Nombre de la Asignatura Química Analítica ( ) INFORMACIÓN GENERAL Escuela. Departamento Unidad de Estudios Básicos

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1 Código UNIVERSIDAD DE ORIENTE INFORMACIÓN GENERAL Escuela Departamento Unidad de Estudios Básicos Ciencias Pre-requisitos QUIMICA I Créditos 4 Semestre 2 Área Química Tipo Obligatoria Horas Semanales 06 Total Horas Semestre 108 Vigencia Semestre (enero 2014) Horas Teóricas 03 Horas Prácticas 03 Elaborado por Próspero Alessi SÍNTESIS de CONOCIMIENTOS PREVIOS Fórmula química y nomenclatura IUPAC. Disoluciones acuosas, diluciones, unidades físicas y químicas de concentración. Reacciones químicas. Simbología, completación y balanceo de reacciones químicas. Relaciones estequiométricas. Determinación del reactivo limitante. Porcentaje de pureza. Cálculo de la cantidad de productos en una reacción. Rendimiento de una reacción. Neutralización ácido-base. INTRODUCCIÓN La química analítica se refiere a las técnicas metodológicas fundamentales y de cálculo relacionadas con la determinación cualitativa y cuantitativa de los componentes que constituyen a los materiales. Abarca principalmente las técnicas básicas de análisis, como la gravimetría y la volumetría en sus distintas variantes, y el tratamiento estadístico de los resultados analíticos. JUSTIFICACIÓN El análisis químico cuantitativo y cualitativo es utilizado comúnmente en el seguimiento y control de procesos químicos industriales aplicados en diversas áreas, como la petrolera, la fabricación de alimentos, medicamentos y otros. También se emplean en el control de calidad para materia prima y productos terminados. Página 1 de 7

2 INFORMACIÓN GENERAL (cont.) OBJETIVO GENERAL El objetivo de la Química Analítica es adiestrar sobre los fundamentos y metodologías de las técnicas básicas de análisis químico cuantitativo, como la gravimetría y la volumetría, y el tratamiento estadístico de los resultados analíticos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Definir los conceptos básicos relacionados con la metodología del análisis químico cuantitativo. Dilucidar la importancia y utilidad de la química analítica dentro del área de trabajo que contempla la ingeniería química. Aplicar los procedimientos estadísticos básicos para el tratamiento de resultados analíticos y la determinación del error experimental asociado a estos resultados. Explicar cualitativamente el equilibrio químico en medio gaseoso y acuoso, y los factores que influyen sobre el mismo. Analizar los fundamentos y metodologías de las distintas técnicas gravimétricas de análisis químico cuantitativo, como la gravimetría por precipitación, gravimetría por volatilización, electrogravimetría y gravimetría de partículas. Analizar los fundamentos y metodologías de las distintas técnicas volumétricas de análisis químico cuantitativo, como la volumetría ácido-base, volumetría de formación de precipitado, complejometría y volumetría Redox. Página 2 de 7

3 UNIDAD 1 LA QUÍMICA ANALÍTICA Y SU METODOLOGÍA Distinguir las aplicaciones de la química analítica en el campo de la ingeniería química, industrial y científica. Clasificar los diferentes métodos analíticos de acuerdo a su fundamento. Establecer las etapas de la metodología aplicada en el análisis químico. Identificar los factores que influyen en la incertidumbre asociada a los resultados analíticos. Determinar el error experimental asociado a una medición analítica. Identificar los instrumentos utilizados en el análisis químico cuantitativo. Describir las operaciones unitarias utilizadas durante un procedimiento analítico. Capítulo 1. Introducción al Análisis Químico Cuantitativo. Definición de Química Analítica. Alcance y aplicación de la Química Analítica. Clasificación de la Química Analítica. Elementos constituyentes de la Química Analítica Cuantitativa. Capítulo 2. Metodología del Análisis Químico Cuantitativo. Clasificación de los Métodos Analíticos. Etapas Metodológicas del Análisis Químico Cuantitativo. Capítulo 3. Parámetros de Calidad del Análisis Químico Cuantitativo. Parámetros de calidad estadísticos. Parámetros de calidad técnicos/operativos. Trazabilidad de los resultados analíticos. Error experimental. Clasificación y características del error experimental. Determinación del error experimental. Intervalo de confianza. Criterio de rechazo para valores atípicos. Propagación del error experimental. Capítulo 4. Procedimientos e Instrumentación para el Análisis Químico Cuantitativo. Instrumentos utilizados en el análisis cuantitativo. Características de los instrumentos gravimétricos. Características y clasificación de los instrumentos volumétricos. Procedimiento de elaboración de Soluciones acuosas. Operaciones Unitarias. Filtración. Calcinación. Evaporación. Página 3 de 7

