DATOS DE LA ASIGNATURA Denominación: QUÍMICA ANALÍTICA Código: 57205 Clase: Troncal Curso: 2º Carácter: Anual Cuatrimestre: 1 y 2 Créditos LRU: 9 Teóricos: 7 Prácticos: 2 Créditos ECTS: 8,33 Horas totales asignatura: 208 Descriptores: (BOE) Disoluciones iónicas. Reacciones ácido-base. Reacciones de formación de complejos. Reacciones de precipitación. Reacciones redox. Operaciones básicas del método analítico. Análisis cuantitativo gravimétrico y volumétrico. Departamento: QUÍMICA ANALÍTICA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS Área de conocimiento: QUÍMICA ANALÍTICA Responsable(s): Otros: PROFESORADO Nombre Ubicación Horario tutorías ANGEL RIOS CASTRO Ftad. CC.QQ. L, M, X LUISA FERNANDA GARCÍA UCLM 12-14 horas BERMEJO PABLO FERNÁNDEZ LÓPEZ 1. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA PLANIFICACIÓN DOCENTE 1) Introducir al alumno al Análisis Químico. 2) Desarrollar sistemáticamente los siguientes tópicos generales de la Química Analítica (teniendo en cuenta los contenidos de las asignaturas troncales y obligatorias que el alumno va a cursar en cursos posteriores): - Principios básicos de la Química Analítica. - Equilibrios iónicos: aspectos básicos y aplicaciones cualitativas y cuantitativas (volumetrías y gravimetrías) 3) Promover la resolución razonada de problemas numéricos y analíticos sobre las materias antes citadas. Pág. 1/7
2. COMPETENCIAS Y DESTREZAS TEÓRICO-PRÁCTICAS A ADQUIRIR POR EL ALUMNO Conocer los principios básicos de la ciencia analítica, tanto metrológicos como de índole práctica. Aplicar los principios químico-analíticos a la resolución de problemas informativos. Conocer los principales equilibrios iónicos y sus aplicaciones, fundamentalmente valoraciones y gravimetrías. Recomendaciones para los alumnos: Haber superado las asignaturas de primer curso: Fundamentos de Química y Enlace químico y estructura de la materia. 3. TEMARIO TEÓRICO-PRÁCTICO Bloque I: Introducción a la Química Analítica 1. Principios de la Química Analítica. La Química Analítica hoy. Información químico-analítica. Referencias químico-analíticas. Características esenciales de la Química Analítica. Jerarquización conceptual y técnica. Clasificaciones. 2. Propiedades analíticas. Introducción. Jerarquía metrológica química. Errores en Química Analítica. Propiedades analíticas supremas: exactitud y representatividad. Propiedades analíticas básicas: precisión, sensibilidad y selectividad. Propiedades analíticas complementarias: rapidez, costes y factores personales. Relaciones entre propiedades analíticas. 3. Trazabilidad e incertidumbre. Introducción. Concepto integral de trazabilidad. Tipos de patrones y su trazabilidad. Otras facetas de la trazabilidad. Concepto de incertidumbre. Parámetros para estimar la incertidumbre de medidas y resultados. 4. Proceso analítico. Definición. Etapas generales de un PMQ. Operaciones previas. Medida y transducción de la señal analítica. Adquisición de señales y tratamiento de datos. Validación de procesos químicos de medida. 5. Aspectos cualitativos de la Química Analítica. Introducción. La respuesta analítica binaria. La identificación cualitativa. Análisis cualitativo clásico. Análisis cualitativo instrumental. 6. Aspectos cuantitativos de la Química Analítica. Generalidades. Métodos de cuantificación. Técnicas clásicas de cuantificación: Valoraciones y gravimetrías. Técnicas instrumentales de cuantificación. Pág. 2/7
Bloque II: Equilibrios y valoraciones ácido-base 7. Introducción al equilibrio químico. Cinética y equilibrio químico. Actividad y coeficiente de actividad. Leyes de Debye-Hückel. Tipos de equilibrios en Química Analítica. Estudio sistemático del equilibrio químico: balances de masas y de carga; balance protónico. Simplificaciones y errores. 8. Equilibrios ácido-base (I). Introducción. Teoría protónica de Bronsted y Lowrry: influencia del disolvente. Autoprólisis y escala de ph. Fuerza de ácidos y bases. Equilibrios ácido-base de protolitos fuertes. Cálculo del ph: ácido fuerte, base fuerte y mezclas de protolitos fuertes. Equilibrios ácido-base de protolitos débiles. Cálculo del ph: ácidos débiles monopróticos, bases débiles monopróticas, disoluciones de sales y mezcla de protolitos monopróticos. 