Consecuente: Análisis Instrumental Aplicado Créditos: 8 (3 h teoría, 2 h lab.) Modalidad: Semipresencial Horas Semana: 5 Horas curso: 80

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1 UNIVERSIDAD DE SONORA Unidad Regional Centro División de Ingeniería Departamento Ingeniería Química y Metalurgia LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA Asignatura: Análisis Químico Aplicado Clave: 902 Antecedente: Química General e Inorgánica Consecuente: Análisis Instrumental Aplicado Créditos: 8 (3 h teoría, 2 h lab.) Modalidad: Semipresencial Horas Semana: 5 Horas curso: 80 Modalidad enseñanza-aprendizaje: Curso/Laboratorio Departamento de Servicio: Ingeniería Química y Metalurgia Eje de formación: básica Competencias específicas a desarrollar: Competencia 1: Identifica, analiza y diagnostica el efecto o impacto de las variables de un proceso físico y/o químico. Competencia 2: Analiza y resuelve problemas relacionados con los cambios fisicoquímicos de materia y energía. Competencia : Capacidad para interpretar y evaluar datos derivados de observaciones y mediciones, relacionándolos con la teoría para explicar los fenómenos físicos y/o químicos. Competencia 8: Conocimiento de las fronteras de la investigación en la Ingeniería Química y sus aplicaciones. Conocimientos generales previos requeridos: Química Inorgánica Introducción: La asignatura Análisis Químico tiene la finalidad de apoyar a los estudiantes de Ingeniería Química para su formación en los principios fundamentales de la preparación de soluciones, comprender las técnicas de muestreo, manejo de datos analíticos, preparación y descomposición de muestras (orgánicas e inorgánicas), y aplicación de los métodos químicos cuantitativos (Gravimetría y Volumetría) para la determinación de componentes presentes en una muestra de naturaleza orgánica e inorgánica. En la unidad uno se presenta la definición del Análisis Químico y su importancia con el resto de las asignaturas del plan de estudios y formación del estudiante. En la unidad dos se presentan los cálculos de problemas estequiométricos utilizados en la preparación de soluciones de diferentes concentraciones (preparación de soluciones diluidas, saturadas y sobresaturadas, % p/p, % v/v, Normalidad, Molaridad, Molalidad, etc.). En la unidad tres se analizan los diferentes métodos de muestreo y preparación de muestras (orgánicas e inorgánicas) para el análisis químico (protocolo de muestreo, diferentes tipos de muestreo: aleatorio, sistemático, juicio, etc.); métodos de reducción de la muestra en tamaño de partícula y de volumen. En la unidad cuatro se analizan los métodos utilizados en el tratamiento de datos analíticos, con la finalidad que los resultados que se obtengan del análisis químico de las muestras sean confiables. En la unidad cinco se analizan los diferentes métodos de descomposición de muestras (orgánicas e inorgánicas) para el análisis químico. Se presentan los usos y cuidados en el manejo de sustancias ácidas y alcalinas utilizadas en la descomposición de muestras, así como los métodos clásicos de descomposición por Vía Húmeda y Vía Seca de muestras orgánicas e inorgánicas. En la unidad seis se describe el Análisis Químico Cuantitativo Gravimétrico y su aplicación. Se analizan los conceptos básicos de equilibrio químico, procesos de precipitación, Cálculos de análisis gravimétrico, entre otros. En la unidad siete se describe el Análisis Químico Cuantitativo Volumétrico y su aplicación. Se analizan los conceptos básicos de volumetría, reacciones y cálculos en volumetría. 1

