4. Técnicas de análisis instrumental

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1 4. Ténias de análisis instrumental INTRODUCCIÓN En este módulo, de 152 horas pedagógias, se espera que los y las estudiantes desarrollen las herramientas neesarias en el manejo de instrumentos y equipos de laoratorio de análisis que son usados haitualmente en determinaiones físias y químias para muestras de distintos orígenes. En este módulo serán aordados los oneptos teórios neesarios que permitan a ada estudiante determinar de forma uantitativa la omposiión de la materia, registrando los datos de las muestras y utilizando distintos métodos instrumentales, entre los que se pueden inorporar espetrofotometría y romatografía. Además, se sugiere emplear metodologías asadas en la resoluión de prolemas, estudio de asos prátios, textos guía y realizar atividades de laoratorio o taller, en los uales los y las estudiantes puedan llevar a ao análisis para identifiar las propiedades físias y químias de las sustanias estudiadas. Tamién se reomienda efetuar reaiones simuladas en apliaiones omputaionales orientadas a proedimientos importantes dentro de un proeso de análisis químio, entre otras. La metodología empleada es fundamentalmente prátia. La realizaión de traajos en el laoratorio resulta neesaria para omprender en profundidad los ontenidos teórios impartidos en el módulo, y así lograr desarrollar las destrezas neesarias y 4º medio Programa de Estudio

2 APRENDIZAJES ESPERADOS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN MóDULO 4 TÉCNICAS DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL 152 HORAS CUARTO MEDIO OBJETIVOS DE APRENDIZAJE de la espeialidad OA 4 Medir, registrar y verifiar datos de los estados iniiales de las muestras, y de los amios físios y químios ourridos durante los ensayos y análisis, utilizando equipos e instrumentos apropiados y ontrolando las variales que pudieran afetar o sesgar las oservaiones y mediiones. Aprendizajes Esperados Criterios de Evaluaión Ojetivos de Aprendizaje Genérios 1. Determina la ondutividad, ph, turidez, entre otros, en muestras de distinta naturaleza, siguiendo las instruiones ténias del proedimiento y/o protoolo de análisis. 1.1 Seleiona los instrumentos y materiales neesarios para realizar los análisis a la muestra prolema, según los requerimientos soliitados y umpliendo las normas de alidad. 1.2 Analiza la muestra prolema on la ténia orrespondiente, vigilando el umplimiento de los estándares de alidad del produto. 1.3 Informa los resultados otenidos de los análisis efetuados, para la aproaión del espeialista. h 4. Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laoratorio Químio y Planta Químia 171

3 Aprendizajes Esperados 2. Analiza muestras mediante romatografía, siguiendo las instruiones del método e informando resultados. 3. Determina la onentraión de una muestra, por medio de espetrofotometría, siguiendo las instruiones del proedimiento y omuniando los resultados otenidos. Criterios de Evaluaión 2.1 Seleiona los instrumentos y materiales neesarios para efetuar un análisis romatográfio, siguiendo las instruiones del proedimiento y de auerdo a la sustania estudiada. 2.2 Mide las distanias reorridas y la veloidad de migraión de los omponentes de las sustanias analizadas, registrando los valores en formatos preestaleidos. 2.3 Determina los omponentes de la muestra en la proporión en que se enuentran, omparando los resultados on los rangos de referenia. 2.4 Redata informe digital on los resultados otenidos de la romatografía, utilizando los reursos tenológios disponiles. 3.1 Clasifia los instrumentos y materiales neesarios para realizar el análisis de espetrofotometría, verifiando la limpieza del equipo. 3.2 Calira el equipo antes de utilizarlo, según las instruiones estaleidas en el manual del fariante. 3.3 Elaora una urva de aliraión del equipo, empleando las soluiones on la onentraión adeuada y usando alternativas a las difiultades que se puedan presentar. 3.4 Otiene la onentraión de la muestra investigada, realizando los álulos orrespondientes al análisis instrumental efetuado. 3.5 Elaora un informe digital on los resultados otenidos del análisis de espetrofotometría y según formato preestaleido. Ojetivos de Aprendizaje Genérios a h a i a h y 4º medio Programa de Estudio

