QUIMICA DESCRIPTIVA SUSTANCIAS QUE ESTUDIA Los metales alcalinos, están situados en el primer grupo de la tabla periódica. Este grupo está formado por el Litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. El nombre de alcalinos, viene dado debido a la basicidad o alcalinidad que poseen sus compuestos. No suelen encontrarse estos elementos en estado libre debido a sus actividades químicas, y sobretodo el Sodio y el potasio, se encuentran formando parte en un 5 % de la corteza terrestre. Los metales alcalinotérreos, son berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Todos ellos forman parte del segundo grupo de la tabla periódica. El berilio y el magnesio difieren en lo que a propiedades se refiere del resto de los elementos de su grupo. El nombre de alcalinotérreos se debe a su situación en la tabla, justo en medio de los alcalinos y los térreos. Especialmente el calcio y el magnesio, forman alrededor del 4 % de la corteza terrestre y al igual que ocurre con los alcalinos, estos tampoco se encuentran en estado libre debido a su actividad química. Los térreos, también conocidos como Boroideos, forman el grupo número 13 de la tabla periódica. Los elementos que conforman el grupo son : boro, aluminio, galio, indio y talio. El nombre del grupo, térreo, proviene de tierra, pues ésta contiene una gran cantidad de aluminio, siendo el elemento con diferencia más abundante del grupo, y la corteza terrestre contiene aproximadamente un 7% de este metal. El grupo 14, conocido también como carbonoideos, son: carbono, silicio, germanio, estaño y plomo. Los elementos de este grupo constituyen más de la cuarta parte de la corteza terrestre, sobretodo el silicio, que es el elemento más abundante después del oxígeno. El carbono, parte fundamental de la materia orgánica, es el segundo elemento de este grupo en cuanto a abundancia. El carbono es un no metal, en cambio el estaño y el plomo son típicos metales, y el silicio y el germanio son semimetales, de dureza intermedia. Los calcógenos o anfígenos, constituyen el grupo 16 de la tabla periódica, y está formado por los elementos: oxígeno, azufre, selenio, teluro y polonio. Estos elementos son con diferencia, los más abudantes de todos, ya que un considerable parte de la corteza terrestre son óxidos, sulfuros o sales oxigenadas. Siendo el más abundante el oxígeno con un 50% de la masa de la corteza terrestre, seguido en abundancia por el azufre. Ambos elementos se encuentran en la naturaleza en estado elemental. El grupo 17, es conocido como Halógenos, que significa formador de sales y está constituido por el fluor, cloro, bromo, yodo y astato. Estos elementos no se encuentran libres en la naturaleza, pero se suelen encontrar formando haluros de metales alcalinos y alcalinotérreos. QUIMICA ANALITICA Muestra: Parte representativa de la materia objeto del análisis. Analito: Especie química que se analiza.
Técnica: Medio de obtener información sobre el analito. Método: Conjunto de operaciones y técnicas aplicadas al análisis de una muestra. Análisis: Estudio de una muestra para determinar sus composición o naturaleza química. Métodos de análisis Métodos clásicos, que se basaban en propiedades químicas del analito. Se incluyen las gravimetrías, las volumetrías y los métodos de análisis cualitativo clásico. Métodos instrumentales, basados en propiedades químico-físicas. La clasificación de los métodos instrumentales se realiza en base a la propiedad que se mide (espectroscópicos, electroanalíticos, térmicos...). Métodos de separación. Se incluyen en este grupo los métodos cuya finalidad es la separación de compuestos para eliminar las interferencias y facilitar las medidas Metodología del proceso analítico La Química Analítica alcanza sus objetivos mediante una metodología que se fundamenta en la aplicación del método científico. Los métodos analíticos se deben validar según la naturaleza del método analítico en: métodos de cuantificación; métodos de determinación de impurezas; pruebas límite; identidad. para estudiar éstos se determinan parámetros como linealidad, rango, especificidad, exactitud,precisión, tolerancia, robustez y los límites de detección y cuantificación según sea el caso. En el caso de que no exista dicho método se propone uno mediante un diseño factorial para determinar las condiciones de trabajo. Características de calidad de los métodos analíticos Exactitud: Grado de concordancia entre el resultado y un valor de referencia certificado. En ausencia de exactitud se tiene error sistemático. Precisión: Grado de concordancia entre los datos obtenidos de una serie. Refleja el efecto de los errores aleatorios producidos durante el proceso analítico. Sensibilidad: Capacidad para discriminar entre pequeñas diferencias de concentración del analito. Se evalúa mediante la sensibilidad de calibración, que es la pendiente de la curva de calibración a la concentración de interés.