2 Propósito: La materia proporciona los conocimientos básicos para cursar las asignaturas profesionalizantes, donde se involucran cálculos químicos para estimar la concentración de los componentes presentes en una sustancia de diferente naturaleza (orgánica e inorgánica). Objetivo General: Aplicar el Análisis Químico en la Licenciatura de Ingeniero Químico, comprendiendo las técnicas empleadas en el muestreo analítico y descomposición de muestras (orgánicas e inorgánicas), y aplicar los principios básicos de Química Analítica en la solución de problemas prácticos. Objetivos Específicos: 1. Comprender y aplicar los conceptos teóricos y prácticos que se utilizan en los cálculos estequiométricos utilizados en la preparación de soluciones de diferentes concentraciones. 2. Comprender y aplicar los fundamentos teóricos y los aspectos prácticos en que se basan las técnicas de muestreo y preparación de muestras (orgánicas e inorgánicas) para el análisis químico. 3. Aplicar los diferentes métodos de tratamiento de datos analíticos que respalden y/o aseguren la calidad de los resultados obtenidos en un proceso físico y/o químico.. Comprender y aplicar los fundamentos teóricos y los aspectos prácticos en que se basan las técnicas de descomposición de muestras (orgánicas e inorgánicas) para el análisis químico. 5. Comprender y aplicar los fundamentos teóricos y prácticos en el manejo de la información proporcionada en las técnicas cuantitativas de Gravimetría y Volumetría, utilizadas en el Análisis Químico. 6. Trabajar en equipo en forma responsable, empática, colaborativo, proactivo, y tolerante para la solución de problemas y análisis de situaciones o casos donde se involucren el análisis químico de muestras (orgánicas e Unidad de Competencia I. Introducción al Análisis Químico Unidades de Competencias Unidad de Competencia II. Soluciones II.1 Preparación de Soluciones II.1.1 Clasificación y características de las soluciones. II.1.2 Concentraciones en porcentajes, fracción, proporción. (Porcentajes de peso en peso (p/p), Partes por millón Ppm), Partes por Billón (Ppb), Porcentaje en volumen (% v/v), Porcentaje en peso en volumen (% p/v), Fracción Molar. II.1.3 Normalidad, Molalidad, Molaridad II.1. Resolución de problemas. Unidad de Competencia III. Muestreo y preparación de muestras (orgánicas e inorgánicas) para el Análisis Químico. Muestreo, muestra y muestra bruta. Técnicas de muestreo III.. Reducción de la muestra en tamaño y volumen (Trituración y molienda, y divisiones sucesivas). III.5 Preparación de muestras para el Análisis Químico. III.6 Almacenamiento y Secado de las Muestras Unidad de Competencia IV. Tratamiento de Datos Analíticos. IV IV.1 Introducción IV.5. Repetibilidad y Reproducibilidad de datos analíticos. IV.6 Cálculo de Incertidumbre en una medición analítica. Unidad de Competencia V. Métodos de Descomposición de Muestras (orgánicas e inorgánicas) para el Análisis Químico. V.1 Introducción. 2

3 V.2 Clasificación de los Métodos de Digestión. V.3 Métodos de Vía Húmeda y Método de Vía Seca. V. Método de Disolución Parcial con Substancias Extractoras. V.5 Prueba de Solubilidad. V.6 Descomposición de Muestras por el Método de Vía Húmeda. (Descomposición de Muestras con Ácidos y Bases Minerales). V.7 Descomposición de Muestras por el Método de Vía Seca (Descomposición de Muestras por Fusión y Calcinación). Unidad de Competencia VI. Análisis Químico Gravimétrico VI.1 Introducción. VI.2 Conceptos básicos de equilibrio químico VI.3 Operaciones generales en Gravimetría. VI. Técnicas de precipitación (Digestión, filtración, lavado, secado e ignición). VI.5 Cálculos en Análisis Gravimétrico. VI.6 Aplicación práctica del Análisis Gravimétrico. Unidad de Competencia VII. Análisis Químico Volumétrico VII.1 Introducción. VII.2 Operaciones generales en el Análisis Volumétrico. VII.3 Tipos de reacciones en Análisis Volumétrico. VII. Cálculos en Análisis Volumétrico. VII.5 Aplicación práctica del Análisis Volumétrico. Evaluación: criterios generales para la acreditación del curso: Asistencia a clases (teoría) 65%* Laboratorio: 30% Tareas 5% *Se aplican exámenes parciales, debiendo pasar 3 de y/o 2 de y que el promedio sea igual o mayor de 6 Bibliografía Skoog, D. A., F. J. Holler y T. A. Nieman. (2001). Principios de Análisis Instrumental. 5ta. Edición. Mcgraw Hill, México, D.F. Gómez-Álvarez, A. (1997). Manual de Métodos Analíticos para Rocas y Minerales. Depto. de Ingeniería Química y Metalurgia, Universidad de Sonora. Tipo (básica o complementaria) 3

4 Harvey, D. (2002). Química Analítica Moderna. Editorial GrawHill/Interamericana. México, D.F. Hillebrand, W., F., G.E.F. Lundell, H.A. Bright And J.I. Hoffman (1980). Applied Inorganic Analysis. with special reference to the Analysis of Metals, Minerals, and Rocks. John Wiley & Sons, Inc. New York. Rubinson F. J. y Rubinson, K. A. (2000). Química Analítica Contemporánea. Editorial PRENTICE HALL, México. Ayres, H.G. (1970). Análisis químico cuantitativo. 2da. Edición. Editorial Harla, S. A. de C. V. México, D.F. complementaria complementaria Fletcher, W. K. (1981). Analytical Methods in Geochemical Prospecting. In: G.J.S. Govett (Ed.) Handbook of Exploration Geochemistry, Volume 1. Elsevier Science Publishing Company Inc. New York, U.S.A. 255 P. Rubison F. J. y Rubinson, K. A. (2001). Análisis Instrumental. Editorial Pearson Educación, S.A., España. complementaria

