Post on 19-Apr-2022
INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA: ASPECTOS FUNDAMENTALES Y SISTEMAS DE MEDICIÓN.
Facilitador
Mario Miranda Montenegro
„Al finalizar el bachillerato ustedes
serán un mar de conocimientos con
un milímetro de profundidad.
Ahora es su tarea incrementar ese
milímetro…“
A. Garrido
I.D., 01/06/88
Introducción/Universo/Muestreo/Estadística fundamental/pruebas significancia/t Student/ F
Sesión 1: Conceptos fundamentales
Objetivos de la asignatura
• a. Reconocer los principios cuantitativos y cualitativos de importancia en Química Analítica
• b. Adquirir criterios para juzgar la exactitud y la precisión de los datos experimentales
• c. Brindar una visión amplia de las técnicas de la Química Analítica moderna aplicadas al análisis cuantitativo.
Introducción/Universo/Muestreo/Estadística fundamental/pruebas significancia/t Student/ F
Introducción/Universo/Muestreo/Estadística fundamental/pruebas significancia/t Student/ F
Química
Analítica
Inorgánica
Orgánica
Bioquímica FisicoQm
Áreas de la Química
Introducción/Universo/Muestreo/Estadística fundamental/pruebas significancia/t Student/ F
“Hoy todos quieren saber qué contienen los alimentos, qué contiene el agua, el aire… Sin duda alguna es la Edad Dorada de la Química Analítica…”
Introducción/Universo/Muestreo/Estadística fundamental/pruebas significancia/t Student/ F
“La química analítica es el arte de reconocer diferentes sustancias y
determinar sus constituyentes. Toma una prominente posición entre las
aplicaciones de las ciencias .”
Willhelm Ostwald, 1894
Introducción/relación otras ciencias
Química analítica
La química analítica involucra procesos como:
- Separación
- Identificación
- Determinación de las cantidades relativas de los componentes
en una muestra de materia.
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos
Métodos de
separación y
concentración
EvaporaciónCondensaciónExtracción
Sorción Flotación
Electrolisis
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/
Análisis Químico
Análisis cualitativo
¿Qué hay?
Análisis cuantitativo
¿Cuánto hay?
Se define “Analito” como el componente de una muestra que se
va a determinar.
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/
CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS CUANTITATIVOS DE ANÁLISIS
Computamos los resultados de un análisis típico cuantitativo a partir de dos
mediciones:
Mediciones directas: Masa, Volumen de la muestra a analizarse.
Mediciones indirectas: Medición de alguna cantidad que sea
proporcional a la cantidad de analito en esa muestra.
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/
De acuerdo a la naturaleza de su medición final:
- Métodos gravimétricos: masa
- Métodos volumétricos: volumen
- Métodos electroanalíticos: propiedades electricas (potencial, corriente, etc)
- Métodos espectroscópicos: interacción de la radiación electromagnética con los átomos o moléculas de la muestra (Ultravioleta, Infrarrojo, Rayos X, etc Metodosrefractivos, Actividad optica)
- Razón carga-masa: espectrometría de masas
- Métodos radioquímicos analíticos
- Métodos térmicos de análisis
- Métodos cinéticos (velocidad de la reacción)
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/
Conceptos Fundamentales
Proceso Analítico
Técnica Analítica
Método Analítico
Procedimiento Analítico
Serie de operaciones analíticas entre la
muestra y los resultados.
Principio científico técnico que se ha
mostrado ser útil para proporcionar información
sobre la composición de la materia.
Aplicación efectiva de una técnica
analítica en el proceso analítico concreto.
Grupo de instrucciones concretas que se
deben seguir para aplicar un método de
determinación de uno o varios analitos.
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/Selección método
Cambio de
forma
química
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/Selección método
Obtención de la muestra
Para obtener información significativa debe efectuarse el análisis de una muestra que tenga la misma composición que el resto del material del cual se obtuvo.
Material heterogéneo: cuando se puede distinguir visualmente o con la ayuda de un microscopio, las partes en las que está constituido.Ej: carbón, tejidos animales y el suelo
Ensayo: proceso para la determinación de la porción de una muestra que correspondeal material que indica su nombre.
Ej. Análisis de aleación de Zn; su ensayo es un valor númerico específico.
Cargamento de 25 ton de Ag. El ensayo se realizacon una muestra que pesa sólo 1 g.
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Se analizan muestras y se determinan sustancias. Por ej: una muestra de agua se analiza para determinar la concentración de diversas sustancias, como los cloruros y el pH.
Por lo tanto, se habla de la determinación de estos últimos, NO de su análisis.
