UNIVERSIDAD SANTO TOMAS SECCIONAL BUCARAMANGA. División de Ingenierías - Facultad de Química Ambiental

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1 UNIVERSIDAD SANTO TOMAS SECCIONAL BUCARAMANGA División de Ingeniería Facultad de Química Ambiental Nombre de Asignatura: QUÍMICA INSTRUMENTAL II Àrea: Básicas de Química / Química Analítica Créditos: 4 Modalidad: Teórica - Práctica Semestre: V Hrs. Sem. Pres.: 3 / 3 Hrs. Sem. Ind.: 6 Requisitos de Plan de Estudios: Química Instrumental I Justificación En este curso el estudiante adquiere el conocimiento y manejo de algunas técnicas instrumentales para la determinación cuantitativa y/o estructural de compuestos orgánicos. También se dan las bases para la aplicación de estas técnicas a la solución de otros problemas en diversos campos de investigación en Química, tanto a nivel básico como aplicado. Objetivo General Introducir al estudiante en las técnicas instrumentales de análisis con objeto de que adquiera una visión global de su utilidad actual y de su potencial. Dar formación sobre la variedad de técnicas instrumentales existentes, de las que se seleccionan las que tienen mayor importancia y generalidad para la resolución de problemas de interés social. De cada técnica se considera su fundamento, se estudian sus características analíticas y se describen de forma razonada los componentes de la instrumentación y su campo de aplicación, comparándola con otras técnicas afines. Formar al alumno en la resolución de los problemas Página 1 de 5

2 analíticos que se plantean al utilizar estas técnicas. Objetivos Específicos Conocer el proceso analítico, los diferentes pasos que lo integran y los estándares y el tratamiento estadístico de los datos experimentales, que constituyen puntos básicos para obtener unos resultados de calidad. Construcción de los conocimientos básicos sobre la identificación de especies químicas, necesarios para el análisis cualitativo. Conocer los fundamentos y saber aplicar las técnicas analíticas cromatográficas y no cromatográficas de separación de sustancias químicas. Conocer y saber aplicar los métodos cuantitativos de análisis de sustancias químicas. Conocer los fundamentos de las principales técnicas instrumentales de análisis, así como saber aplicarlas a resolución de problemas químico-analíticos. Reconocer la Química Analítica como la ciencia metrológica que desarrolla, optimiza y aplica procesos de medida (métodos analíticos) destinados a obtener información química de calidad. Contenido Temático 1 Espectroscopia de absorción infrarroja (8 horas) Teoría de la absorción en el Infrarrojo. Tipos de vibraciones moleculares. Modelo mecánico de vibraciones por extensión. Tratamiento cuántico de las vibraciones. Modos de vibración. Página 2 de 5

3 Acoplamiento vibratorio. Instrumentos infrarrojos. Fuentes de infrarrojo, recipientes para muestras y detectores. Espectrofotómetros infrarrojos para análisis cualitativo. Instrumentos para trabajo cuantitativo. Técnicas para manipulación de la muestra. Espectroscopia de reflexión interna. Aplicaciones cualitativas de la absorción IR. Gráficas de correlación. Aplicaciones cuantitativas. Desviaciones de la Ley de Beer. Espectroscopia IR por medio de la transformación de Fourier, ventajas. Instrumentación. Aplicaciones. 2 Espectroscopia de resonancia magnética nuclear. (8 horas) Teoría de la resonancia magnética nuclear. Descripción cuántica de la RMN. Procesos de relajación. Medición de la absorción. Métodos experimentales para la espectroscopia de RMN. Instrumentación. Efectos ambientales sobre los espectros de RMN de protones. Medición de desplazamiento químico y la división spín-spín. Correlación de desplazamiento químico con la estructura. División spín-spín. Aplicaciones de RMN de protones. Identificación de compuestos. Aplicaciones de RMN de protones al análisis cuantitativo. Estudio de isótopos distintos al protón RMN basada en la transformada de Fourier. RMN del carbono 13. Espectroscopia de resonancia de spín electrónica. Instrumentación. Espectros. 3 Introducción a la cromatografía (3 horas) Introducción. Definición y fundamentos. Clasificación. La cromatografía en columna. Parámetros básicos relacionados con la velocidad de elución y magnitudes fundamentales de la separación: selectividad, eficacia y resolución. Fenómenos que originan la dispersión de la zona cromatográfica. Medida de la eficacia y Página 3 de 5

4 magnitudes relacionadas. Aplicaciones de la cromatografía: análisis cualitativo, análisis cuantitativo y cromatografía preparativa. 4 Cromatografía de líquidos de alta eficacia (8 horas) Introducción. El cromatógrafo de líquidos. Modos de elución: isocrática y gradiente. Sistemas de bombeo. Sistemas de inyección. Sistemas de termostatización. La columna. Columnas auxiliares. Sistemas de detección. Derivatización. Cromatografía de adsorción. Cromatografía con fases unidas químicamente. Cromatografía con equilibrios secundarios. Cromatografía de intercambio iónico. Cromatografía de exclusión molecular. Cromatografía de afinidad. Aplicaciones de las técnicas de cromatografía líquida de alta eficacia. 5 Cromatografía de gases (8 horas) Introducción. El cromatógrafo de gases. La fase móvil. Sistemas de introducción de muestra. La columna. Fases estacionarias. Control del proceso cromatográfico: flujo de gas portador y la temperatura. Sistemas de detección. Derivatización. Aplicaciones. Tema 6 Espectrometría de masas (8 horas) Espectrómetro de masas. Componentes del instrumento. Sistema para el manejo de las muestras. Fuentes iónicas. Analizador de masas. Medida y presentación de los datos de la corriente iónica. Espectros de masas. Aplicaciones cualitativas y cuantitativas de la espectrometría de masas. 7 Técnicas electroforéticas (5 horas) Introducción. Fundamento de las técnicas electroforéticas. Elementos básicos de un sistema electroforético. Fenómenos que Página 4 de 5

5 originan dispersión de la zona de muestra. Clasificación de las técnicas electroforéticas. Electroforesis capilar: instrumentación, modos de separación y aplicaciones. Comparación con otras técnicas de separación. Página 5 de 5