Tener Regularizada: Química Inorgánica - Física II - Termodinámica

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1 Carrera: Ingeniería Química Res Nº 271/16 Asignatura: Química Analítica Plan de Estudio: 1995 (Adecuado). NIVEL DE IMPLEMENTACIÓN: 3er Nivel DEPARTAMENTO Ingeniería Química ÁREA: Básica de la Especialidad CARGA HORARIA: 8 hs cátedra/semana RÉGIMEN DE CURSADO: cuatrimestral 1er cuatrimestre RÉGIMEN DE CORRELATIVIDADES PARA CURSAR: Tener Aprobadas: Análisis Matemático I - Química General - Física I Tener Regularizada: Química Inorgánica - Física II - Termodinámica 1. OBJETIVOS Lograr que el alumno: Conozca los fundamentos y la utilidad de los distintos métodos analíticos, sus alcances y limitaciones. Inicie su adiestramiento en las distintas técnicas analíticas, tanto clásicas como instrumentales. Desarrolle criterios para la selección de una técnica analítica en función de exactitud, precisión, selectividad, costos, naturaleza de la muestra. Informe e intérprete los datos analíticos sobre la base de criterios actuales de calidad. Comprenda la importancia de la química analítica como herramienta básica del ingeniero químico. 2. PROGRAMA ANALÍTICO a) Por ejes temáticos Unidad Temática 1: Introducción a la Química Analítica Contenidos conceptuales: Qué es la Química Analítica. Objetivos. Evolución y tendencia actual. Clasificación de los métodos cuantitativos de análisis. Etapas del análisis cuantitativo típico. Nociones de sensibilidad y selectividad. Contenidos procedimentales: Que el alumno conozca, a través de su aplicación práctica, las herramientas básicas que permiten distinguir cuando una reacción es más sensible que otra y la influencia de 1

2 interferencias en el análisis. Laboratorio: Sensibilidad y selectividad de las reacciones químicas. Serie de problemas: Análisis cualitativo. Contenidos actitudinales: Que el alumno valore cada una de las etapas de un análisis cuantitativo. Internalice la idea de que todas ellas son importantes para la obtención de un resultado de calidad. Cargahoraria: 8 horas. Unidad Temática 2: Errores y Evaluación de los Datos Analíticos Contenidos conceptuales: Expresión de los resultados de un análisis: Media, mediana, precisión y exactitud. Errores aleatorios y errores sistemáticos. Cifras significativas.tratamiento estadístico del error aleatorio. Errores sistemáticos: detección y atenuación. Análisis estadístico de los datos analíticos. Pruebas de significación. Nociones de gráficos de control. Concepto de calidad analítica. Contenidos procedimentales: Que el alumno adquiera habilidad en el cálculo de los parámetros estadísticos que expresan la exactitud y la precisión de una serie de datos analíticos, así como en la aplicación de los test de significación y gráficos de control. Serie de problemas: Errores y evaluación de datos. Contenidos actitudinales: que el alumno tome conciencia de la necesidad de expresar mediante parámetros estadísticos los resultados de un análisis y su incertidumbre. Cargo horaria: 9 horas. Unidad Temática 3: Química de las Soluciones Acuosas. Contenidos conceptuales: Electrolitos fuertes y débiles. Actividad. Factor de actividad. Teoría de DebyeHuckel. Equilibrios ácido- base en medio acuoso. Influencia del solvente en la fuerza de ácidos y bases. Constante del producto iónico del agua y constantes de solubilidad. Efecto del ión común y efecto salino. Equilibrio de formación de complejos. Equilibrios redox. Soluciones reguladoras: capacidad amortiguadora, cálculo del ph. Contenidos procedimentales. Que el alumno adquiera habilidad en el planteo de los distintos equilibrios en solución, en el cálculo de las constantes y del ph de soluciones amortiguadoras. Series de problemas: Soluciones y Equilibrio químico Contenidos Actitudinales: Que el alumno sea capaz de plantear en cada situación particular, cuáles son las distintas especies presentes en una solución y cómo interactúan. Laboratorio: Análisis Cualitativo. Carga horaria: 13 horas. Unidad Temática 4: Análisis Volumétrico Contenidos conceptuales: Requisitos. Clasificación. Soluciones patrón. Estandarización. Punto de equivalencia y punto final. Indicadores. Construcción de la curva de titulación. Selección del indicador. Titulaciones de neutralización, de precipitación, complexométricas y redox. 2