4 Ejemplo de atividad de aprendizaje NOMBRE DEL MÓDULO Ténias de análisis instrumental NOMBRE DE LA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE Determinaión de los omponentes de una muestra por romatografía DURACIÓN DE LA ACTIVIDAD 16 a 20 horas AprendizajeS esperados 2. Analiza muestras mediante romatografía, siguiendo las instruiones del método e informando resultados. METODOLOGÍAS SELECCIONADAS Criterios de evaluaión que inluye 2.1 Seleiona los instrumentos y materiales neesarios para efetuar un análisis romatográfio, siguiendo las instruiones del proedimiento y de auerdo a la sustania estudiada. 2.2 Mide las distanias reorridas y la veloidad de migraión de los omponentes de las sustanias analizadas, registrando los valores en formatos preestaleidos. 2.3 Determina los omponentes de la muestra en la proporión en que se enuentran, omparando los resultados on los rangos de referenia. 2.4 Redata informe digital on los resultados otenidos de la romatografía, utilizando los reursos tenológios disponiles. Texto guía Praátia de laoratorio Desripión de las tareas que realizan doentes y estudiantes, y los reursos que se utilizan en ada una de las siguientes etapas: PREPARACIÓN DE LA ACTIVIDAD Doente: Elaora guía on los oneptos relevantes de romatografía y expone a través de una presentaión en formato digital las apliaiones de las ténias romatográfias en la atualidad. Entrega páginas de internet y iliografía asoiada para profundizar sore: fase móvil y estaionaria, veloidad de migraión, eluyente, adsorión, lasifiaión de ténias romatográfias, et. Elaora un glosario on aspetos ténios de la unidad. Efetúa una retroalimentaión on el grupo urso. Construye pauta de informe para que los estudiantes ompleten al terminar la atividad prátia. Reursos: Reursos multimedia. Pauta ténias de evaluaión. Pauta de informe. Liros ténios. 4. Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laoratorio Químio y Planta Químia 173

5 Desripión de las tareas que realizan doentes y estudiantes, y los reursos que se utilizan en ada una de las siguientes etapas: EJECUCIÓN CIERRE Doente: Explia la ténia por medio de diagramas ilustrativos, permitiendo que sus estudiantes puedan realizar orretamente la romatografía. Orienta sore las mezlas de disolventes a emplear para otener mejores resultados. Explia omo alular la veloidad de migraión de la muestra, apliando la fórmula orrespondiente. Supervisa el traajo de sus estudiantes para que indiquen las sustanias otenidas, según el olor de ellas. Estudiantes: Con apoyo de una guía, identifian los oneptos fundamentales de la ténia romatográfia (onepto RF, eluyente, fatores que influyen en la separaión, et.). Prepara el lugar de traajo para efetuar la romatografía, para ello deen: --Preparar la muestra: en un mortero triturar una hoja de espinaa on hexano y etanol, transferir la muestra a un tuo de ensayo y mezlar on agua, eliminar la fase auosa y lavar on agua para eliminar el etanol, transferir la fase orgánia a un tuo de ensayo y agregar sulfato sódio anhidro para eliminar el agua. --Preparar la plaa romatográfia: marar la muestra on un lápiz donde se depositará la muestra, y on un apilar agregar la muestra en tres puntos, según las indiaiones entregadas por el o la doente. --Desarrollo de la plaa: preparar varias mezlas de disolventes. En primera instania, 10 ml de eluyente, según las instruiones entregadas por el o la doente. --Diujar las distintas plaas otenidas. --Calular Rf de ada uno de los puntos otenidos. --Indiar los pigmentos según los olores de la plaa. --Expliar uál es la mejor mezla de disolvente a emplear. --Con los anteedentes otenidos, elaorar informe ténio según el formato entregado previamente. Reursos: Insumos de laoratorio. Reativos de laoratorio. Plaa romatográfia. Medios audiovisuales. Insumos de esritorio. Doente: Retroalimenta a sus estudiantes sore la apliaión de esta ténia en los laoratorio de químia y 4º medio Programa de Estudio

