CURSO DE ANÁLISIS QUÍMICO

Transcripción

1 CURSO DE ANÁLISIS QUÍMICO

2 Información del curso Aula virtual Cartelera SUI través de los mensajes alguna información de último momento

3 CURSADA POR PROMOCIÓN SIN EXAMEN FINAL aprobar el 80% de los trabajos teórico-prácticos. Es obligación concurrir a las clases correspondientes al trabajo integrador dos exámenes parciales: con 7 puntos cada parcial o sacar como mínimo 6 puntos, en cuyo caso en el segundo parcial deberán sacar 8 puntos entregar el informe correspondiente al Trabajo Integrador

4 CURSADA POR PROMOCIÓN CON EXAMEN FINAL deben probar el 60% de los trabajos teórico prácticos. Es obligación concurrir a las clases correspondientes al trabajo integrador dos exámenes parciales: con 4 puntos cada parcial. Entregar el informe con los resultados del Trabajo integrador

5 IMPORTANTE Para que la nota sea pasada al SIU Guaraní es indispensable haber devuelto el material de laboratorio

6 CURSADA Parciales Primer parcial Recuperatorio flotante Segundo parcial Recuperatorio flotante Sólo podrán utilizar el flotante una sola vez

7 Algunas normas de seguridad en el laboratorio Se debe usar guardapolvo de mangas largas en el laboratorio. La ropa y el calzado deberá cubrir la mayor superficie del cuerpo posible. Por lo tanto, no llevar ropa corta, ni sandalias, ni ojotas. El pelo largo supone un riesgo que puede evitarse fácilmente recogiéndolo en una cola. Se recomienda utilizar guantes cuando corresponda No comer ni beber en el laboratorio, Lavarse las manos después de cada experimento y antes de salir del laboratorio. No fumar en el laboratorio. No inhalar, probar u oler productos químicos. El área de trabajo tiene que mantenerse siempre limpia y ordenada, sin libros, abrigos, bolsas, productos químicos vertidos, exceso de frascos de productos químicos, equipos innecesarios y cosas inútiles. Todos los productos químicos derramados tienen que ser limpiados inmediatamente

8 Química Analítica Disciplina que estudia el conjunto de principios, leyes y técnicas, tendientes a determinar la composición química de una muestra.

9 Análisis Químico Es el conjunto de técnicas que se ocupan de separar, identificar y determinar la composición elemental y molecular de una muestra

10 Pasos del análisis quimico Definir la información necesaria muestreo Seleccionar el método de análisis

11 Análisis Químico Clasificación Cualitativo: se ocupa del reconocimiento o identificación de los elementos o especies químicas presentes en la muestra, basándose en la observación de las propiedades físicas o químicas que permiten deducir la presencia de una especie determinada. Cuantitativo: establece la cantidad de una o más especies o analitos presentes en la muestra, basándose en la medición de una propiedad física o química que esté relacionada con la cantidad presente del analito.

12 Selección del método de análisis Nivel de exactitud Cantidad del analito presente en las muestras Interferencias

13 Muestreo Muestra bruta proceso por el cual se obtiene una fracción representativa de la muestra (población) debe ser representativa de la población a muestrear, tener la misma composición química y la misma distribución de tamaño de partícula. No debe ser mayor que lo estrictamente necesario por comodidad y economía. Muestra de laboratorio Se lleva a cabo mediante ciclos de operaciones de trituración, molienda, cribado, mezcla y división de la muestra. alícuota porción de la muestra sobre la que se efectúa el análisis

14 Clasificación de los métodos de análisis Grandes concentraciones de analito método Pequeñas cantidades de analito, trazas o impurezas volumétricos gravimétricos espectroscópicos eléctricos

15 Evaluación de los resultados Toda medida de una magnitud física está sujeta a un grado de incertidumbre. Para que el resultado de dicha medida tenga algún valor, es esencial poseer una idea acerca del grado de confianza de la medida.

