INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA MODERNA

Transcripción

1 INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA MODERNA

2 INTRODUCCION A LA QUIMICA ANALITICA Etimología griega Ana = partes Lysis = destrucción/desintegración Definición moderna La Química Analítica es el área de la química que entrega el conocimiento y ayuda a la comprensión de la materia y su dinámica en nuestro medio ambiente, ya que está orientada a la identificación y cuantificación de sus constituyentes. Desafíos actuales de la Química Analítica Contaminantes en agua, aire y suelos (Q.A. Ambiental). Identificación y Cuantificación de compuestos en concentraciones muy pequeñas (Trazas). Caracterización de materiales e impurezas (Control de calidad). Identificación y Cuantificación de compuestos en tejidos y líquidos biológicos (Q. Bioanalítica)

3 INTRODUCCION A LA QUIMICA ANALITICA Desafíos actuales para la química analítica. - Análisis de componentes en concentraciones muy pequeñas. (componentes traza). - Identificación y cuantificación de contaminantes en aguas y aire (química analítica ambiental) - Materiales y/o materias primas, productos terminados (química analítica en control de calidad). - Identificación y cuantificación de componentesen organismos vivos (Bioanalítica). Proveer información exacta de los elementos que conforman nuestro entorno es cada vez más exigente Altamente tecnologizada y multidisciplinaria. problema complejo. Q. A. Química en solución acuosa, Físico-Química, Química de materiales, Física (óptica y magnetismo), Electrónica y Computación.

4 CLASIFICACIÓN DE LA QUÍMICA ANALÍTICA a) cualitativa b) cuantitativa a) instrumental b) no instrumental a) inorgánica b) orgánica c) físico - química a) ambiental (aire, aguas, suelos) b) industrial c) alimentos d) bioanalítica

5 CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS Todo método analítico termina en una medición, cuyo valor se relaciona con la presencia o cantidad del analito medido. MÉTODOS Gravimétrico Volumétrico Electroquímico Espectroscópicos Cinéticos MEDICIÓN Masa Volumen Voltaje o amperaje REM- Materia Velocidad de reaación (t)

6 UNIDADES DE MEDIDA DEL S.I. Magnitud unidad símbolo masa kilogramo Kg longitud metro m tiempo segundo s temperatura Kelvin K cantidad mol mol intensidad eléctrica ampere A intensidad de luz Candela cd Algunas unidades derivadas del sistema internacional - densidad (Kg/L) - volumen (m 3 ) - superficie (m 2 ), - frecuencia (Hz), - velocidad (m/s) - energía (J, Kg m 2 s -2 ) - potencia (W) - presión (P)

7 PROCEDIMIENTO ANALITICO TOMA DE MUESTRA TRATAMIENTO DE MUESTRA ANALISIS REVISION DE VALORES INTERPRETACION DE RESULTADOS INFORME

8 A TENER EN CUENTA AL ESTUDIAR INTERACCIONES HOMBRE Bio-Analítica MEDIO AMBIENTE Analítica Ambiental Q.A. Analítica Industrial INDUSTRIA

9 COMPOSICIÓN DE LA CORTEZA TERRESTRE Corteza terrestre - litósfera: sólida formada por rocas (litos = piedra) - hidrósfera: líquida (hydros = agua) - atmósfera: gaseosa (atmos = aire) 6,91% 0,09% 93,00% Composición química 50 45,5 40 % 30 27, ,3 6,2 4,7 2,8 2,3 1,8 0,63 0,15 0,1 0,1 0 O Si Al Fe Ca Mg Na K Ti H P Mn

10 Composición de la Corteza Terrestre Litósfera: aproximadamente 40 km de profundidad + hidrósfera + atmósfera. N Elemento (ppm) N Elemento (ppm) 1 O Cr Si V Al Zn Fe Ni 80 5 Ca Cu 70 6 Mg W 69 7 Na Li 65 8 K N 46 9 Ti Ce H Sn P Y Mn Nd S Nb C Co Cl La Rb Pb F Ga Sr Mo Ba Th Zr Cs 7

11 Composición Química Promedio de las Rocas Rocas igneas o magnáticas (95%): solidificación del magma ígneo. Roca sedimentaria (5%): descomposición de roca ígnea, se puede clasificar en: a) Arcilla esquistosa (4%), b) Arenisca (0.75%) y c) Piedra caliza (0.25%). N Combinacion Rocas Ingeas 95% Rocas Sedimentarias 5% Arcilla Esquistosa 4% Arenisca 0.75% Piedra Caliza 0.25% 1 SiO Al 2 O Fe 2 O FeO CaO MgO Na 2 O K 2 O TiO H 2 O P 2 O CO SO BaO C Total

12 COMPOSICIÓN ELEMENTAL DEL SER HUMANO Elementos mayores y menores % ,5 1 0,25 0,2 0,1 0,1 0,05 O C H N Ca P S K Na Cl Mg Elementos trazas (mg/kg) Fe Zn S F Br Cu Elementos ultratrazas (ug/kg) I Mn Se V As B Ni Cr Mo Co

13 Comportamiento ambivalente de los elementos traza en el hombre Reacción Fisiológica Enfermedad Deficiencia Estado saludable Efecto tóxico Enfermedad o intoxicación Concentración de elemento Esenciales: Candidatos a esenciales: No esenciales: Cu, Zn, Mg, Fe, S, Se, Cr(III), Co(II), Mn(II), Mo, I Li, Be, V, Ni, Sn, Si, B, F Pb, Cd, Tl, Hg, Pt, Au, Ag, Bi, As, Br, Al, Ti, Ba

14 COMPOSICIÓN DE AIRE SECO N % O % Ar 0.93% CO % Otros 0.004% gas ug/m Ne 18 He 5.2 CH Kr 1.0 N 2 O0.5 H Xe 0.08 O 3 varía El contenido de agua en la tropósfera es muy variable - desde 0.02% (zonas áridas) - hasta 6% (zonas cálidas y húmedas) * incrementa la capacidad calorífica del aire * absorve luz en el infrarojo (gas de efecto invernadero)

15 Química Analítica, Una Ciencia Central - Estudio de la interacción entre Hombre - M. Amb. - Industria.. HOMBRE Bio-Analítica MEDIO AMBIENTE Analítica Ambiental Q.A. Analítica Industrial INDUSTRIA

16 Balance y Distribución de Mercurio en Suiza Aerosol 1 Atmósfera Litósfera (Suelo) 1 3 Emisión antrópica Productos Hg 1 Hidrósfera (agua y sedimento) 21 Importación 1 Paises vecinos

17 Producción Mundial de Plomo Producción mundial de Pb (ton/año) Inicio de copelación Inicio del uso monedas Caída del Imperio romano Explotación de plata en América Inicio minería de plata en Alemania Revolución industrial Años del calendario cristiano

18 POR UN MUNDO SIN PLOMO EL SOLDADITO DE PLOMO: Ciclo del plomo TETRAETILPLOMO Pb(CH 3 ) 4 : Prohibido 2001 BATERIA DE PLOMO: Hasta cuándo?

19 INICIATIVAS PARA CONTROL DE CONTAMINANTES

20 Ciclo simplificado de mercurio y sus especies orgánicas en ambiente marino Entrada desde atmósfera Hg 0 CH 4, C 2 H 6 hv Hg(CH 3 ) 2 Agua de mar Cadena Trófica Hg 2+ -SHgCH 3 (peces) + HgCH 3 + H 2 S Sedimento marino Hg 0 Hg(II) + HgCH 3 Hg(CH 3 ) 2 Actividad biológica H 2 S HgS