TITULO DE GRADO EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS

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1 TITULO DE GRADO EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS GUIA DE ASIGNATURA TÉCNICAS INSTRUMENTALES DE ANÁLISIS 1. Información general La asignatura Técnicas Instrumentales de Análisis Químico se halla integrada en el segundo semestre del primer curso, como parte del Módulo de Formación Básica, Materia Química, del Grado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Es de carácter obligatorio, con un total de 6 créditos ECTS. Prerrequisitos para la materia: Aquellos legalmente existentes para la incorporación a los estudios del Grado de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Profesor responsable: Dra. Isabel Sanz Escudé Profesor Datos de contacto Organización Tutorías Isabel Sanz isasanz@unizar.es Dpto. Química Analítica Fac. Veterinaria L,X,V horas 1

2 2. Objetivos El objetivo fundamental de la asignatura es que se conozcan los principios, instrumentación y sistemas de tratamiento de señales analíticas sobre los que se basan las técnicas instrumentales para el análisis de alimentos y que se adquieran los conocimientos necesarios para la resolución de problemas analíticos en Ciencia y Tecnología de los Alimentos mediante Técnicas Instrumentales de Análisis. Asimismo el alumno debe tener unos criterios de selección entre diferentes técnicas instrumentales. Además de contribuir al desarrollo de las competencias genéricas instrumentales del Módulo de Formación Básica, esta asignatura contribuye al desarrollo de las siguientes subcompetencias específicas de los módulos disciplinares de Química y Análisis de alimentos: Subcompetencias específicas SABER: - Conocer e interpretar las técnicas, métodos e instrumentos utilizados para el análisis químico de los alimentos. Subcompetencias específicas- SABER HACER - Analizar la composición centesimal de los alimentos, así como los componentes, tanto nutritivos como no nutritivos, de los mismos. Confeccionar tablas de composición de alimentos. - Analizar la presencia y concentración de componentes no deseables de los alimentos - Caracterizar la calidad de las materias primas y los productos elaborados. - Diseñar y validar metodologías analíticas según la legislación vigente y evaluar los resultados según los criterios establecidos por la legislación. 2

3 3. Contenidos BLOQUE I: Está formado por 5 temas: A. CONTENIDOS Tema 1. Introducción a las Técnicas Instrumentales de Análisis. Objetivos de la química analítica. Proceso analítico. Señales analíticas Calibración Recta de calibrado. Sensibilidad. Rango lineal de respuesta. Límite de detección. Ruido. Tema 2. Técnicas Espectrométricas Moleculares. Introducción a las técnicas ópticas de análisis.. Estructura de la materia. Energía de la radiación electromagnética. Interacciones. Clasificación. A. Espectrometría de absorción molecular en el UV-Visible. Parámetros e Información. Ley de Lambert-Beer Moléculas a determinar. Tipos de instrumentos. Aplicaciones. Aspectos cuantitativos. Desviaciones de la ley de Lambert-Beer. Metodología de trabajo. Otras aplicaciones: Cualitativas. Valoraciones fotométricas. B. Espectrometría de absorción molecular en el Infrarrojo. Parámetros de medida. Información. Espectro de IR. Instrumentación. Configuración de instrumentos. Aspectos cualitativos Aspectos cuantitativos. Aplicaciones C. Luminiscencia molecular. Luminiscencia molecular. Fotoluminiscencia: fluorescencia y fosforescencia El proceso fluorescente. Parámetros e información. Moléculas fluorescentes. Instrumentación. Aspectos cuantitativos: Relación entre intensidad y concentración. Elección de longitud de onda. Calibración. Interferencias. Aplicaciones. D. Técnicas ópticas no espectroscópicas Introducción. Refractometría e Interferometría Instrumentación. Aplicaciones Polarimetría Aplicaciones Tema 3. Técnicas Espectrométricas Atómicas. A. Espectrometría de absorción atómica con llama. Introducción. Parámetro de medida. Información. Instrumentación: Fuentes de radiación. Compartimento de muestras: Llama. Tipos de instrumentos. Aplicaciones. Aspectos cuantitativos. Relación absorbancia-concentración. Interferencias. Metodología de trabajo. Aplicaciones B. Espectrometría de emisión atómica con llama. Espectros de emisión Fotometría de llama. Instrumentación. Aplicaciones cuantitativas. Relación intensidad y concentración. Interferencias. Metodología analítica. Aplicaciones. Tema 4. Técnicas Cromatográficas Introducción a la cromatografía Clasificación. Cromatografía en columna. Señal analítica: el cromatograma. Parámetros:a. Tiempo muerto (tm) b. Tiempo de retención de un compuesto (tr) c. Factor de capacidad. d. Factor de selectividad. e. Anchura de pico cromatográfico. Eficiencia. f. Resolución Técnicas de optimización El problema general de la elución. El cromatógrafo. Información. Cualitativa Cuantitativa. a. Calibración. -Patrón interno. A. Cromatografía de gases Principios de CG. El cromatógrafo Columnas Gas portador Inyector. Modos de inyección. Horno Detector. Técnicas acopladas. Aplicaciones Metodología B. Cromatografía líquida de alta resolución.principios El cromatógrafo Recipientes Bombas Sistemas de inyección de muestra Columnas cromatográficas. Detectores Modos de separación. Aplicaciones. Fase inversa Tema 5. Potenciometría Introducción a las técnicas electroanalíticas. Clasificación. Potenciometría. Instrumentación. Electrodos de referencia. Electrodos de trabajo Aplicaciones. Valoraciones potenciométricas B. ACTIVIDADES ENSEÑANZA APRENDIZAJE - Actividad tipo 1. Clases magistrales (T): 40 horas; 5 horas a la semana. En ellas se explicarán los conceptos teóricos a la vez que se irán planteando cuestiones y problemas que ayuden a su comprensión. - Actividad tipo 6. Trabajo práctico (Tp): 10 horas de trabajo práctico individual que consistirán en: - búsqueda de información - leer e interpretar métodos de análisis, manuales de instrumentos tanto en español como inglés 3