4 UNIDAD 2 INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO Clasificar los procedimientos gravimétricos de análisis según su fundamento técnico. Establecer las etapas de un análisis gravimétrico por precipitación. Clasificar a los precipitados y a los agentes precipitantes de acuerdo a sus características. Establecer las etapas de la formación de un precipitado. Explicar la influencia de la Sobresaturación Relativa (SSR) en el proceso de formación de precipitados. Identificar los contaminantes potenciales en la gravimetría por precipitación y sus medidas de prevención. Resolver planteamientos prácticos relacionados con la gravimetría por precipitación. Representar los elementos de la Termogravimetría aplicados a procesos de calcinación de minerales. Resolver planteamientos prácticos relacionados con la Termogravimetría. Capítulo 5. Elementos de la Gravimetría. Descripción: Definición de Gravimetría. Fundamentos del Análisis Gravimétrico. Clasificación del análisis gravimétrico. Capítulo 6. Gravimetría por Precipitación. Descripción: Fundamento y Descripción de la Gravimetría por Precipitación. Clasificación de los Agentes Precipitantes. Clasificación y Características de un precipitado. Sobresaturación Relativa. Etapas de Formación de un Precipitado. Factor Gravimétrico. Tipos de impurezas coprecipitadas y medidas para prevenir su formación. Problemas. Capítulo 7. Gravimetría por Volatilización. Descripción: Fundamento y Descripción de la Gravimetría por Volatilización. Termogravimetría. Análisis y aplicación de Termogramas. Problemas. Página 4 de 7

5 UNIDAD 3 EL EQUILIBRIO QUÍMICO EN LA QUÍMICA ANALÍTICA Establecer los factores que influyen en el Equilibrio Químico. Representar la constante de equilibrio termodinámica en base a la ley de acción de masas. Aplicar el principio de Le Chatelier en la perturbación del estado de equilibrio. Describir los diferentes tipos de equilibrio químico en el estado acuoso. Establecer los diferentes tipos de equilibrios químicos en estado acuoso (acido-base, formación de precipitado, formación de complejo y de oxidación-reducción) Aplicar el efecto de ión común y el efecto salino en estado acuoso. Determinar la constante aparente de equilibrio. Capítulo 8. Equilibrio Químico. Descripción: Definición de Equilibrio Químico. Características del Equilibrio Químico. Tipos de equilibrio Químico. Ley de acción de Masas. Propiedades de la Constante termodinámica de Equilibrio. Principio de L Chatelier. Capítulo 9. Equilibrio Químico en Estado Acuoso. Descripción: Teoría electrolítica. Clasificación de los electrolitos. Equilibrio iónico. Definiciones de Acido y Base. Clasificación de los equilibrios en estado acuoso. Efecto del ión común. Efecto Salino. Fuerza iónica. Constante Aparente de Equilibrio Químico. Capítulo 10. Equilibrio Ácido-Base. Descripción: Pares Conjugados. Equilibrio de autoionización del agua. Equilibrio de ionización ácida y básica. ph y poh. Reacción de neutralización. Solución amortiguadora. Hidrólisis. Capítulo 11. Equilibrio de Formación de Complejos. Descripción: Reacciones de intercambio de ligantes o de núcleo metálico. Equilibrios de formación y de disociación de complejos. Formación de complejos sucesivos. Constantes parciales y globales. Agentes quelantes. EDTA. Capítulo 12. Equilibrio de Oxido-Reducción. Descripción: Oxidación. Reducción. Agente oxidante. Agente reductor. Balanceo de reacciones de oxido-reducción. Método del cambio del número de valencia. Método del iónelectrón. Constante de equilibrio redox. Capítulo 13. Equilibrio de Solubilidad. Descripción: Definición de solubilidad. Producto iónico. Producto de solubilidad. Constante del Producto de Solubilidad (Kps). Relación entre solubilidad y Kps. Efecto Salino, efecto de ion común y ph sobre los equilibrios de solubilidad. Predicción de formación de precipitados. Precipitación selectiva. Página 5 de 7

