REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS DIVISIÓN DE ESTUDIOS BÁSICOS SECTORALIAES

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1 REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS DIVISIÓN DE ESTUDIOS BÁSICOS SECTORALIAES PROGRAMA SINÓPTICO DE LA ASIGNATURA: Química Analítica II IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA CÓDIGO: ÁREA CURRICULAR: FORMACIÓN PROFESIONAL BÁSICA UBICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIO: 7 mo a 8 vo SEMESTRE CARÁCTER: Electivo PRELACIÓN O REQUISITOS: ASIGNATURA: Lab. Química Analítica I CÓDIGO: CRÉDITOS: 4 CARGA HORARIA: HORAS POR SEMANA: 4 HORAS POR SEMESTRE: 64 PROGRAMA ELABORADO POR: Unidad Académica de Química Analítica PROGRAMA ADMINISTRADO POR: Departamento de Química FECHA DE ELABORACIÓN: Diciembre 2008 Vº Bº de Coordinador de Comisión de Currículo de la Licenciatura Director del Departamento Director de DEBS

2 JUSTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA La química analítica es una ciencia cercana a la química física. Se basa en el estudio del comportamiento químico y físico de los compuestos puros o en disolución, sometidos a diversas condiciones. En esto es una ciencia fundamental y a veces abstracta. También desempeña el papel de interpretar las informaciones recogidas. Pero a menudo, se la percibe bajo su aspecto aplicado al tener como objeto el desarrollo o la aplicación de métodos con la finalidad de adquirir informaciones sobre la naturaleza, la composición y la estructura de los compuestos que están presentes en muestras variadas. La determinación de estructuras moleculares y la identificación de unidades estructurales específicas son de gran importancia para el químico moderno. En la actualidad los métodos instrumentales basados en la espectrometría de absorción ultravioleta-visible e infrarrojo, la resonancia magnética nuclear y la espectrometría de masa, han proporcionado los medios para los grandes adelantos en la determinación e identificación de estructuras. La Química está involucrada en una amplia variedad de procesos y situaciones con evidente repercusión ambiental. Para poder evaluar estos procesos es necesario efectuar medidas de naturaleza química (análisis químicos). El profesional en Química necesita unos conocimientos básicos sobre las principales herramientas químicoanalíticas de las que se dispone en la actualidad para medir niveles de productos químicos en muestras diversas. De esta forma tendrá elementos de juicio para efectuar una selección por anticipado de los parámetros que estime necesario (y posible) medir, a la vez que será capaz de evaluar la calidad y el significado de los resultados que le presente el laboratorio. El objetivo último no es formar analistas sino proporcionar al Licenciado en Química unos conocimientos generales mínimos que le permitan saber qué es posible medir en el laboratorio químico así como interpretar con rigor y criterio científico los datos quimico-analíticos que le proporcione el especialista. La asignatura Química Analítica II proporciona al alumno conocimientos básicos y aplicados sobre los aspectos analíticos de la química, especialmente desde la perspectiva de los métodos instrumentales. De manera fundamental se consideran las técnicas espectroscópicas relacionadas con el intercambio de fotones. Estos métodos

3 va a constituir el complemento fundamental para que el químico se enfrente a los procedimientos modernos del análisis. De manera destacada se considerarán los aspectos aplicados de estas técnicas y su uso en diversos campos de interés económico y social: campo industrial, agroalimentario, sanitario, entre otros. La experiencia educativa Química Analítica II requiere que el estudiante analice e identifique los fundamentos de las metodologías analíticas y el uso de los diferentes instrumentos (eje teórico) y que adquiera habilidades y destrezas en un nivel analítico mediante actividades de aprendizaje dirigido y de autoaprendizaje, que le permita ser reflexivo y crítico. La experiencia educativa Química Analítica II pertenece al área disciplinar del programa curricular de la Licenciatura en Química. El objetivo de esta asignatura es proporcionar al estudiante los fundamentos en los que se basan los sistemas de medición modernos, así como desarrollar habilidades y destrezas en el uso de diferentes instrumentos y en la interpretación de resultados.el programa comprende una introducción al análisis instrumental, cuatro unidades que incluyen las espectrometrías de absorción y emisión molecular; en otra unidad se estudian los métodos electroquímicos que comprenden la Potenciometría y la Conductimetría. En la actividad profesional de los licenciados en química, frecuentemente se precisa conocer la calidad de los materiales con los cuales está en constante interacción. Por lo tanto, en su formación necesita las herramientas analíticas para determinar ésta e interpretar los resultados para la toma de decisiones de su quehacer profesional. Al alumno en formación, el manejo de las teorías del análisis químico, estadístico y de la normatividad, le proporciona conocimientos, habilidades y destrezas, lo cual lo capacita para su incursión en las experiencias del área disciplinar y de aplicación para la construcción de nuevos conocimientos y proyectos de investigación, lo cual contribuye a su formación integral. La metodología que se desarrolla durante este curso contribuirá a formar al alumno en el campo profesional, a través de las técnicas que se indican previamente. Ello le adiestrará en campos muy relacionados con las actividades económicas más frecuentes, y le proporcionará un perfil muy adecuado para su futuro profesional.

