Química Analítica QQ 201

II PERIODO 2017 SECCIONES: 10am – 11am

Ing. Alexis RodríguezHoras de consulta:

Lun-Mie: 11am-12pm

OBJETIVO:

• Conocer los conceptos básicos de la química analítica y principios fundamentales de química, para comprender aplicación en tecnología, ciencias a y aplicarlas en su vida profesional.

Reglasa. Puntualidad y actitud positiva. (Con el 30% de inasistencias pierde el derecho al

examen final).

b. Disciplina y respeto el desarrollo de sus deberes.

c. No se permitirá la entrada al aula después de 10 minutos de la hora de clase.

d. No se repondrán trabajos realizados en el aula de clase.

e. Vestir de una manera adecuada, de acuerdo a lo esperado para estudiantes

universitarios.

f. Evitar en todo tiempo comidas o bebidas en el aula de clases.

g. Practicar los exámenes y pruebas en las fechas establecidas.

h. Plagio y copia en exámenes

i. Cumplir con las disposiciones acordadas en el grupo de investigación.

j. No utilizar teléfonos celulares o reproductores de música durante la clase.

k. Cualquier queja o inconveniente personal deberá ser comunicado conanticipación al catedrático.

QUIMICA ANALITICA

• Trata de la separación y análisis de sustancias químicas.

• Tiene su aplicación en análisis de :– Suelo– Agua– Pastos– Alimentos– Compuestos orgánicos– Sustancias medicinales– Fluidos corporales– Atmosfera, etc…

QUIMICA ANALITICA

• Química analítica cualitativa:

Determina que sustancia esta presente. Se puede usar para detectar la presencia o ausencia de determinados elementos.

Ejem. Color, Sabor, etc.

• Química analítica cuantitativa:

Determina la cantidad de sustancia presente en la muestra.

QUIMICA ANALITICA

Química Analítica

Q. AnaliticaCualitativa

Indentifica

Q. Analítica Cuantitativa

Cuantifica

TIPOS DE ANALISIS CUANTITATIVOS

Materia Orgánica

Humedad

Textura

Microorganismos

Granulometría

Análisis completo:Determina la cantidad de cada constituyente en la muestra.

SUELO

TIPOS DE ANALISIS CUANTITATIVOS• Análisis parcial

Determina la cantidad de un constituyente determinado en una muestra.

Ejem. Pastos-determinación de N.

• Análisis elemental

Determina la cantidad de cada elemento en la muestra sin importar los compuestos reales o iones presentes.

Ejem. Composición % de la gasolina (C,H, O, Pb, P).

METODOS ANALISIS CUANTITATIVOS

Gravimétricos: Consiste en la determinación de los constituyentes de una muestra por la medida de sus masas.

Los tipos de métodos gravimétricos son:

• Precipitación

• Volatilización

• Intercambio iónico

• Extracción con disolvente

METODOS ANALISIS CUANTITATIVOS

Volumétricos: Consiste en añadir un volumen dado de un reactivo de concentración conocida a una disolución problema cuya concentración se desea determinar.

Los tipos de métodos volumétricos son:

• Acido-Base

• Precipitación

• Complejos

• RedOx

METODOS ANALISIS CUANTITATIVOS

Fisicoquímicos o de análisis instrumental: Consiste en medir alguna propiedad del sistema en observación que este cuantitativamente relacionado con la cantidad de constituyente que se determina.

Tipos de métodos fisicoquímicos

• Métodos ópticos: Espectrofotometría, Colorimetría.

• Métodos eléctricos: Nos dan el resultado de reacciones químicas.

Repaso

• La materia se clasifica en

– Sustancia pura: un elemento o un compuesto, su composición es definida y fija, son homogéneos

– Mezcla: su composición puede variar, pueden ser homogéneos (igual en todas sus partes) o heterogéneos (diferente)

Una solución es una mezcla homogénea, su composición y apariencia es uniforme.

Materia

Sustancias puras

Elementos

Compuestos

Mezclas

Mezclas Homogéneas

Mezclas Heterogéneas (soluciones)

R

e

a

c

c

i

o

n

e

s

q

u

í

m

i

c

a

s

SOLUCIONES

• Son mezclas homogéneas de composición variable.

Mezcla homogénea = Solución=Soluto+Solvente

Ejem: Agua + Azúcar

Mezcla heterogénea: No se disuelve el soluto en el solvente.

Ejem. Agua + Aceite

Tipos de soluciones

• Líquidas-Líquidas

• Sólidas-Solidas

• Gas-Gas

• Cuantas más?