9. Equilibrios ácido-base (II). Equilibrios ácido-base de protolitos débiles polipróticos. Cálculo del ph: ácidos débiles dipróticos y polipróticos, bases débiles dipróticas y anfolitos. Diagramas de distribución de especies en función del ph. Disoluciones reguladoras: cálculo del ph y preparación de disoluciones reguladoras. Capacidad reguladora. 10. Valoraciones ácido-base (I). Introducción. Indicadores: cambio de color y propiedades ácido-base, zona de viraje y factores que afectan. Tipos de indicadores ácido-base. Curvas de valoración: valoración de protolitos monopróticos y polipróticos. 11. Valoraciones ácido-base (II). Preparación de disoluciones valorantes: disoluciones estándar de HCl y NaOH 0,1 mol L -1. Aplicaciones analíticas de las valoraciones ácido-base. Bloque III: Equilibrios y valoraciones de formación de complejos 12. Equilibrios de formación de complejos. Introducción. Constantes de equilibrio: Factores que determinan la estabilidad de un complejo. Reacciones de desplazamiento. Cálculo de la concentración de especies en un equilibrio de formación de complejos. Introducción a los equilibrios concurrentes. Tratamiento general de la influencia del ph en la formación de complejos. 13. Valoraciones de formación de complejos. Introducción. Curvas de valoración con EDTA: Factores que influyen en influencia de reacciones secundarias del ligando. Indicadores metalocrómicos. Tipos de valoraciones complexométricas: Directa, por retroceso y por sustitución. Aplicaciones. Bloque IV: Equilibrios heterogéneos de precipitación, valoraciones de precipitación y gravimetrías 14. Equilibrios heterogéneos de precipitación. Introducción. Solubilidad y producto de solubilidad. Factores que afectan a la solubilidad: Influencia de la fuerza iónica Pág. 3/7
y efecto de ion común. Equilibrios concurrentes de acidez, complejación y precipitación: Producto de solubilidad condicional: Reacciones secundarias de protonación del anión, de hidrólisis del metal y de complejación. Influencia conjunta de reacciones de acidez y de complejación. 15. Valoraciones de precipitación. Introducción. Curvas de valoración. Indicadores de precipitación: Método de Mohr e indicadores de adsorción. Aplicaciones. 16. Gravimetrías. Introducción. Reactivos orgánicos y gravimetrías. Métodos gravimétricos de calcinación: Determinación por formación de óxidos hidratados y compuestos salinos. Métodos gravimétricos de desecación: Determinación de plomo como cromato de plomo y de níquel con dimetilglioxima. Bloque V: Equilibrios y valoraciones redox 17. Equilibrios redox. Introducción. Estudio de reacciones redox: celdas electroquímicas: Celdas galvánicas y electrolíticas. Potencial y carácter químico redox: Ecuación de Nernst. Medida del potencial redox: electrodos de referencia. Electrodo estándar de hidrógeno y de Ag/AgCl. Potencial estándar. Constante de equilibrio de una reacción redox. Potencial de equilibrio. Sistemas poliredox. Sistemas redox del agua. Equilibrios concurrentes: potencial condicional. Equilibrios concurrentes redox/ácido-base: Influencia del ph originada por la diferente proporción de oxígeno entre la forma oxidada y reducida del par redox. Equilibrios concurrentes redox/formación de complejos. Equilibrios concurrentes redox/precipitación. Equilibrios concurrentes con varias interacciones. 18. Valoraciones redox (I). Introducción. Curvas de valoración. Factores que afectan a las curvas de valoración. Indicadores redox: Características, tipos y zona de viraje. Indicadores reversibles e irreversibles más importantes. Normalidad vs molaridad en valoraciones redox. 19. Valoraciones redox (II). Introducción. Tratamiento previo en valoraciones redox. Valoraciones con permanganato (permanganimetrías): características redox, preparación, conservación y estandarización de disoluciones de KMnO 4, tipos de valoraciones con permanganato y aplicaciones más relevantes. Valoraciones con dicromato (dicromatometrías): características redox, preparación y conservación de disoluciones de K 2 Cr 2 O 7 y aplicaciones más relevantes. Valoraciones en las que interviene el yodo: características redox, disoluciones valoradas, preparación y estandarización de disoluciones de Na 2 S 2 O 3 y aplicaciones más relevantes. Pág. 4/7
