,Indice analitico

Prefacio XV 4.2 Intervalos de confianza 664.3 Comparación de medias utilizando la t de Student 69

[O] El proceso anaHtico 1 Recuadro 4.1 Química analítica y legislación 724.4 Comparación de desviaciones estándar con el test F 72

El papel central de la Química analítica 4.5 Los tests t usando una hoja de cálculo 740.1 La función de los químicos analíticos 2 4.6 Test Q de datos sospechosos 750.2 Pasos generales de un análisis químico 7

Recuadro 0.1 Preparación de una muestra [}J Métodos de calibrado 80representativa 8

OJ MedidasUna curva de calibrado histórica

10 5.1 Trazado de la mejor línea recta 815.2 Curvas de calibrado 85

Análisis químico en la ciencia del medio ambiente Recuadro 5.1 Uso de una curva de calibrado1.1 Unidades SI 11 no lineal 881.2 Concentraciones químicas 13 5.3 Adición de patrón (o están dar) 881.3 Preparación de disoluciones 17 5.4 Patrones internos 911.4 Disoluciones y estequiometría 18 5.5 Una hoja de cálculo para mínimos cuadrados 92

(]Jlnstrumentos de laboratorio 23 [6J Equilibrio químico 99Cómo pesar femtomoles de DNA

2.1 Manejo seguro y ético de sustancias químicas Equilibrio químico en el medio ambiente

y residuos 24 6.1 La constante de equilibrio 100

Recuadro 2.1 Eliminación de residuos químicos 24 6.2 Equilibrio y termodinámica 101

2.2 Cuaderno de laboratorio 25 6.3 Producto de solubilidad 104

2.3 Balanza analítica 266.4 Efecto del ion común 105

2.4 Buretas 29 Demostración 6.1 Efecto del ion común 105

2.5 Matraces volumétricos (aforados) 31 Recuadro 6.1 La lógica de las aproximaciones 106

2.6 Pipetas y jeringas 32 6.5 Separación por precipitación 107

2.7 Filtración 35 6.6 Formación de complejos 107

2.8 Secado 36 Recuadro 6.2 Notación de las constantes

2.9 Calibrado del material de vidrio volumétrico 37 de formación 108

2.10 Introducción a Microsoft Excel® 38 6.7 Ácidos y bases próticos 110

2.11 Trazado de gráficos con Microsoft Excel® 41 6.8 pH 1136.9 Fuerza de los ácidos y de las bases 115

[3J Error experimentalDemostración 6.2 La fuente de HCI 116

45 Recuadro 6.3 El extraño comportamiento del HF 117

Error experimentalRecuadro 6.4 Ácido carbónico 119

3.1 Cifras significativas 463.2 Cifras significativas en operaciones aritméticas 47 [] Valoraciones 1283.3 Cifras significativas y gráficos 483.4 Tipos de error 49 Evolución de la bu reta

Recuadro 3.1 Materiales estándar de referencia 50 7.1 Valoraciones 1293.5 Propagación de la incertidumbre 51 7.2 Cálculos en valoraciones 130

Recuadro 3.2 Propagación de la incertidumbre Recuadro 7.1 Reactivos químicos y patronesen el producto X'X 55 prImarIOS 131

7.3 Valoraciones espectro foto métricas 133

[4JEstadística 61 7.4 La curva de valoración por precipitación 1347.5 Valoración de una mezcla 139

¿Tengo hoy alto el número de glóbulos rojos? 7.6 Cálculo de las curvas de valoración usando4.1 Distribución de Gauss 62 una hoja de cálculo 140

(Xi[ índice analítico

7.7 Detección del punto final 142 Recuadro 11.1 Aproximaciones sucesivas 208Demostración 7.1 Valoración por el método 11.2 Tampones dipróticos 211

de Fajans 143 11.3 Ácidos y bases polipróticos 21311.4 ¿Cuál es la especie predominante? 214

OJActividad11.5 Composición en fracciones molares 216

149 11.6 Punto isoeléctrico e isoiónico 217Radios hidratados

Recuadro 11.2 Enfoque isoeléctrico 2198.1 Influencia de la fuerza iónica en la solubilidad de sales 150

Demostración 8.1 Influencia de la fuerza iónica(12JValoraciones ácido-baseen la disociación iónica 150 224

8.2 Coeficientes de actividad 152 Valoración ácido-base de una proteínaRecuadro 8.1 Las sales con iones de carga 2: 121 12.1 Valoración de ácido fuerte con base fuerte 225

no se disocian completamente en sus iones 12.2 Valoración de ácido débil con base fuerte 227al disolverlas en agua 152 12.3 Valoración de base débil con ácido fuerte 2318.3 Uso de coeficientes de actividad 156 12.4 Valoraciones de sistemas dipróticos8.4 Revisión del concepto de pH 158 232

