Informações sobre a disciplina de Química Analítica II

Vista previa del material en texto

FBCB. UNL
2018
QUÍMICA ANALÍTICA II
DOCENTES:
Dra. Nilda Marsili
Dra. Agustina Schenone
Lic. Germán Sánchez
Dra. Celeste Rodríguez
Dr. Gabriel Siano
Srita. Giuliana Tibaldo
Srita. Sofía Mora
Entorno: QAII
Contraseña del entorno virtual: analítica_2
REGULARIZACIÓN
CLASES TEÓRICAS ASISTENCIA OPTATIVA
(lunes y jueves 8,00- 10,00 h)
TRABAJOS PRÁCTICOS ASISTENCIA OBLIGATORIA 
(3 hs semanales) (80% asistencia)
(80% de los evaluatorios aprobados)
En caso de no aprobar el 80% de los evaluatorios, se tomará al final del
cuatrimestre, un recuperatorio teórico, sobre el fundamento de los TP no
aprobados.
CLASES DE COLÓQUIOS ASISTENCIA OBLIGATORIA 
(2 hs semanales) (80% asistencia)
Se tomaran 2 parciales optativos
Primer parcial: Lunes 7/05. 8:00 h
Segundo parcial: Lunes 18/06. 8:00 h
Recuperatorio 1 parcial : Jueves 5/07. 8:00 h
PROMOCIÓN
Recuperatorio del 1 parcial: podrán recuperar aquellos que obtengan 60 
puntos, pero no alcancen un mínimo de 25 puntos en problemas o 30 puntos en 
teoría.
Las inscripciones a dichos parciales se realizará en la Cátedra con una semana de
anticipación. En caso que el alumno decide no presentarse deberá anular su
inscripción con 48 hs de anticipación.
Cada parcial constará de: 2 problemas ………………….………… 25 puntos c/u
5 preguntas teóricas ……….……….…. 10 puntos c/u
total………..………………………….……. 100 puntos
Exigencia mínima para aprobar cada parcial: 60 puntos en total
Con al menos: _ 25 puntos en problemas
_ 30 puntos en teoría 
SEMANAS TEORÍAS TP COLOQUIOS
1 12 marzo Introducción. Energía radiante. Estructura 
atómica y molecular. Interacción ER-masa.
Coloquio: 1. Introducción a la 
calibración metodológica.
2 19 marzo L: Interacción ER-masa.
J: Componentes de los equipos
Coloquio: 2. Calibración y estudio de 
Linealidad.
Coloquio: 3. Cifras de mérito.
3 26 marzo L: Espectroscopía atómica. Introducción. 
J: Feriado
1. Absorción atómica Coloquio: 4. Absorción y 
emisión atómica.
4 2 abril L: Feriado.
J: Emisión atómica. Fluorescencia. Rayos X.
1. Fotometría de llama Coloquio: 4. Absorción y 
emisión atómica.
5 9 abril L: Masa atómica.
J: Espectroscopía molecular
1. Comparación de métodos Coloquio: 5. Interferencia. 
Adición estándar.
6 16 abril L: Espectroscopía molecular
J: Espectroscopía molecular
1. Absorción molecular- Ruido 
instrumental
Ejercicios de repaso
7 23 abril L: Orden de la señal analítica
J: Orden de la señal analítica
1. Desviaciones químicas Ejercicios de repaso
8 30 abril Consulta teoría
9 7 mayo L: 1° PARCIAL 
J: Emisión molecular
Coloquio: 6. Espectroscopía
molecular. 
10 17 mayo L: IR
J: Raman
6. Colorimetría. Determinación 
simultanea. 
Coloquio: 7. Desviaciones y 
determinación simultánea.
11 21 mayo L: Turbidimetría. Nefelometría.
