en el que no se observa cambios durante el tiempo.

Equilibrio Físico:

- Equilibrio entre dos fases de la

misma sustancia. Ej. Agua.

Page 22: Quimica Analitica

EQUILIBRIO QUÍMICO22

Reacción reversible

La diferencia de colores permite

identificar el uno del otro.

Cuando no se observa cambios

de color representativos indica

un equilibrio químico.

Page 23: Quimica Analitica

EQUILIBRIO QUÍMICO23

Page 24: Quimica Analitica

EQUILIBRIO QUÍMICO24

Aunque el equilibrio

se logra en todos los

casos, las

concentraciones en el

equilibrio de NO2 y

N2O4 no son iguales.

Page 25: Quimica Analitica

EQUILIBRIO QUÍMICO25

Constante de Equilibrio, Kc

Page 26: Quimica Analitica

EQUILIBRIOS QUÍMICO26

Constante de Equilibrio, Kc

Expresión matemática de

la ley de acción de

masas propuesta por los

químicos noruegos Cato

Guldberg y Peter Waage

en 1864.

Kc >>1 el equilibrio se

desplazará a la derecha.

Kc <<1 el equilibrio se

desplazará a la izquierda.

Page 27: Quimica Analitica

EQUILIBRIOS QUÍMICO27

EQUILIBRIOS HOMOGÉNEOS

Se aplica a las reacciones en las que todas las especies químicas

reaccionantes se encuentran en la misma fase.

Page 28: Quimica Analitica

EQUILIBRIOS QUÍMICO28

EQUILIBRIOS HETEROGÉNEOS

Reacción reversible donde intervienen reactivos y productos en

distintas fases.

Page 29: Quimica Analitica

EQUILIBRIOS QUÍMICO29

PREDICCIÓN DE LA DIRECCIÓN DE EQUILIBRIO

Qc es el cociente de

reacción.

Se obtiene a partir

de las

concentraciones

iniciales en la

expresión de la

constante de

equilibrio.