4 RESUMEN SINÓPTICO DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA ÁREA CURRICULAR EJE PROGRAMÁTICO/ ÁREA TEMÁTICA PRELACIÓN TOTAL HORA/SEMANAL TOTAL U/C PROFESORES Química Analítica II Formación Básica Química Analítica Lab. de Química Analítica I 4 horas 4 UC Profesores Adscritos de la U.A. Química Analítica Objetivo(s) general(es): 1. Adquirir las destrezas necesarias para la manipulación y manejo de la instrumentación propia de las técnicas espectrométricas del ultravioleta, visible e infrarrojo. 2. Utilizar los espectros obtenidos por las distintas técnicas espectrométricas para realizar determinaciones analíticas cuantitativas y cualitativas. 3. Adquirir los conocimientos sobre la instrumentación, componentes, funciones y manejo de la técnica espectrométrica de RMN y masas. Competencias Profesionales e Indicadores de logro Competencia (s) General (es) * Asume una actitud crítica en la toma de decisiones para la detección y resolución de problemas, aceptando estándares consensuados socialmente con independencia de criterios. * Desarrolla procesos de investigación para el manejo de hechos, ideas, significados y fenómenos con una actitud transformadora, crítica y reflexiva. * Utiliza las tecnologías de la información y la comunicación con valores éticos, aprovechando las ventajas que ofrece cada una según el contexto de uso, respondiendo a las tendencias mundiales de desarrollo tecnológico y científico. * Identifica y selecciona las fuentes de información. * Busca, analiza y sintetiza información acerca de las diferentes técnicas analíticas. * Aplica el conocimiento teórico en la resolución de problemas analíticos. * Describe los componentes de los instrumentos estudiados. * Conoce la precisión y exactitud en el desarrollo de las técnicas analíticas. Competencia (s) Básica (s) * Adquirir conocimientos generales básicos de Análisis Instrumental, en especial de las posibilidades y limitaciones que tienen las distintas técnicas analíticas. * Adquiere un mínimo criterio analítico para discernir qué medidas pueden y deben solicitarse al correspondiente laboratorio analítico. * Adquiere conciencia de que los problemas ambientales son con frecuencia multidisciplinares, tienen diversos ángulos de enfoque y el análisis químico puede ayudar a prevenirlo, diagnosticarlo o solucionarlo. Contenidos UNIDAD 1 Tema Nº 1. Introducción a los métodos instrumentales de análisis Tema Nº 2. Fundamentos generales de electrónica Conocimientos Básicos: electricidad / corriente eléctrica, potencial, resistencia, voltios, ohmios, amperios, transductores, leyes de Kirchoff, puente de Wheastone Amplificadores operacionales - Componentes: transistores, resistencias, condensadores, diodos, fuentes de alimentación, terminales (inversora y no inversora), circuitos integrados (chip). - Parámetros que utiliza: ganancia, impedancia de entrada y salida, tensión operativa, velocidad, potencia máxima, entre otros. - Propiedades y características: circuitos integrados (chip). - Aplicaciones de los amplificadores: redes de circuito, entre otros Señal eléctrica y ruido - Relación señal/ruido - Definición y tipos de señales (cómo se produce) - Definición y tipos de ruido (fuentes) 2.3. Electrónica digital y microprocesadores UNIDAD 2 Tema Nº 3: Radiación electromagnética (rem) 3.1. Teoría ondulatoria y parámetros de la rem: longitud de onda, frecuencia, intensidad, potencia, amplitud, energía Propiedades de la rem: reflexión, refracción, difracción, dispersión, absorción, emisión Efecto fotoeléctrico. Estrategias Instruccionales 1. Se emplearán estrategias didácticas para garantizar la adquisición de conocimientos, competencias y actitudes en relación a los objetivos de cada tema. 2. Se implementarán estrategias para generar hábitos de auto-aprendizaje. 