4 - resolución de casos sencillos - respuesta a cuestiones a través del ADD. C. COMPETENCIAS: A continuación se detalla que competencia se adquiere con cada actividad desarrollada Competencias genéricas instrumentales: - Capacidad de razonamiento crítico (análisis, síntesis y evaluación): problemas y trabajos prácticos - Capacidad de aplicación de los conocimientos teóricos al análisis de situaciones, resolución de problemas y toma de decisiones en contextos: Trabajos prácticos - Capacidad de comunicación correcta y eficaz, oral y escrita en castellano y la capacidad de comunicarse y leer en inglés: Trabajos prácticos - Dominio de aplicaciones informáticas relativas al ámbito de estudio, así como la utilización de internet como medio de comunicación y fuente de información. Trabajos prácticos - Capacidad de organización y planificación autónoma del trabajo y de gestión de la información. Trabajos prácticos Además contribuye al desarrollo de las siguientes subcompetencias específicas de los módulos disciplinares de Química y Análisis de alimentos: Subcompetencias específicas SABER: - Conocer e interpretar las técnicas, métodos e instrumentos utilizados para el análisis químico de los alimentos. Programa teórico y trabajos prácticos Subcompetencias específicas- SABER HACER - Analizar la composición centesimal de los alimentos, así como los componentes, tanto nutritivos como no nutritivos, de los mismos. Confeccionar tablas de composición de alimentos. Programa teórico - Analizar la presencia y concentración de componentes no deseables de los alimentos. Programa teórico - Caracterizar la calidad de las materias primas y los productos elaborados. Programa teórico - Diseñar y validar metodologías analíticas según la legislación vigente y evaluar los resultados según los criterios establecidos por la legislación. Programa teórico D. EVALUACIÓN Es importante que el alumno sepa leer, interpretar y aplicar los métodos de análisis de alimentos que usen técnicas instrumentales de análisis químico por lo que en la evaluación de este bloque se tendrá en cuenta la asimilación de conceptos de forma aplicada - Prueba escrita: 50%: 5 preguntas cortas de teoría y teoría aplicada y un problema numérico - Trabajos prácticos: 10%. Se evalúan a través del ADD. BLOQUE II: A. CONTENIDOS Está formado por 5 prácticas de laboratorio: Práctica 1 Espectrometría de absorción molecular UV-Visible. Determinación de fosfatos en una bebida de cola. Elección de condiciones. 4