Soluto Solvente Ejemplo

Gas Gas Aire

Gas Líquido Bebidas carbonatadas

Líquido Líquido Anticongelante en el radiador del carro

Líquido Sólido Amalgamas dentales

Sólido Sólido Suelo fertilizado

Sólido Líquido Agua azucarada

Sólido Sólido Bronce (zinc en cobre)

Tipos de soluciones

Componentes de una solución

Soluto: Componente que en solución esta en menor cantidad.

Solvente: Componente que en una solución esta en mayor cantidad.

Solución = Soluto + Solvente

Clasificación de las soluciones

• Soluciones Saturadas: Son aquellas que se encuentra en equilibrio con la concentración del soluto.

• Soluciones Insaturadas: Son aquellas en la cual la concentración del soluto es menor que la que se da en solución saturada.

• Soluciones Sobresaturadas: Son aquellas en la cual la concentración del soluto es mayor en la solución.

Concentración

Es aquella medida de la cantidad de soluto y solvente, o sea la relación del soluto y solvente.

Existen:

• Soluciones concentradas

• Soluciones diluídas

Diluído Concentrado

Métodos cuantitativos

Unidades físicas

• Concentración porcentual (%)

% p/p = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑔

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑔× 100

% p/v = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔)

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (𝑚𝐿)× 100

% v/v = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑚𝐿)

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (𝑚𝐿)× 100

Métodos cuantitativos

• Partes por millón: Son las partes de masa de un soluto por millón de partes de masa o volumen de solución. (mg/L)

• Partes por billón: Son las partes de masa de un soluto por billón de partes de masa o volumen de solución.(μg/L )

• Partes por mil: Son las partes de masa de soluto por miles de partes de volumen o masa de solución. (g/L)

Ejercicios aplicados

• Calcular el porcentaje referido a la masa de cloruro de sodio si se disuelven 19g de esta sal en suficiente cantidad de agua para obtener 175g de solución.

• Calcular la cantidad en gramos de azúcar que deben de disolverse en 825g de agua para preparar una solución de azúcar al 20,0%.

Calcular:

a. El porcentaje peso-volumen (%p/v) de soluto de una solución

formada por 80g de soluto disueltos en 500mL de solución.

b. Si la densidad de la solución es 1,1 g/mL, calcular el porcentaje

peso-peso (%p/p) de solvente.

• Que peso de agua debe emplearse en disolver 25g de NaCl

para obtener una solución al 8%p/p.

• Calcular las ppm, ppb y ppt, si disolvemos 1,5g de KCl en

900mL de solución.

• Preparar 1500mL de una solución que contenga

300ppm(mg/L) de hierro (Fe). ¿Qué cantidad de FeSO4 se

necesita para preparar la solución?

…mas ejercicios

Las normas de protección de medio ambiente fijan un límite para el SO2 en el aire de 0,365mg/m3 ¿se habrá excedido dicho límite si, en un análisis, se han encontrado 0,120ppm?ρaire = 1,3g/L

Los nitratos (NO3) en aguas de consumo pueden suponer un riesgo para la salud si su concentración es superior a 10ppm ¿Será apta para consumo un agua que contenga una concentración de 0,008g/L de nitratos?

Métodos cuantitativos

• Unidades químicas

- Molaridad 𝑀 =𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

- Molalidad 𝑚 =𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒

- Normalidad 𝑁 =𝑒𝑞−𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

- Fracción molar 𝑋 =𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠

𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠

- Formalidad F =𝑃𝐹𝐺

𝐿 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

Normalidad

Cuando una solución se utiliza en una reacción de ácidos con bases, los científicos suelen preferir expresar la concentración en términos de normalidad(eq-g/L).

Peso equivalente de ácidos, bases y sales es numéricamente igual al peso molecular (PM) dividido por la carga neta representada en la formula.

Normalidad

• Peso equivalente de un ácido:

𝑃𝐸 =PM

número de 𝐻+

• Peso equivalente para una base (Hidróxidos)

𝑃𝐸 =PM

número de 𝑂𝐻−

• Peso equivalente para sales

𝑃𝐸 =PM

valencia × subindice• Peso equivalente para elementos

𝑃𝐸 =𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑡ó𝑚𝑖𝑐𝑜

valencia

Ejercicios de concentración en unidades químicas

Calcular los moles, mili-moles, eq-g y meq-g

en los siguientes casos.

a) 30 g H2SO4

b) 3 g Mg+2

c) 12 g KOH

d) 2 g Ca3(PO4)2

El ácido clorhídrico concentrado tiene una

densidad de 1,19g/mL y 37% en peso de HCl

¿Cuántos mL deben tomarse del ácido

concentrado para preparar una solución 0,10M.

Calcular la Molaridad (M), Normalidad (N),

Molalidad (m) y Fracción molar (X) de una

solución diluida de H2S04 que tiene una

densidad de 1,1 g/mL y 25%p/p.