Obtención de la muestra
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/Selección método
Algunos casos no lo requieren. Ej. Muestra de agua de río, lago u océano (se puede medir directamente su pH y temperatura).Muestras sólidas:• Trituración, Mezcla, Almacenaje.Muestras líquidas y gaseosas:• Tipo de recipiente, Manipulación
Preparación de la muestra
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/Selección método
Preparación de la muestra
Réplicas de muestras: Porciones de un material cuyo tamaño
es aproximadamente el mismo y que son sometidas a un procedimiento
análitico de forma simultánea e idéntica.
Preparación de disoluciones: cambios físicos y químicos
Eliminación de interferencias:
• Interferencia: especie que causa un error de análisis al intensificar
o reducir la cantidad que se mide.
• Técnicas/reacciones específicas: funcionan solo con
un analito.
• Técnicas/reacciones selectivas: son las que se aplican a unos
cuantos analitos.
• Matriz de la muestra: consiste en todos los componentes de la
muestra que contiene un analito.
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/Selección método
Calibración y medición de la concentración
Todos los resultados analiticos dependen de una medición final X de una propiedad física o química de un analito.
X varia de forma conocida y reproducible con la concentración (CA), del analito, o sea, la medida es directamente proporcional a la concentración:
CA = kX
Donde k = constante de proporcionalidad
Introducción/relación otras ciencias/ Procesos/Análisis Qm/Selección método
Calibración y medición de la concentración
Con excepción de los métodos gravimétricos y culombimétricos, los métodosque requieren la determinación empírica de k con estándares o patronesquímicos cuya CA es conocida, no es posible calcular k a partir de constantesfísicas conocidas.
El proceso de determinación de k es un paso importante en la mayoría de losanálisis, y se conoce con el nombre de CALIBRACIÓN.
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Selección y manejo de reactivos y otras sustancias
Clasificación de las sustancias
- Grado reactivo:Las sustancias con grado de reactivo deben ajustarse a los patrones mínimos establecidos por el Reagent Chemical Committee of the American Chemical Society (ACS) y siempre que sea posible, son las que se deben utilizar en el trabajo análitico.
- Límite máximo de impurezaspermitidas
-Concentraciones reales para las distintas impurezas.
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Selección y manejo de reactivos y otras sustancias
Clasificación de las sustancias
- Sustancia patron o estandar primarioTienen una pureza extraordinaria. Hansido analizados cuidadosamente por elproveedor y el resultado se muestra en laetiqueta del envase.
El National Institute of Standards andTechnology (NIST). Tambien proporcionapatrones o estándares de referencia (sustanciascomplejas analizadas exhaustivamente). Tiene el Programa Standard Reference Materials Program (SRMP).
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Selección y manejo de reactivos y otras sustancias
Clasificación de las sustancias
Sustancias especiales
Disolventes para espectrofotometría, Disolventes para cromatografía (HPLC, etc.)
Los datos que se proporcionan con un disolventedeben incluir los datos necesarios adecuados.
Ej: Un disolvente espectrofotométrico debeincluir su absorbancia a longitudes de ondaseleccionadas así como también su longitud deonda de corte en el ultravioleta.
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Revisión de conceptos cuantitativos
Unidades del sistema Internacional de Medidas (SI)
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Revisión de conceptos cuantitativos
Uso de prefijos :
El SI debe su gran plasticidad al uso sistemático de prefijos basados en un sistema de potencias de base diez.
Gracias a el podemos expresar magnitudes en formas manejables. Ejm.
*1 mm → 0.001*1 km → 1000*1 Mm → 1 000 000*1 nm → 0.000 000 001
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Unidades derivadas
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Unidades derivadas
Masa: medida invariante de la cantidad de materia de un objeto.
Peso: fuerza de atracción entre un objeto y sus alrededores, principalmente, la
Tierra.
Ej. Un crisol pesa menos en el volcán Barú que en Colón ya que la fuerza de
atracción entre el crisol y la Tierra es menor en el Barú, que esta situado a
mayor altitud sobre el nivel del mar. Sin embargo, la masa del crisol es
constante sin importar donde se mida.
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Unidades derivadas
El peso y la masa se relacionan mediante la expresión:
p= mg
Donde p= peso objeto, m= masa y g = aceleración debido a la gravedad.
Un análisis químico se basa siempre en la MASA, para que los resultados
no dependan del lugar. Se usa una balanza para comparar la masa del objeto
frente a la masa de una o mas masas patron.
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Unidades derivadas
EL MOL
Es la unidad del SI para la cantidad de una especie química. Se relaciona siempre con una formula química y representa el numero de Avogadro (6,022 x 1023) de particulas que simbolizauna formula.
La masa molar (M) de una sustancia es la masa en gramos de 1 mol de sustancia. La masa molar se calcula al sumar las masas atómicas de cada uno de los átomos de una formula química.
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Unidades derivadas
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Ahora>
- Procedan a descargar y desarrollar la practica propuesta para el temario visto.
- Hagan un resumen del capitulo primero del Christian. - Resuman los conceptos fundamentales tratados.
A trabajar !