5 Práctica 2 Espectrometría de absorción atómica. Determinación de cobre en vino. Elección de condiciones y estudio de parámetros. Recta de calibrado y adición estándar. Practica 3 Cromatografía líquida de alta resolución. Determinación cualitativa de aditivos en bebidas de cola. Estudio de parámetros. Práctica 4 Cromatografía de Gases. Determinación de pesticidas en manzanas. Estudio de parámetros. Práctica 5 Potenciometría. Determinación de fluoruro en agua mineral. Estudio de parámetros. B. ACTIVIDADES ENSEÑANZA APRENDIZAJE Los alumnos se dividen en 4 Grupos de Prácticas (GP). A su vez cada GP se dividirá en 5 Equipos (Eq). -Trabajo tutelado (Tt): 3,5 horas de preparación y 1,5 hora de exposición Previamente a la realización de las prácticas cada Equipo realiza un trabajo tutelado que consiste en la preparación de una de las 5 prácticas. En una sesión cada Equipo explicará a los demás como se debe realizar la práctica que ha preparado. -Realización de las prácticas en el laboratorio (P): 15 horas Son 5 prácticas de laboratorio que están montadas simultáneamente y que se realizan en 5 sesiones de 3 horas. El grupo de prácticas se divide en 5 equipos. Los equipos van rotando por las prácticas de forma que al final de las 5 sesiones todos los equipos han realizado todas las prácticas. El alumno dispone de un guión para la realización de las prácticas que tiene cuestiones y conclusiones a sacar. Al final de cada práctica se entregará una hoja de resultados por equipo. Al final de todas las sesiones se realizará individualmente una prueba escrita de cuestiones cortas y cálculos de las prácticas. Se entregará también el guión relleno. C. COMPETENCIAS: A continuación se detalla que competencia se adquiere con cada actividad desarrollada Competencias genéricas instrumentales: - Capacidad de razonamiento crítico: Trabajo tutelado y prácticas - Capacidad de aplicación de los conocimientos teóricos al análisis de situaciones, resolución de problemas y toma de decisiones en contextos reales. Prácticas - Capacidad de comunicación correcta y eficaz, oral y escrita en castellano. Trabajo tutelado - Dominio de aplicaciones informáticas relativas al ámbito de estudio, así como la utilización de internet como medio de comunicación y fuente de información. Prácticas - Capacidad de organización y planificación autónoma del trabajo y de gestión de la información. Trabajo tutelado y prácticas Además contribuye al desarrollo de las siguientes subcompetencias específicas de los módulos disciplinares de Química y Análisis de alimentos: Subcompetencias específicas SABER: - Conocer e interpretar las técnicas, métodos e instrumentos utilizados para el análisis químico de los alimentos. Trabajo tutelado y prácticas - Subcompetencias específicas- SABER HACER 5

6 - Analizar la composición centesimal de los alimentos, así como los componentes, tanto nutritivos como no nutritivos, de los mismos. Confeccionar tablas de composición de alimentos. Prácticas - Analizar la presencia y concentración de componentes no deseables de los alimentos. Prácticas - Caracterizar la calidad de las materias primas y los productos elaborados. Prácticas - Diseñar y validar metodologías analíticas según la legislación vigente y evaluar los resultados según los criterios establecidos por la legislación. Prácticas D. EVALUACIÓN 10% Trabajo Tutelado 5% Resultados cada práctica: al finalizar cada práctica 5% Prueba escrita de cuestiones cortas al finalizar las prácticas 20% Guión de prácticas 6

7 4. Evaluación La evaluación final es la suma de la nota obtenida en el BLOQUE I y en el BLOQUE II, siendo necesario haber aprobado el BLOQUE I. Sistema de calificaciones: 0-4,9: Suspenso (SS). 5,0-6,9: Aprobado (AP). 7,0-8,9: Notable (NT). 9,0-10: Sobresaliente (SB). El sistema de calificaciones se expresará mediante calificación numérica de acuerdo con lo establecido en el art. 5 del Real Decreto 1125/2003 de 5 de septiembre (BOE 18 de septiembre), por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y validez en todo el territorio nacional. Indicadores Se analizarán como indicadores en el proceso de evaluación: - Tasa de rendimiento: relación porcentual entre el número total de créditos superados por los alumnos y el número total de créditos matriculados. El objetivo es superar el 70 %. - Tasa de éxito: relación porcentual entre el número total de créditos superados por los alumnos y el número total de créditos presentados a examen. El objetivo es superar el 80 %. 7

8 5. Actividades (ver documento Programación primer curso Grado CTA). Material Todo el material de la asignatura se encuentra disponible en Bibliografía recomendada Fundamentos de Química Analítica, D.A. Skoog, D. M. West y F.J. Holler, Editorial Reverté, Barcelona, 1996, Tomos I y II. Análisis Instrumental, D.A. Skoog y J.L. Lery, McGraw Hill, New York, USA, 1994, 4ª Edición. Análisis Químico Cuantitativo, D.C. Harris, Editorial Reverté S.A., 2001 Análisis Instrumental, K. Rubinson, J. Rubinson, Prentice may,