6 UNIDAD 4 VOLUMETRÍA ACIDO-BASE Reconocer los diferentes elementos que constituyen la volumetría acido-base. Representar la curva de valoración para especies fuertes y débiles, monopróticas y polipróticas. Interpretar la curva de valoración para cada caso. Capítulo 14. Aspectos Teóricos de la Valoración Acido-Base. Descripción: Agente valorante. Estandarización del Agente valorante. Patrones primarios y secundarios. Indicadores. Punto de Equivalencia. Punto final. Error de valoración. Capítulo 15. Curva de Valoración Acido-Base. Descripción: Curva de Valoración para ácidos y bases fuertes. Curva de Valoración para ácidos y bases débiles. Curva de Valoración para ácidos y bases polipróticos. Primera y segunda derivada de la curva de valoración. UNIDAD 5 VOLUMETRÍA DE PRECIPITACIÓN Reconocer los diferentes elementos que constituyen la volumetría de precipitación. Aplicar las diferentes técnicas de valoración por precipitación (Métodos de Volhard; Fajans y Mohr) Construir la curva de valoración para un ión. Capítulo 16. Aspectos Teóricos de la Valoración por Precipitación. Descripción: Agente Precipitante. Estandarización del Agente Precipitante. Patrones primarios y secundarios. Indicadores. Método de Mohr. Método de Fajans. Método de Volhard. Capítulo 17. Curva de Valoración para Precipitación de Iones. Descripción: Elementos de la Curva de Valoración. Construcción de la Curva de valoración para un ión. Página 6 de 7

7 UNIDAD 6 VOLUMETRÍA DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS(COMPLEXOMETRÍA) Reconocer los diferentes elementos que constituyen la complexometría. Representar la curva de valoración para un ión utilizando EDTA como agente quelante. Capítulo 18. Aspectos Teóricos de la Valoración Complejométrica. Descripción: Agentes Acomplejantes Inorgánicos y Orgánicos. Agentes Quelantes. EDTA. Complejos de EDTA con iones metálicos. Equilibrios con EDTA. Indicadores. Efecto del ph. Capítulo 19. Curva de Valoración complejométrica. Descripción: Elementos de una Curva de Valoración complejométrica. Punto de equivalencia. Punto final. Curvas de valoración con EDTA. UNIDAD 7 VOLUMETRÍA DE OXIDO-REDUCCIÓN Describir los elementos constituyentes de una celda electroquímica. Aplicar la ecuación de Nernst para representar el estado de equilibrio redox. Reconocer los diferentes elementos que constituyen la volumetría de oxidoreducción. Representar la curva de valoración para una valoración redox. Capítulo 20. Electroquímica. Descripción: Celda Electroquímica. Potencial de celda. Leyes de Faraday. Constante de Equilibrio Redox. Ecuación de Nernst. Capítulo 21. Curvas de valoraciones Redox. Descripción: Descripción y construcción de una curva de valoración redox. Punto de equivalencia. Punto final. Capítulo 22. Aplicación de las valoraciones de Oxido-reducción. Descripción: Indicadores para valoración redox. Agentes oxidantes y reductores auxiliares. Agentes oxidantes y reductores patrón. BIBLIOGRAFÍA Harvey D. Química Analítica Moderna. Skoog D. A.,West D. M., Holler F. J., Crouch S. R. Fundamentos de Química Analítica. Day R. A., Underwood A. L. Química Analítica Cuantitativa. Brumblay R. U. Análisis Cuantitativo. Harris D. C. Análisis Químico Cuantitativo. Página 7 de 7