12.5 Detección del punto final con un electrodo de pH 235Recuadro 12.1 Alcalinidad y acidez 236

[9]Tratamiento sistemático del equilibrio 162 12.6 Detección del punto final con indicadores 239Demostración 12.1 Indicadores y acidez del COl 240

Lluvia ácida Recuadro 12.2 ¿Qué significa un pH negativo? 2419.1 Balance de cargas 163 Recuadro 12.3 La valoración récord más pequeña9.2 Balance de masas 164 del mundo 243

Recuadro 9.1 Balance del carbonato de calcio en ríos 165 12.7 Notas prácticas 2449.3 Tratamiento sistemático del equilibrio 166 12.8 Efecto nivelador 2459.4 Influencia del pH en la solubilidad 168 12.9 Cálculo de curvas de valoración con hojas

Recuadro 9.2 ¿Cómo se puede resolver realmente de cálculo 246el problema del CaFl? 170

Recuadro 9.3 pH Y caries dentales 172(TIJValoraciones con EDTA 258

10 Equilibrios de ácidos y bases Un ligando quelante captura a su presa

monopróticos 178 13.1 Complejos metal-quelato 25913.2 EDTA 261

Medida del pH en el interior de una célula Recuadro 13.1 Terapia con quelatos y talasemia 26210.1 Ácidos y bases fuertes 179 13.3 Curvas de valoración con EDTA 265

Recuadro 10.1 El ácido HN03 concentrado 13.4 Uso de hojas de cálculo 267sólo está disociado ligeramente 179 13.5 Agentes complejantes auxiliares 268

10.2 Ácidos y bases débiles 181 Recuadro 13.2 La hidrólisis de iones metálicos10.3 Equilibrios de ácidos débiles 183 disminuye la constante de formación efectiva

Demostración 10.1 Conductividad de electrolitos de los complejos de EDTA 270débiles 185 13.6 Indicadores de iones metálicos 272

Recuadro 10.2 Teñido de fibras y fracción Demostración 13.1 Viraje de un indicador de ionde disociación 186 metálico 272

10.4 Equilibrios de base débil 187 13.7 Técnicas de valoración con EDTA 27510.5 Tampones 189 Recuadro 13.3 Dureza del agua 277

Recuadro 10.3 Fuerte más débil reaccionanpor completo 192

Demostración 10.2 Cómo actúan los tampones 193 (TI] Fundamentos de electroqulmica 28311 Equilibrios de ácidos y bases

Obtención de electricidad del suelo oceánico14.1 Conceptos básicos 284

polipróticos 203 14.2 Celúlas galvánicas 287Demostración 14.1 El puente salino humano 290

Las proteínas son ácidos y bases polipróticos 14.3 Potenciales estándar 29011.1 Ácidos y bases dipróticos 204 14.4 Ecuación de Nernst 292

Recuadro 14.1 El EO Y el voltaje de una célula nodepende de la forma como se escriba la reacción~~~~ ~

Demostración 14.2 Monedas de plata y oro 295Recuadro 14.2 Diagramas de Latimer: cómo

hallar el EO de otra semirreacción 29614.5 EO Y la constante de equilibrio 298

Recuadro 14.3 Concentraciones en una célulaen funcionamiento 298

14.6 Células como sondas químicas 30014.7 Los bioquímicos suelen usar g' 303

(T5J Electrodos y potenciometrla 314Un sensor de heparina

15.1 Electrodos de referencia 31515.2 Electrodos indicadores 317

Demostración 15.1 Potenciometría aplicada auna reacción oscilante 318

15.3 ¿Qué es el potencial de unión líquida? 32015.4 Funcionamiento de un electrodo selectivo de iones 32015.5 Medida de pH con un electrodo de vidrio 323

Recuadro 15.1 Error sistemático en la medidadel pH del agua de lluvia: influencia del potencialde unión 328

15.6 Electrodos selectivos de iones 33015.7 Utilización de los electrodos selectivos de iones 33615.8 Sensores químicos de estado sólido 337

mJ~16 Valoraciones redoxAnálisis químico con superconductores de alta

temperatura16.1 Forma de la curva de valoración 348

Demostración 16.1 Valoración potenciométricade Fe2+ con MnO¡ 352

16.2 Detección del punto final 35416.3 Ajuste del estado de oxiadación del analito 35716.4 Oxidaciones con permanganato potásico 35816.5 Oxidación con Ce4+ 36016.6 Oxidación con dicromato potásico 36016.7 Métodos en los que interviene el yodo 361

Recuadro 16.1 Análisis de carbono medioambientaly demanda de oxígeno 362

Recuadro 16.2 Análisis yodométrico desuperconductores de alta temperatura 366

ffiJ_17 Técnicas electroanaHticas 372Análisis de azúcares

17.1 Fundamentos de la electról isis 373Demostración 17.1 Escritura electroquímica 374

17.2 Análisis electrogravimétrico 37817.3 La culombimetría 38017.4 Amperometría 383

índice analítico xTIDRecuadro 17.1 Electrodos de oxígeno 384Recuadro 17.2 ¿Qué es una nariz electrónica? 386