J: Masa molecular
1. Emisión molecular. Fluorescencia Coloquio: 8. Fluorescencia
12 28 mayo L: Resonancia magnética nuclear 
J: Técnicas separativas
1. Fluorescencia Preparación de 
una C de A. Estándar
Coloquio: 9. Técnicas 
separativas
13 4 junio L: Técnicas separativas
J: Métodos automatizados y en tándem.
1. HPLC Ejercicios de repaso
14 11 junio Consulta teoría Ejercicios de repaso
15 18 junio L: 2° PARCIAL 5/07 RECUPERATORIO
OBJETIVOS:
Objetivos generales:
• Generar en los alumnos hábitos de conducta en el laboratorio respetando 
normas de bioseguridad. 
• Que los alumnos adquieran conocimientos de cómo actuar frente a una 
emergencia. 
• Que conozcan peligrosidad de las sustancias manipuladas, gases de 
combustión y demás fuentes de energía utilizadas en esta asignatura. 
• Fomentar el desarrollo de criterios prácticos que le permitan al alumno aplicar 
correctamente las herramientas analíticas instrumentales.
• Estimular la independencia en la toma de decisiones y disciplina en el 
trabajo.
• Inculcar la buena práctica y la seriedad al momento de informar resultados; 
entendiendo las consecuencias que pueden producirse en la salud de las 
personas y en la población un informe incorrecto.
Objetivos particulares:
Que el alumno alcance:
• conocimientos sobre los fundamentos físicos y químicos, en los que se 
basan las diferentes técnicas instrumentales.
• poder de decisión frente a la elección de una técnica instrumental de 
acuerdo a las propiedades físico-químicas del analito y al nivel de 
concentración en el que se encuentra en la muestra.
• desarrollar criterios teóricos y prácticos para llevar a cabo una calibración 
metodológica.
• formar un criterio analítico que permita evaluar la veracidad de los 
resultados predichos. 
• construir conocimientos sobre los diferentes tipos de equipamientos de los 
laboratorios de análisis químicos de rutina e investigación, sus posibilidades y 
limitaciones.
• formar un criterio analítico sólido, para el futuro desempeño profesional.
BIBLIOGRAFÍA:
- GUÍAS DE TRABAJOS PRACTICOS Y COLOQUIOS
- PRINCIPIOS DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL
Douglas A. Skoog, F. James Holler, Stanley R. Crouch
Sexta edición
•Todo el material será subido al entorno virtual:
Guías de Coloquios y TP, diapositivas de las clases teóricas, videos, etc. 
QUÍMICA ANALÍTICA II FBCB. UNL
Es necesario el estudio de todo este material para poder aprobar la materia.
QUÍMICA ANALÍTICA
INSTRUMENTAL 
Actualmente llamada
QUÍMICA ANALÍTICA II
1 TEORÍA
La química analítica trata de los métodos para determinar la composición
química de muestras de materia.
Un método cualitativo proporciona información relacionada con la identidad
de la especie atómica o molecular o de los grupos funcionales que están en
la muestra.
En cambio, un método cuantitativo proporciona información numérica como
la cantidad relativa de uno o mas de estos componentes.
QUÍMICA ANALÍTICA
MÉTODOS CLÁSICOS: basados en interacciones materia-materia 
(reacciones químicas. El analito se determina por medidas gravimétricas o 
volumétricas.
MÉTODOS INSTRUMENTALES: basados en interacciones materia-
energía, utilizan un instrumento más o menos complejo para evaluar una 
propiedad física o físico-química especifica de la sustancia que se va a 
analizar.
MÉTODOS EN QUÍMICA ANALÍTICA
La Química Analítica se 
practicaba desde el siglo XVI, 
aunque todavía no era 
considerada una rama especifica 
de la ciencia.
Las balanzas analíticas utilizadas durante el primer cuarto del siglo XIX
fueron construidas por artesanos especializados en instrumentos 
científicos.
Las primeras balanzas producidas en serie fueron realizadas por un
fabricante de equipos llamado E. Robinson en Londres en 1825.