16 Evaluación de los resultados Exactitud mide la concordancia entre el resultado y el valor verdadero. Se expresa en función del error Precisión: Describe la reproducibilidad de los resultados, es decir la concordancia entre dos o más medidas hechas exactamente de la misma manera. Se mide en función del desvió. En la práctica se hacen mediciones repetidas (replicados) de una misma cantidad, pues, la confianza con que se puede sostener un resultado aumenta si se aumenta la reproducibilidad.

17 Precisión mide la desviación respecto a la media x El valor medio = media aritmética = promedio (son sinónimos) n = i= 1 N x i

18 Precisión mide la desviación respecto a la mediana Mediana: de un grupo de resultados es aquel valor alrededor del cual se distribuyen simétricamente los otros. Muestra % de cloruro 1 24, , ,39 Valor medio 24,29 Mediana 24,28 x

19 Precisión: se mide respecto a la desviación estándar S = N i= 1 ( x i x) N 1 2 Válido para un número pequeño de datos

20 Precisión: se mide respecto a la Varianza (S 2 ) S 2 = N i= 1 ( x i N 1 x) 2

21 Exactitud se evalúa a través del error Error absoluto (E) E = x x i v x i es el valor observado o medido x v es el valor verdadero o aceptado.

22 Error relativo: Er E r = x i x v x v 100

23 Tipos de errores en datos experimentales Determinados: que pueden atribuirse a causas, se pueden identificar y corregir Instrumentales: son causados por imperfecciones de los aparatos de medida, inestabilidades de las fuentes de alimentación, etc. Por lo general se corrige con una nueva calibración. Método: se deben al comportamiento no ideal de los reactivos y de las reacciones involucradas en el análisis. Se corrigen generalmente con midiendo un blanco o muestra patrón Personales Craso: son personales o accidentales. Se corrigen descartando la medida

24 Efecto del error indeterminado sobre los resultados: Curva normal de error Existe la misma probabilidad, se obtengan resultados altos o bajos (observar que es muy diferente en los errores determinados). la presencia de errores indeterminados dan lugar con mayor frecuencia a desvíos pequeños más que desvíos grandes. Si representamos los desvíos obtenidos para un gran número de muestras se obtiene un gráfico que se llama curva normal. Este gráfico describe la distribución normal de los errores indeterminados en una medición. Los desvíos con respecto a la media se distribuyen simétricamente. Si no hay errores determinados, entonces la mediana y el valor medio coinciden con el verdadero.

25 Curva normal de error Los errores determinados desplazan ésta curva y la magnitud nos da una idea del valor del error determinado. La magnitud de los errores indeterminados se manifiesta en el ancho de la curva. Si no hay errores determinados, entonces la mediana y el valor medio coinciden con el verdadero.

26 Métodos volumétricos

27 INTRODUCCIÓN Se denominan métodos volumétricos a aquellos métodos en los que el análisis finaliza con la medición del volumen de una solución de un reactivo de concentración conocida, necesario para reaccionar cuantitativamente con la sustancia a determinar (analito)

28 Características de la reacción volumétrica R + X RX Selectiva Estequiométrica Rápida Cuantitativa ( se complete en un 99.9%) Punto final detectable Estos requisitos son comunes a cualquier volumetría! 29

29 Clasificación de las volumetrías 1. Volumetrías ácido-base 2. Volumetrías de precipitación 3. Volumetrías REDOX 4. Volumetrías de complejación Requisitos de la reacción volumétrica: 1. Constantes elevadas 2. Cinéticas favorables 3. Indicadores adecuados SIEMPRE SE REQUIEREN ESTÁNDARES o PATRONES 30

30 Requisitos necesarios para que una reacción pueda utilizarse como base de una valoración: rápida La reacción debe verificarse rápidamente (de manera que la valoración pueda realizarse en un tiempo razonable) única La reacción debe ser única, no deben existir reacciones secundarias entre el valorante y otros componentes presentes en la muestra distintos del analito. completa La reacción debe ser completa. Para lo cual se requiere una elevada constante de equilibrio de la reacción involucrada.