Límite de detección: Concentración correspondiente a una señal de magnitud igual al blanco más tres veces la desviación estándar del blanco. Intervalo dinámico: Intervalo de concentraciones entre el límite de cuantificación (LOQ) y el límite de linealidad (LOL). Selectividad: Cuantifica el grado de ausencia de interferencias debidas a otras especies contenidas en la matriz. Seguridad: Amplitud de condiciones experimentales en las que puede realizarse un análisis. Además, habrá que considerar otro tipo de parámetros asociados y de gran importancia práctica como son la rapidez, costo, seguridad del proceso, peligrosidad de los residuos, etc. Un mecanismo muy indicado para conocer la calidad del método analítico es participar en programas de intercomparación con otros laboratorios. En ellos, un organismo independiente evalúa los resultados, tanto en exactitud como en precisión, sobre muestras enviadas a los laboratorios participantes. Los resultados de la intercomparación permiten corregir los errores de funcionamiento del método analítico y, una vez comprobada la calidad del mismo, obtener la homologación del laboratorio para realizar los análisis. La homologación requiere la puesta en marcha de un programa de garantía de calidad, que permita controlar el funcionamiento global del laboratorio. QUIMICA APLICADA Teoría atómica de la materia La teoría de que los átomos son los bloques de construcción fundamentales de la materia reapareció a inicios del siglo XIX, defendida por John Dalton. 4. Postulados de Dalton Cada elemento está compuesto por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos. 5. Postulados de Dalton Todos los átomos de un elemento dado son idénticos entre sí en masa y otras propiedades, pero los átomos de un elemento son distintos de los átomos de todos los demás elementos. 6. Postulados de Dalton Los átomos de un elemento no se convierten en átomos de un elemento distinto por reacciones químicas; los átomos no son creados ni destruidos en las reacciones químicas. 7. Postulados de Dalton Los compuestos se forman cuando se combinan átomos de más de un elemento; un compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo y tipo de átomos. 8. Ley de la composición constante Joseph Proust (1754-1826) También se conoce como la ley de las proporciones definidas. Establece que la composición elemental de una sustancia pura nunca varía. Átomos, moléculas y iones
9. Ley de conservación de la masa La masa total de las sustancias presentes al final de un proceso químico es la misma que la masa de las sustancias presentes antes de que se llevara a cabo el proceso. Átomos, moléculas y iones 10. El electrón Se encontró que flujos de partículas cargadas negativamente emanaban de los tubos catódicos. J. J. Thompson se acredita su descubrimiento (1897). 12. Experimento de la gota de aceite de Millikan Una vez que se conoció la relación carga/masa del electrón, la determinación de la carga o de la masa de un electrón daría la otra. Átomos, moléculas y iones 13. Experimento de la gota de aceite de Millikan Robert Millikan (University of Chicago) determinó la carga del electrón en 1909. Átomos, moléculas y iones 14. La radiactividad es la emisión espontánea de radiación por un átomo. Fue observada por primera vez por Henri Becquerel. Marie y Pierre Curie también la estudiaron. Radiactividad 16. El átomo, hacia 1900 La teoría predominante fue la del modelo pudín con pasas, presentada por Thompson. Presentaba una esfera de materia positiva con electrones negativos incrustados en ella. 17. Descubrimiento del núcleo Ernest Ruther delgada y observó el patrón de dispersión de las partículas. 18. Átomo nuclear Dado que algunas partículas fueron desviadas a ángulos mayores, el modelo de Thompson no podía ser correcto. 19. Átomo nuclear Rutherford postuló un núcleo denso y muy pequeño con los electrones alrededor del exterior del átomo. La mayor parte del volumen del átomo es espacio vacío. 20. Otras partículas subatómicas Los protones fueron descubiertos por Rutherford en 1919. Los neutrones fueron descubiertos por James Chadwick en 1932. 21. Partículas subatómicas Los protones y los electrones son las únicas partículas que tienen una carga. Los protones y los neutrones tienen esencialmente la misma masa. La masa de un electrón es tan pequeña que se desprecia. 22. Símbolos de los elementos Los elementos se simbolizan con una o dos letras. 23. Número atómico Todos los átomos del mismo elemento tienen el mismo número de protones: Número atómico (Z) 24. Masa atómica La masa de un átomo en unidades de masa atómica (uma) es el número total de protones y neutrones en el átomo.
25. Isótopos Los isótopos son átomos del mismo elemento con masas distintas. Los isótopos tienen números de neutrones distintos. 11 6 C 12 6 C 13 6 C 14 6 C 26. Masa atómica Las masas atómica y molecular pueden medirse con gran exactitud con un espectrómetro de masas. 27. Masa promedio Debido a que en el mundo real utilizamos grandes cantidades de átomos y moléculas, empleamos las masas promedio en los cálculos. La masa promedio se calcula a partir de los isótopos de un elemento pesado y su abundancia relativa. 28. Tabla periódica Es un catálogo sistemático de los elementos. Los elementos están arreglados en orden del número atómico. 29. Periodicidad Cuando observamos las propiedades de los elementos, notamos un patrón repetitivo de las reactividades. 30. Tabla periódica La filas en la tabla periódica son los periodos. Las columnas son los grupos. Los elementos en el mismo grupo tienen propiedades químicas similares. 31. Grupos Estos cinco grupos se conocen por sus nombres. 32. Tabla periódica Los no metales están en el lado derecho de la tabla periódica (con excepción del H). 33. Tabla periódica Los metaloides bordean la línea escalonada (con excepción del Al, Po, y At). 34. Tabla periódica Los metales están en el lado izquierdo de la tabla. 35. Fórmulas químicas El subíndice a la derecha del símbolo de un elemento indica el número de átomos de ese elemento en una molécula del compuesto. 36. Fórmulas químicas Los compuestos moleculares están conformados por moléculas y casi siempre contienen únicamente no metales. 37. Moléculas diatómicas Estos siete elementos aparecen de forma natural como moléculas que contienen dos átomos.