3 Contenidos procedimentales: Que el alumno adquiera habilidad en el cálculo del volumen de titulante que consumiría un analito dado, y en la magnitud del error de una titulación. Serie de problemas: Volumetría Que el alumno adquiera destreza en el manejo de la bureta, en la preparación de soluciones valoradas y en la observación de los cambios que ocurren en el punto final de una titulación. Laboratorio: Desarrollo bajo la modalidad de Aula Taller de Volumetrías redox, complexométricas ácido base o de precipitación que resuelvan situaciones problemáticas concretas. Contenidos actitudinales: que el alumno incorpore a la titulación como herramienta básica del análisis cuantitativo, factible de automatizar y aplicar al control on-line. Carga horaria: 16 horas. Unidad Temática 5: Métodos Gravimétricos de Análisis. Contenidos conceptuales: Requisitos fundamentales. Características físicas de los precipitados. Factores que determinan el tamaño de partícula. Precipitados cristalinos y coloidales. Proceso de formación de un precipitado. Precipitación en solución homogénea. Pureza. Factor gravimétrico. Contenidos procedimentales: Que el alumno se ejercite en el planteo de factores gravimétricos y cálculos inherentes. Serie de problemas: Gravimetría. Contenidos actitudinales: Que el alumno reconozca las condiciones óptimas para la obtención de un precipitado cristalino que pueda ser pesado en un análisis gravimétrico. Que conozca las ventajas y limitaciones de éste método analítico. Carga horaria: 4 horas. Unidad Temática 6: Introducción a los Métodos Espectroscópicos de Análisis Contenidos conceptuales: Propiedades de la radiación electromagnética. Interacción de la radiación con la materia: Diagrama de Jablonsky: origen de los métodos de análisis espectroscópicos. Teoría de la espectroscopia de absorción molecular. Ley de Beer. Alcances y limitaciones. Aplicaciones. Fotómetros y espectrofotómetros. Contenidos procedimentales: Que alumno adquiera habilidad en la resolución de situaciones problemáticas aplicando la ley de Beer, así como estrategias para el análisis espectrofotométrico. Serie de problemas: Métodos Espectroscópicos. Que el alumno se familiarice con el uso de fotocolorímetros y espectrofotómetros, con la selección de la longitud de onda de trabajo y la construcción de curvas de calibración para el análisis cuantitativo. Laboratorio: Absorciometría. Contenidos actitudinales: Que el alumno reconozca en qué situaciones puede hacer uso del análisis por espectrometría de absorción molecular. Ventajas y limitaciones frente a los métodos analíticos clásicos. Carga horaria: 12 horas. 3