3. Desarrollar los temas teóricos permitiendo la exposición de diversas opiniones de distintos autores de libros y promoviendo la actitud crítica y reflexiva del alumno. 4. Fomentar el continuo razonamiento del alumno, guiado por el docente. 5. Fomentar la discusión y la evaluación de alternativas de decisión. Estrategias de Evaluación La evaluación será formativa y sumativa, de manera que en cada tema finalizado los alumnos demuestren su capacidad de análisis y aplicación, y permitan corregir las fallas. La evaluación sumativa constará de cuatro (4) exámenes parciales (temas Nº 1-4, temas Nº 5 y 6, tema Nº 7, y tema Nº 8, respectivamente) donde se incluirá desarrollos teóricos más la resolución de problemas. El Tema N 9 será evaluado a través de un trabajo escrito cuya ponderación se indicará en el trascurso del semestre. Se tendrá opción a un solo examen recuperativo al final del contenido programático. La evaluación formativa constará de ejercicios y

5 * Capacidad crítica de interpretación cualitativa y cuantitativa de los datos químicoanalíticos. * Capacidad de evaluación de los costos del análisis químico y de la relación entre la información que es posible obtener y los fondos económicos necesarios. Competencia (s) Específicas (s) * Maneja los conceptos fundamentales de los fenómenos de espectroscopia molecular de absorción y emisión, estudiando la transformación de la materia, con la finalidad de mejorar los procesos instrumentales y métodos en los que están basados estos fenómenos. - Identifica los diversos procesos fisicoquímicos que permiten el origen del proceso de absorción y emisión molecular que involucran la determinación de especies químicas. - Utiliza las metodologías generales y técnicas espectrométricas para la medición de propiedades y cantidades de especies orgánicas e inorgánicas. * Responde a la búsqueda y comprensión de las necesidades de desarrollo de la ciencia y la tecnología en espectroscopia molecular aplicando los fundamentos de química involucrados en las competencias básicas, para valorar su rol en el asesoramiento en el control de calidad de productos en el área de la ciencia y la tecnología. - Tiene conciencia del rol que desempeñan los conocimientos adquiridos en el desarrollo de la industria. * Conoce el impacto que generan los diferentes métodos analíticos instrumentales en el ambiente y toma las medidas científicas para reducirlo, mostrando respeto por el ambiente. - Reconoce los reactivos químicos según su uso y peligrosidad. - Relaciona la química ambiental con la higiene y seguridad en el desarrollo de métodos analíticos instrumentales. - Identifica y clasifica el impacto ambiental que genera las distintas técnicas y métodos analíticos instrumentales a nivel de la espectroscopia molecular. Tema Nº 4 Componentes instrumentales para la espectrometría óptica (UV-Vis, IRC, fluorescencia) 4.1. Componentes instrumentales: características y funciones, ejemplos y diferencias Configuración instrumental según las zonas espectrales UV-Vis (fluorescencia) e IRC Tipos de instrumentos: simple y doble haz, arreglo de diodos, y otras configuraciones. UNIDAD 3 Tema Nº 5 Introducción a la espectrometría molecular Parámetros del proceso de absorción: absorbancia, transmitancia, absortividad molar Ley de Lambertt-Beer: aspectos históricos, aplicabilidad (gráficos correspondientes), limitaciones y desviaciones (según las técnicas de UV- Vis, fluorescencia e IRC). Tema Nº 6: Espectrometría ultravioleta-visible Introducción 6.2. Especies absorbentes 6.3. Especies con electrones σ, π y n (cromóforos, auxocromos, sistemas