6 Ejemplo de atividad de aprendizaje NOMBRE DEL MÓDULO Ténias de análisis instrumental NOMBRE DE LA ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE Curva de aliraión para espetrofotometría DURACIÓN DE LA ACTIVIDAD 16 a 20 horas AprendizajeS esperados 3. Determina la onentraión de una muestra por medio de espetrofotometría, siguiendo las instruiones del proedimiento y omuniando los resultados otenidos. METODOLOGÍAS SELECCIONADA Criterios de evaluaión que inluye 3.1 Clasifia los instrumentos y materiales neesarios para realizar el análisis de espetrofotometría, verifiando la limpieza del equipo. 3.2 Calira el equipo antes de utilizarlo, según las instruiones estaleidas en el manual del fariante. 3.3 Elaora una urva de aliraión del equipo, empleando las soluiones on la onentraión adeuada y usando alternativas a las difiultades que se puedan presentar. 3.4 Otiene la onentraión de la muestra investigada, realizando los álulos orrespondientes al análisis instrumental efetuado. 3.5 Elaora un informe digital on los resultados otenidos del análisis de espetrofotometría y según formato preestaleido. Texto guía Prátia de laoratorio Desripión de las tareas que realizan doentes y estudiantes, y los reursos que se utilizan en ada una de las siguientes etapas: PREPARACIÓN DE LA ACTIVIDAD Doente: Elaora una guía teória que inorpore oneptos de molaridad y su apliaión on la Ley de Lamert-Beer. Contextualiza a sus estudiantes sore el ampo de apliaión de este tipo de ténias y su importania en los laoratorios de análisis, ontrol de alidad, et. Por medio de la elaoraión de una presentaión en formato digital, aorda aspetos teórios de la espetrofotometría y oneptos fundamentales omo asorania, transmitania, espetro, longitud de onda, espetro eletromagnétio, Ley de Lamert-Beer, apliaiones en la industria químia y en el ampo de la investigaión, et. Realiza ejeriios simples sore la Ley de Lamert-Beer y urvas de aliraión. Construye pauta de traajo para que sus estudiantes elaoren el informe ténio. Reursos: Reursos multimedia. Liros ténios. Pauta de apreiaión ténia. Pauta de informe. Guía de apoyo teória para estudiantes. 4. Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laoratorio Químio y Planta Químia 175

7 Desripión de las tareas que realizan doentes y estudiantes, y los reursos que se utilizan en ada una de las siguientes etapas: EJECUCIÓN CIERRE Doente: Mediante una presentaión o on una demostraión, explia la orreta forma de operar el equipo. Entrega las onentraiones que se deen emplear para realizar la urva de aliraión. Orienta sore la onstruión de la urva y la informaión que entrega en la determinaión posterior de la onentraión de una sustania. Supervisa de manera permanente la realizaión de la experienia de laoratorio. Estudiantes: Mediante una guía de laoratorio, traajan los oneptos de espetrofotometría UV, molaridad, diluiones, et. Preparan las disoluiones de distinta onentraión de una sustania determinada, por ejemplo, sulfato úprio pentahidratado. Aplian onoimientos de unidades de onentraión químia y realizan las diluiones orrespondientes. Posteriormente, preparan la soluión que será utilizada omo lano, y para ello siguen las instruiones entregadas por el o la doente. Bajo la supervisión onstante del o la doente, eligen la longitud de onda a la ual se realizará la medida de asorania. Miden la asorania de ada diluión preparada en el espetrofotómetro UV. Representan la reta de alirado a través de la asorania v/s longitud de onda. Elaoran un informe ténio y onluyen sore la reta otenida. Reursos: Espetrofotómetro UV-Vis. Balanza analítia. Insumos de laoratorio: matraes de aforo, pipetas aforadas, vasos preipitados, varillas de agitaión, espátulas, et. Reativos de laoratorio. Manuales y liros ténios. Elementos de proteión personal. Doente: Revisa la urva de aliraión y alara onsultas de sus estudiantes y 4º medio Programa de Estudio