31 Algunos ejemplos HAc + NaOH NaAc + H 2 O Mg 2+ + Y 4- MgY 2- Fe 2+ + Ce 4+ Fe 3+ + Ce 3+ Ag + + Cl - AgCl (s) 32

32 Operación: se llama valoración La principal operación que se lleva a cabo durante el análisis de muestras por métodos volumétricos se denomina valoración. La misma consiste en agregar desde una bureta el volumen de valorante necesario para reaccionar totalmente con el analito. En este punto, el número de equivalentes de valorante agregados coincide con el número de equivalentes de analito que contiene la muestra, llamándose a este punto punto equivalente.

33 En el punto equivalente se cumple que: Los equivalentes agregados desde la bureta del agente valorante son iguales a los equivalentes presentes en la muestra

34 En el punto equivalente se cumple que los meq agregados desde bureta = los meq presentes en la muestra Volumen agente valorante V 1 N1 = V2 N2 Volumen de muestra n meq(1) ml(1) ml(1) = ml(2) n meq(2) ml(2) Normalidad del agente valorante Normalidad de la muestra

35 Métodos volumétricos En todo método volumétrico se mide el volumen de reactivo que se requiere para que reaccione cuantitativamente con el analito. Se añaden incrementos de la solución del reactivo hasta que la reacción sea completa. llamamos solución del reactivo = solución valorante Solución del analito = solución valorada

36 Además debemos contar con Solución valorante de concentración conocida Solución patrón primario o secundario Una técnica para medir el volumen de la solución valorante con la exactitud y precisión necesaria Una técnica para medir el peso de la muestra o el volumen con la precisión y exactitud deseada bureta Pipeta aforada Una técnica para medir en qué momento la reacción entre el valorante y el analito a finalizado, es decir se ha consumido todo el analito. Indicador del punto final

37 Patrón primario Ser de pureza conocida y cercana al 100% Su reacción con las sustancias a valorar debe ser definida y estequiométrica No debe presentar dificultades de manejo (higroscópica, adsorber dióxido de carbono del aire, etc). Alto peso equivalente (para disminuir los errores durante la pesada) Estable en forma pura y en solución Es deseable que sea una sustancia económica y común es decir de uso general en los laboratorios

38 Sustancia patrón primarios utilizados en volumetrías Sustancia que se desea valorar NaOH y otras bases HCl y otros ácidos Soluciones de Fe +2 Soluciones de Yodo Soluciones de EDTA Soluciones de permanganato de potasio Patrón primario ftalato ácido de potasio carbonato de sodio dicromato de potasio óxido arsenioso cloruro de calcio oxalato de sodio

39 Clasificación según la naturaleza de la reacción Neutralización o ácido base Por formación de complejo Por formación de un precipitado De óxido reducción

40 Clasificación según el agente valorante HCl NaOH AgNO 3 K 2 Cr 2 O 7 I 3 - KMnO 4 Acidimétricas Alcalimétricas Argentométricas Dicromatométricas Yodométricas Permanganimétricas

41 Clasificación según el método de detección del punto final Valoraciones visuales Valoraciones electrométricas Valoraciones fotométricas

42 Determinación del punto final en forma visual indicadores

43 Ejemplo de indicadores empleados en las distintas volumetrías Indicadores ácido base: Indicadores de precipitación: Indicadores metalocrómicos: Indicadores redox: fenolftaleína, rojo de metilo, verde de bromocresol cromato de potasio, alumbre férrico ácido calcón carboxílico, negro de eriocromo, murexida, calceina, calmagite. difenilamino sulfonato de bario, ferroína.

44 Clasificación según el método de operación método Directo cuando la solución valorada se agrega directamente a la solución a valorar hasta la detección del punto final V1 x N1 = V2 x N2 Retorno cuando se añade una cantidad medida de la solución valorante en exceso (2) a la cantidad requerida para reaccionar totalmente con el analito (1), procediendo a valorar el exceso con un segundo valorante (3) V1 x N1 = V2 x N2 V3 x N3