5 Desarrollo de las competencias Resultados del aprendizaje Actividades educativas SEMANA 1 Volumen de trabajo del estudiante calculado en horas Evaluación Comprensión de la importancia del Análisis Químico en el desarrollo de procesos físicos y químicos Conocer la clasificación del Análisis Químico y su importancia en las asignaturas del plan de estudios. Exposición de contenidos y ejemplos por el maestro. el maestro 2 Proyecto 1, Ejemplos de aplicación del Análisis Químico en la licenciatura de Ingeniería Química. 2 Aplicar los Conocimientos de estequiometria en la preparación de soluciones químicas. Conocer las diferentes técnicas de muestreo de campo y laboratorio Conocer y aplicar los métodos de preparación de muestras orgánicas e inorgánicas. SEMANA 2 el maestro. Analizando y resolviendo problemas relacionados. SEMANA 3 grupal, analizando y relacionados al muestreo. SEMANA problemas relacionados. E SEMANA 5 Conocer los diferentes métodos utilizados en el Tratamiento de Datos Analíticos. problemas relacionados. Proyecto 2, Aplicación de la estequiometría en la preparación de soluciones concentradas y diluidas. Proyecto 3, Aplicación de las técnicas de muestreo de campo y de laboratorio para muestras (orgánicas e Proyecto, Aplicación de las técnicas de muestreo de campo y de laboratorio en la preparación de muestras de campo y de laboratorio. Proyecto 5, Aplicar los diferentes métodos en Tratamiento de Datos Analíticos, en los resultados del análisis químico de muestras (orgánicas e 5

6 Conocer y aplicar las diferentes técnicas de descomposición de muestras (orgánicas e Conocer y aplicar las técnicas de descomposición de muestras (orgánicas e inorgánicas) por Vía Húmeda y Vía Seca (Fusión y calcinación). Conocer los principios básicos del Análisis Químico Gravimétrico. Conocer las operaciones generales de Gravimetría: Técnicas de precipitación (Digestión, filtración, lavado, secado e ignición). Conocer las técnicas de Análisis Químico Gravimétrico, para el análisis de muestras (orgánicas e Conocer las diferentes formas de resolver problemas de Análisis Químico Gravimétrico. Conocer los principios básicos del Análisis Químico Volumétrico SEMANA 6 grupal, analizando y relacionados a la descomposición de muestras. grupal analizando y relacionados a la descomposición de muestras (Vía Húmeda y Vía Seca). SEMANA 7 grupal. SEMANA 8 problemas relacionados. SEMANA 9 el maestro. Discusión grupal y relacionados. SEMANA 10 grupal. SEMANA 11 grupal. Proyecto 6a, Aplicación de las técnicas de descomposición de muestras (orgánicas e Proyecto 6b, aplicación de las técnicas de descomposición (Vía Húmeda y Vía Seca) utilizando ácidos minerales y fundentes (sales Proyecto 7, Ejemplos de aplicación del Análisis Químico Gravimétrico en la licenciatura de Ingeniería Química. Proyecto 8, técnicas de precipitación utilizadas en el Análisis Químico Gravimétrico. Proyecto 9, técnicas utilizadas en el Análisis de muestras (orgánicas e Proyecto 10, Solución de problemas de Análisis Químico Gravimétrico. Proyecto 11, Ejemplos de aplicación del Análisis Químico Volumétrico en la licenciatura de Ingeniería Química. 6

7 Conocer las operaciones generales de Volumetría. Conocer los cálculos en Análisis Químico Volumétrico Conocer las Tipos de reacciones en Análisis Volumétrico. Conocer las técnicas de Análisis Químico Volumétrico, para el análisis de muestras (orgánicas e Conocer las técnicas de Análisis Químico Volumétrico, para el análisis de muestras (orgánicas e SEMANA 12 problemas relacionados. SEMANA 13 problemas relacionados. SEMANA 1 el maestro. Discusión grupal y relacionados. SEMANA 15 el maestro. SEMANA 16 los alumnos. Discusión grupal y relacionados. Proyecto 12, operaciones generales del Análisis Volumétrico utilizado en el análisis de muestras.. Proyecto 13. operaciones generales del Análisis Volumétrico utilizado en el análisis de muestras.. Proyecto 1, Aplicaciones de los tipos de reacciones químicas en Análisis Volumétrico. Proyecto 15, técnicas utilizadas en el Análisis de muestras. Proyecto 17, Aplicaciones prácticas de las técnicas utilizadas en el Análisis de muestras (orgánicas e PERFIL ACADÉMICO DESEABLE DEL RESPONSABLE DE IMPARTIR LA ASIGNATURA Profesionista en el área de la materia, de preferencia con estudios de posgrado y experiencia académica y laboral. 7