8 Ejemplo de atividad de EVALUACIÓN NOMBRE DEL MÓDULO Ténias de análisis instrumental 2. Aprendizajes ESPERADOs Analiza muestras mediante romatografía, siguiendo las instruiones del método e informando resultados. Criterios de evaluaión 2.3 Determina los omponentes de la muestra en la proporión en que se enuentran, omparando los resultados on los rangos de referenia. 2.4 Redata informe digital on los resultados otenidos de la romatografía, utilizando los reursos tenológios disponiles. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE genérios a evaluar Leer y utilizar distintos tipos de textos relaionados on el traajo, tales omo espeifiaiones ténias, normativas diversas, legislaión laoral, así omo notiias y artíulos que enriquezan su experienia laoral. Realizar las tareas de manera prolija, umpliendo plazos estaleidos y estándares de alidad, y usando alternativas y soluiones uando se presentan prolemas pertinentes a las funiones desempeñadas. Seleión de ómo evaluar Atividad prátia: Desripión de atividades Los y las estudiantes efetúan una ténia romatográfia en una muestra de un vegetal (hoja), identifian sus prinipales omponentes reportando los resultados en un informe digital. Doente evalúa el proeso y el produto otenido mediante una lista de otejo o la esala de apreiaión. h Manejar tenologías de la informaión y omuniaión para otener y proesar informaión pertinente al traajo, así omo para omuniar resultados, instruiones, ideas. Instrumentos de evaluaión seleionados Esala de apreiaión sore: Comuniaión. Traajo en equipo. Responsailidad. Uso de manuales y iliografía. Seguridad. Organizaión y desarrollo del traajo, entre otros. Lista de otejo sore: Montaje del equipo. Resultado de la muestra. Registra los valores, et. 4. Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laoratorio Químio y Planta Químia 177

9 BIBLIOGRAFÍA Hernández, H. L. y González, P. C. (2002). Introduión al análisis instrumental. Barelona: Ariel. Skoog, D. A., Holler, F.J., Nieman, T. A., & Martín, G. M. C. (2001). Análisis instrumental. Madrid: MGraw-Hill. Valárel, C, M. y Gómez, H. A. (2003). Ténias analítias de separaión. Barelona: Reverté. Mauri, A. (2010). Laoratorio Análisis Instrumental. Barelona: Reverté. Harris, D. C. (2010). Análisis químio uantitativo. Barelona: Reverté. Higson, S., Balderas, P. y González, P. V. (2OO7). Químia analítia. Ciudad de Méxio: MGraw-Hill. Vogel, A. I. (1991). Químia analítia ualitativa. Buenos Aires: Kapelusz. Bailey, P. S. y Bailey, C. A. (1998). Químia orgánia: Coneptos y apliaiones. Ciudad de Méxio: Pearson Eduaión. Morrison, R. T. y Boyd, R. N. (1998). Químia orgánia. Ciudad de Méxio: Addison Wesley y 4º medio Programa de Estudio

10 Sitios we y enlaes reomendados Cromatografía romatografia/prinipios_de_romatografia.pdf ph artillas/tematias/determinaion%20del%20ph.pdf Condutividad Espetrofotometría ESPECTROFOTOMETR%C3%8DA.pdf Colorimetria_Ley_de_Lamert_Beer.pdf 4. Espetrofotometria_8269.pdf (Los sitios we y enlaes sugeridos en este Programa fueron revisados en agosto de 2014). Espeialidad QUÍMICA INDUSTRIAL Meniones Laoratorio Químio y Planta Químia 179