17.5 Yoltametría 388Recuadro 17.3 La doble capa eléctrica 392

17.6 Valoración Karl Fischer de H20 397Demostración 17.2 Conexiones Karl Fischer

de un pHmetro 398

(TID Fundamentos de espectrofotometrla 407El agujero de ozono

18.1 Propiedades de la luz 40818.2 Absorción de luz 409

Recuadro 18.1 ¿Por qué hay una relaciónlogarítmica entre la transmitancia yla concentración? 411

Demostración 18.1 Espectros de absorción 41218.3 Medida de la absorbancia 41318.4 La ley de Beer en análisis químico 41518.5 ¿Qué pasa cuando una molécula absorbe luz? 41818.6 Luminescencia 422

Recuadro 18.2 Fenómenos de fluorescenciaexisten por doquier 422

Recuadro 18.3 Inestabilidad del clima de la Tierra 425

19 Aplicaciones de laespectrofotometrla 433Observación de unas pocas moléculas de DNA

con «faros» moleculares19.1 Análisis de una mezcla 43419.2 Determinación de la constante de equilibrio.

Gráfico de Scatchard 43919.3 El método de la variaciones continuas 44019.4 Análisis por inyección en flujo 44219.5 Inmunoensayos 44419.6 Sensores basados en la amortiguación de

la luminiscencia 447Recuadro 19.1 Conversión de luz en electricidad 448

(1ijJ Espectrofotómetros 461Análisis de tubos de escape de automóviles y

política pública20.1 Lámparas y láseres: fuentes de luz 46320.2 Monocromadores 465

Recuadro 20.1 Radiación de cuerpo negro yefecto invernadero 466

20.3 Detectores 472Recuadro 20.2 El fotorreceptor más importante 475

20.4 Optodos 47720.5 Espectroscopia de infrarrojos con trasformada

de Fourier 48120.6 El ruido 487

(Xiv índice analítico

[2IJ Espectroscopia atómica 494 25 Cromatografia de liquidasUn rompecabezas de antropología de alta eficacia 607

21.1 Visión de conjunto 495Microdiálisis in vivo para medir el metabolismo21.2 Atomización: llamas, hornos y plasmas 497

de fármacos21.3 Cómo influye la temperatura en la espectroscopia25.1 El proceso cromatográfico 608atómica 502

21.4 Instrumentación 504Recuadro 25.1 Columnas monolíticas de sílice 613

21.5 Interferencias 509Recuadro 25.2 Cromatografía de fluidos

21.6 Plasma acoplado por inducción-espectometría supercríticos 618

de masas 51125.2 Inyección y detección en HPLC 62125.3 Elaboración de un método de separaciones de fase

inversal 626

(UJ Espectrometría de masas 517 25.4 Separaciones en gradiente 631

Electronebulización 26 Métodos cromatográficos22.1 ¿Qué es la espectrometría de masas? 518 y electroforesis capilar 640Recuadro 22.1 Masas moleculares y

masas nominales 519 Electrocromatografía capilarRecuadro 22.2 Cómo separa un espectrómetro 26.1 Cromatografía de intercambio iónico 641

de sector magnético los iones de diferente masa 520 26.2 Cromatografía iónica 64722.2 Información suministrada por un espectrometro Recuadro 26.1 Tensioactivos y micelas 650

de masas 522 26.3 Cromatografía de exclusión molecular 651Recuadro 22.3 Espectrometría de masas de 26.4 Cromatografía de afinidad 654

relación isotópica 525 26.5 Fundamento de la electroforesis capilar 65422.3 Tipos de espectrómetros de masas 528 Recuadro 26.2 Imprenta molecular 65522.4 CromatografíaJespectrometría de masas 532 26.6 Modo de hacer una electroforesis capilar 663

Recuadro 22.4 10nización/desorción por láserasistida por matriz 538 27 Análisis gravimétrico y

23 Introducción a las separaciones por combustión 680analiticas 548 Los anillos corticales de los árboles y

nuestro entorno cambiante

Medida de las siliconas procedentes de implantes 27.1 Un ejemplo de análisis gravimétrico 681

mamarios 27.2 Precipitación 68223.1 Extracción con disolventes 549 Demostración 27.1 Coloides y diálisis 684

Recuadro 23.1 Éteres corona 553 27.3 Ejemplos de cálculos gravimétricos 688

23.2 ¿Qué es la cromatografía? 553 27.4 Análisis por combustión 690

Demostración 23.1 Extracción con ditizona 55423.3 Aspectos instrumentales de la cromatografía 556 (18J Preparación de muestra 69923.4 Eficacia de separación 56023.5 ¿Por qué se ensanchan las bandas? 565 Membranas de extracción