conjugados y sistemas aromáticos, efecto del disolvente, efecto del ph, efecto de la temperatura) Especies con electrones de orbitales d y f (desdoblamientos de orbitales, influencia de ligandos, efecto del estado de oxidación). - Absorción por transferencia de carga. - Aplicaciones cualitativas y cuantitativas (otras: titulaciones potenciométricas). - Espectrometría diferencial (aplicación) Aplicaciones y avances tecnológicos. Tema Nº 7: Espectrometría de luminiscencia molecular Procesos de emisión de la radiación Fluorescencia y especies fluorescentes Fosforescencia Quimioluminiscencia Aplicaciones y avances tecnológicos. 6. Plantear problemas basados en situaciones reales, no resolviéndolos íntegramente en clase, permitiendo así el razonamiento del alumno, evaluando sus comentarios, críticas y sugerencias para resolverlos. Materiales de Instrucción: los medios a utilizar son: Textos de consulta. Guías de estudio. Transparencias. prácticas realizadas en clase, tareas encomendadas para realizar fuera de clase, pruebas formuladas por el profesor, pruebas escritas usando ítems de nivel de conocimiento, comprensión y aplicación; y preguntas de desarrollo (nivel conceptual y procedimental). Tema Nº 8: Espectrometría infrarroja y Raman Fundamentos de la absorción en la región IR Vibración molecular: modos vibracionales, modelo del oscilador armónico y no-armónico Especies activas: absorción por grupos funcionales Diferencias entre instrumentos dispersivos y espectrometría IR con Transformada de Fourier Análisis cualitativo y cuantitativo. - Tratamiento de muestras sólidas y líquidas, obtención del espectro Aplicaciones y avances tecnológicos.

6 UNIDAD 4 Tema Nº 9: Espectrometría de resonancia magnética nuclear (RMN) Fundamentos: diferencia con el resto de las espectrometrías Instrumentación 9.3. Parámetros espectrales 9.4. Tipos de RMN: protones 1 H y carbono 13 C 9.5. Análisis cualitativo y cuantitativo Introducción a los sistemas RMN bidimensionales Aplicaciones y avances tecnológicos. Tema Nº 10: Espectrometría de masas Fundamentos: diferencias con la espectrometría molecular (haz de electrones) Instrumentación - Fuentes de ionización - Analizadores de masas (detectores) Parámetros espectrales Análisis cualitativo y cuantitativo Introducción a los sistemas híbridos con EM Aplicaciones y avances tecnológicos. UNIDAD 5 Tema Nº 11: Métodos electroanalíticos Conocimientos Básicos: potenciales redox, ecuación de Nerst, celdas electroquímicas Electrogravimetría Potenciometría y electrodos selectivos de iones. - Principios, tipos de electrodos, funcionamiento de los electrodos, intervalo de respuesta, análisis cuantitativo, métodos de flujo de corriente eléctrica Conductimetría: fundamentos, Coloumbimetría: fundamentos, Amperometría: fundamentos, Voltamperometría: fundamentos, Bibliografía Básica: [1] Douglas Skoog, James Holler, Timothy Nieman. Principios de Análisis Instrumental. McGraw-Hill [2] Douglas Skoog; James Leary. Análisis Instrumental. 4ª Edición. Editorial McGraw-Hill [3] Francis Rouessac, Annick Rouessac. Métodos y Técnicas Instrumentales Modernas. 1 Edición. Editorial McGraw-Hill [4]. Silverstein R., Basster C. Y Morrill T. Spectrometric Identification of Compounds. Editorial Diana. México, [5] Hobart Willard, Lynnel Merrit, John Dean. Métodos Instrumentales de Análisis. 3ª Edición. Editorial Iberoamérica, [6] R. A. Day, A. L. Underwood. Química Analítica Cuantitativa. 5ª Edición. Editorial Prentice-Hall, [7] Hernández Lucas, Pérez Claudio. Introducción al Análisis Instrumental. 1 Edición. Editorial Ariel, España [8] Higson Seamus, Balderas Patricia. Química Analítica. 1 Edición. Editorial McGraw-Hill. India