4 Unidad Temática 7: Espectroscopia Atómica Contenidos conceptuales: Absorción atómica en flama. Fuentes de líneas. Instrumentos. Interferencias. Análisis cuantitativo. Absorción atómica sin flama. Espectroscopia de emisión atómica. Instrumentos. Fotometría de llama. Interferencias. Aplicaciones. Nociones de Emisión atómica con fuentes de plasma, arco y chispa. Contenidos procedimentales: Que el alumno se entrene en la resolución de situaciones problemáticas haciendo uso del método del agregado de patrón. Serie de problemas: Métodos Espectroscópicos. Contenidos actitudinales: Que el alumno valore las ventajas del método para el análisis de trazas de elementos metálicos en diferentes matrices. Carga horaria: 10 horas. Unidad Temática 8: Introducción a los Métodos Electroanalíticos. Potenciometría. Contenidos conceptuales: Métodos Farádicos y no Farádicos. Métodos potenciométricos. Instrumentos utilizados. Electrodos de referencia. Electrodos indicadores. Potenciometría directa. Potencial de junta. Electrodos específicos. Electrodos de membrana. Electrodo de vidrio para la medición de ph. Sondas para gases. Titulaciones potenciométricas. Contenidos procedimentales: Que el alumno adquiera habilidad en el manejo del peachímetro y conciencia de los cuidados en el manejo de electrodos de membrana. Serie de problemas: Potenciometría. Laboratorio: Potenciometría. Contenidos actitudinales: Que el alumno valore la facilidad de automatización de los métodos electroquímicos para la construcción de sensores y el control on- line. Carga horaria: 10 horas. Unidad Temática 9: Métodos Conductimétricos de Análisis. Contenidos conceptuales: Conductancia específica y equivalente. Conductimetría directa. Titulaciones conductimétricas. Aplicaciones. Instrumentos. Contenidos procedimentales: Que el alumno adquiera destreza en el manejo del conductímetro. Laboratorio: Titulaciones conductimétricas. Contenidos actitudinales: Que el alumno distinga las situaciones en que puede aplicar determinaciones conductimétricas, a pesar de su inespecificidad, en el control on- line, como parámetro de pureza del agua, en el control de calderas y en la titulación de ácidos y bases débiles y otras reacciones incompletas. Carga horaria: 4 horas. Unidad Temática 10: Introducción a los Métodos Cromatográficos. Contenidos conceptuales: Clasificación de los Métodos Cromatográficos. Velocidades de migración de los solutos. Parámetros cuali y cuantitativos. Eficiencia de las columnas cromatográficas. Resolución. Cromatografía gaseosa. Cromatografía líquida: HPLC. Componentes básicos de los instrumentos. Métodos cuantitativos de análisis. Aplicaciones. 4

5 Cromatografía de intercambio iónico. Resinas de intercambio aniónico y catiónico. Coeficiente de selectividad relativa. Contenidos procedimentales: Que el alumno conozca el uso del cromatógrafo gaseoso y del HPLC y las técnicas de análisis cromatográfico. Laboratorio: Análisis cualitativo de muestras por CGL y por HPLC. Serie de problemas: Cromatografía, Contenidos actitudinales: Que el alumno capte la gran potencialidad de los métodos cromatográficos como herramienta de separación y análisis cuali y cuantitativo. Carga horaria: 12 horas. 3. BIBLIOGRAFÍA Básica: Skoog, D. A.; West, D. M.; Holler, J. F. Y Crouch, S. R. Fundamentos de Química Analítica. 8va. ed. Ed. Paraninfo Skoog, D. A.; Holler, J. F. y Nieman, T. A. Principios de Análisis Instrumental. Ed. Mc Graw Hill. 5 ed. Madrid, España Day, R.A. y Underwood, A. Química Analítica Cuantitativa. Ed. Prentice Hall Harris, D. C. Análisis Químico Cuantitativo 1 Ed. Ed Reverté Christian, G. D. Química Analítica. Ed. Mc. Graw Hill. Mexico Hamilton, Simpson, "Cálculos de Química Analítica". Ed. Mc. Graw- Hill.Mexico Rubinson, J. and K. Rubinson Análisis Instrumental. Ed. Prentice Hall Hispanoamericana. Madrid, España Rubinson, J. and K. Rubinson Química Analítica Contemporánea. Ed. Prentice Hall Skoog, D. A. y Leary J. J. Análisis Instrumental. 4 ed. Ed. Mc. Graw- Hill Willard, H.H., Merritt, L.L., Dean, J.A. y Settle, F. A. Métodos Instrumentales de Análisis. Grupo Editorial Iberoamericana. Mexico Complementaria: Burriel Martí, F.; Lucena Conde F.; Arribas Jimeno, S. y Hernandez Mendez, J. Química Analítica Cualitativa. 18 ed. Ed. Paraninfo Miller J. C. Y Miller J. N. Estadística y Quimiometría Para Química Analítica. Ed. Pearson Prentice Hall Lopez Cancio, J. A. Problemas Resueltos en Química Analítica. Colección Paso a Paso. Ed. Thomson Paraninfo Rouessac,F. Y Rouessac, A. Análisis Químico. Métodos y Técnicas Instrumentales Modernas. Quinta Edición. Ed. Mc. Graw- Hill