4. DISTRIBUCIÓN DE ACTIVIDADES H O R A S Tiempo presencial Factor aplicable Tiempo personal TOTAL Clases magistrales 44 1,5 66 110 Casos prácticos 4 1,5 6 10 Tutoría obligatoria 8 0 0 8 Seminario / talleres 30 0,5 15 45 Trabajo individual 0 0 0 0 Evaluaciones continuas 6 1,5 9 15 Exámenes periodos establecidos 8 1,5 12 20 Tiempos totales 100 123,5 208 5. PLANIFICACIÓN TEMPORAL Códigos para las tareas: C = clase magistral; L = laboratorio; T = tutoría; S = seminario; trabajo individual; E = evaluaciones continuas; examen. Septiembre Octubre Noviembre Diciembre C C S S T C C S C C S S C C C C C S C C S T E S C C C C C C T C C C S C C S C C E S S T E C = 10 S = 3 T = 0 E = 0 C = 7 S = 3 T = 2 C = 7 S = 4 C = 2 S = 2 Febrero Marzo Abril Mayo C C C S S T C C S S T C C C S C S C C E S C S C S S T E S C C C C S S S T E C C S C C S S C S C C = 8 S = 4 T = 0 E = 0 C = 7 S = 6 C = 5 S = 5 T = 2 C = 3 S = 2 Pág. 5/7
6. METODOLOGÍA DOCENTE Se basará en la coordinación entre las clases presenciales en el aula, en las que el profesor explicará los hitos principales de cada tema que están recogidos en el material docente entregado al alumno, y que se pueden desarrollar a través de los libros de texto recomendados, la resolución razonada de problemas numéricos y analíticos, y los seminarios y actividades dirigidas para incidir sobre la aplicación de lo desarrollado en casos prácticos relacionados con la información química requerida para resolver los problemas analíticos planteados. PROGRAMACIÓN DOCENTE PREVISTA: PRIMER CUATRIMESTRE: Clases de teoría y resolución de problemas y casos prácticos sobre: Fundamentos de Química Analítica Equilibrios y volumetrías ácido-base SEGUNDO CUATRIMESTRE: Clases de teoría y resolución de problemas y casos prácticos sobre: Equilibrios y volumetrías de formación de complejos Equilibrios heterogéneos de precipitación. Aplicación a valoraciones y gravimetrías. Equilibrios y valoraciones de oxidación-reducción. 7. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Se llevará a cabo una evaluación continua del alumno a través de las siguientes pruebas: 6 pruebas de evaluación de los contenidos teóricos-prácticos (ejercicios /problemas numéricos) al final de cada bloque del programa (total 4 puntos teoría + 4 puntos ejercicios-problemas). 2 casos prácticos con un valor total de 2 puntos. 2 exámenes en periodos establecidos (al final de cada cuatrimestre) para los alumnos que no hayan superado la evaluación continua. Puntuaciones mínimas para compensar en las evaluaciones continuas: teoría (1,5), problemas (1,5), casos prácticos (0,5). En los exámenes: al menos 25% de la parte de teoría y problemas. 8. BIBLIOGRAFÍA 8.1. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Principios de Química Analítica. M. Valcárcel. Springer-Verlag Ibérica. Barcelona. 1999. Fundamentos de Química Analítica (4ª edición). D. Skoog, D. West y F. Holler. Reverté, Barcelona, 1996. Equilibrios Iónicos y sus Aplicaciones Analíticas. M. Silva y J. Barbosa. Editorial Síntesis. Madrid. 2002. Estadística para Química Analítica (2ª Edición). J. C. Miller y J. M. Miller. Addison- Wiley Iberoamericana. México. 1993 Pág. 6/7
8.2. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Analysis. What Analytical Chemist Do? J. Tyson. The Royal Society of Chemistry. Cambridge. 1988. Sample and Standards. B. W. Woodget y D. Cooper. Serie Analytical Chemistry by Open Learning. N. B. Chapman, Editor. Wiley. Chichester. 1987. Sample Treatment and Preparation. R. Anderson. Serie Analytical Chemistry by Open Learning. N. B. Chapman, Editor. Wiley. Chichester. 1987. Equilibrios Iónicos y sus Aplicaciones Analíticas. M. Silva y J. Barbosa. Editorial Síntesis. Madrid. 2002. Química Analítica (2ª edición). D. Skoog y D. West. McGraw-Hill Interamericana, Madrid, 1989. Análisis Químico. Laitinen y Harris. Reverté, Barcelona, 1982. Equilibrios Iónicos en Disolución. Métodos Volumétricos. F. Pino y M. Valcárcel. Publicaciones de la Universidad de Sevilla y Urmo, S.A. (2ª edición), 1978. Química Analítica Básica. P. Sánchez Batanero y A. Sanz Medel. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Valladolid, 1985. Gravimetrías y Métodos Analíticos de Separación. F. Pino y J. M. Cano. Publicaciones de la Universidad de Sevilla. Sevilla. 1977. Problem Solving in Analytical Chemistry. P. Hadjiidannou, G. Christian, C. Efstathion y D. Nikolelis. Pergamon Press, Londres, 1988. Pág. 7/7