28.1 Estadística del muestreo 70128.2 Disolución de muestras destinadas al análisis 705

(L4JCromatografia de gases 578 28.3 Técnicas de preparación de muestra 712

¿Qué comían en el año 1000? [?9J Garantía de calidad 72024.1 El proceso de separación en cromatografíade gases 579 La necesidad de garantía de calidad

Recuadro 24.1 Fases quirales para la separación 29.1 Elaboración y optimización de un método 722de isómeros ópticos 582 29.2 Validación de un método 723

24.2 Inyección de muestra 587 Recuadro 29.1 La trompeta de Horwitz: Variación en24.3 Detectores 590 ejercicios de colaboración entre laboratorios 72624.4 Preparación de muestra 596 29.3 Evaluación de la calidad 72924.5 Puesta a punto de un método en cromatografía 29.4 Identificación de las fuentes de error:

de gases 598 análisis de varianza 734

ExperimentosLos experimentos se encuentran en la página webwww.whfreeman.com/qca

1. Calibración de material volumétrico2. Determinación gravimétrica de calcio

como CaCZ04' HzO3. Determinación gravimétrica de hierro como FeZ034. Estadística de los peniques5. Evaluación estadística de indicadores ácido-base6. Preparación de ácidos y bases estándares7. Utilización de un electrodo de pH para una valoración

ácido-base8. Análisis de una mezcla de carbonato

e hidrogenocarbonato9. Análisis de una curva de valoración ácido-base:

el gráfico de Gran10. Análisis de nitrógeno mediante el método de Kjeldahl11. Valoración con EDTA de Caz+ y Mg2+en aguas naturales12. Síntesis y análisis del decavanadato de amonio13. Valoración yodimétrica de la vitamina C14. Preparación y análisis yodométrico

de un superconductor de alta temperatura15. Valoración potenciométrica de un haluro con Ag+16. Análisis electrogravimétrico de cobre17. Medida polarográfica de una constante de equilibrio18. Valoración culombimétrica del hexano con bromo19. Determinación espectrofotométrica de hierro en pastillas

de vitaminas20. Medida espectrofotométrica a microescala de hierro

en alimentos mediante adición de patrón21. Medida espectrofotométrica de una constante

de equilibrio22. Análisis espectrofotométrico de una mezcla: cafeína y

ácido benzoico en una bebida refrescante23. Estandarización de Mn2+ mediante la valoración con

EDTA24. Medida de manganeso en acero mediante espectrofo-

tometría con adición de patrón25. Medida de manganeso en acero mediante absorción

atómica con una curva de calibrado26. Propiedades de una resina de intercambio iónico27. Análisis del azufre en carbón por cromatografía iónica28. Medida del monóxido de carbono en gases de escape

de automóviles mediante cromatografía de gases29. Análisis de aminoácidos por electroforesis capilar30. Composición del DNA por cromatografía de líquidos

de alta resolución31. Análisis de píldoras analgésicas por cromatografía

de líquidos de alta resolución32. Contenido de aniones en agua potable mediante

electroforesis capilar

índice analítico XV)Temas de hojas de cálculo2.10 Introducción a Microsoft Excel®2.11 Trazado de gráficos con Microsoft Excel®

4.1 Distribución de Gauss4.5 Los tests t usando una hoja de cálculo5.1 Trazado de la mejor línea recta5.5 Una hoja de cálculo para mínimos cuadrados7.4 La curva de valoración por precipitación

(se encuentra en el apartado de temassuplementarios de la página web)

7.5 Valoración de una mezcla (se encuentra enel apartado de temas suplementarios dela página web)

Problema 8.16 Referencia circular10.5 La herramienta BUSCAR OBJETIVO en Excel.

Designación de celdas12.9 Curvas de valoración ácido-base13.4 Valoraciones con EDTA16.1 Valoraciones redox (se encuentra en el apartado

de temas suplementarios de la página web)19.1 La herramienta SOLVER de Excel19.1 Resolución de ecuaciones lineales con Excel29.2 Coeficiente de correlación29.4 Análisis de la varianza

Notas y referencias

ApéndicesA.B.C.D.E.F.G.H.I.J.

Logaritmos y exponentesGráficas de rectasPropagación de la incertidumbreNúmeros de oxidación y ajuste de ecuaciones redoxNormalidadProductos de solubilidadConstantes de disociación ácidaPotenciales estándar de reducciónConstantes de formaciónLogaritmo de las constantes de formación de

la reacción M(aq) + L(aq) ;:=" ML(aq)

Soluciones a los ejercicios

Respuestas a los problemas,Indice

198246267

434437724739

APlAP2AP3AP5AP9

APIOAP12AP23AP32