En los últimos años del 
siglo XIX, el análisis químico 
cuantitativo, se reducía 
principalmente a los métodos 
gravimétricos y volumétricos.
La espectroscopía con fines analíticos 
cualitativos y cuantitativos debe adjudicarse 
a Gustav Kirchoff y Robert Bunsen, 
que en 1859 demostraron que 
las líneas espectrales se pueden utilizar
con estos fines.
La colorimetría se había practicado desde 
siglos antes comparando los colores 
visualmente. 
Su aplicación al análisis se generalizó con
el enunciado de las leyes que relacionan la
absorción de la luz por una disolución como
función del camino óptico en 1760 por 
Johann Lambert y de la concentración por August Beer en 1845.
La primera determinación colorimétrica la realizó, en 1838, Wilhelm
Lampadius, que estimó el contenido de hierro y níquel de un mineral 
comparando el color de unos patrones de los mismos metales 
contenidos en tubos cilíndricos. 
En 1684, Robert Boyle estimaba el contenido de hierro de las aguas 
de Tunbridge por comparación visual del color, utilizando el extracto 
de nuez gálica como reactivo. 
El desarrollo de los métodos instrumentales de análisisquímico se produjo en el último cuarto de siglo XIX. 
TOXICOLOGÍA
MEDIO 
AMBIENTE
BROMATOLOGÍA
MEDICAMENTOS
GENETICA
MICROBIOLOGÍA
AGRICULTURA
MEDICINA
M. FORENCE
VETERINARIA
ARQUEOLOGÍA
MATERIALES
INDUSTRIALES
QUÍMICA 
ANALÍTICA
INSTRUMENTAL
MÉTODOS INSTRUMENTALES
ANALITOS INSTRUMENTOS INFORMACIÓN
Sustancias 
orgánicas
Sustancias 
inorgánicas
Átomos
Iones
Espectrofotómetros
Espectrofluorímetros
Cromatógrafos
Fotómetros de llama
Análisis Cualitativo: 
Datos sobre el tipo de 
sustancia, la 
estructura, grupos 
funcionales, etc.
Análisis cuantitativo: 
datos sobre la cantidad 
de analito presente.
FUENTE DE ENERGÍA
Lámpara de tungsteno
Lámpara de deuterio
Llama
Tubo de rayos X
SEÑAL 
ANALÍTICA
Haz de luz visible
Haz de luz UV
Energía radiante
IR. Rayos X
DETECTOR
TRANSDUCTOR 
DE ENTRADA
SENSOR
ESQUEMA BASICO DE UN INSTRUMENTO
PROCESADOR 
DE LA SEÑALE
MUESTRA
Matriz de la muestra: 
Esta compuesta por una serie 
de sustancias que acompañan 
al analito.
Tipos de Matrices: acuosas, 
lipidias, sólidas, aceites,..
Analito: especie química que 
se desea analizar. 
Ej.: glucosa, sodio, potasio, 
pesticidas, mico toxinas, 
vitaminas…
FUENTE DE ENERGÍA
Lámpara de tungsteno
Lámpara de deuterio
Llama
Tubo de rayos X
SEÑAL
ANALÍTICA
GENERADOR DE SEÑALES
SEÑAL ANALÍTICA
SEÑAL
ANALÍTICA
DETECTOR
Dispositivo mecánico, eléctrico o químico
que identifica, registra o indica un cambio 
en alguna variable (presión, temperatura, 
carga eléctrica, radiación 
electromagnética, etc.) 
TRANSDUCTOR
Dispositivo que transforma una señal no 
eléctrica, en eléctrica y viceversa.
Ej.: fotodiodos, fotomultiplicadores, foto 
detectores electrónicos.
SENSOR
Dispositivo analítico capaz de controlar 
determinadas especies químicas de 
manera continua y reversible.
Ej.: electrodo de vidrio, electrodos ion 
selectivos, sensores de fibra óptica.
DISPOSITIVO
DE 
LECTURA
Es un 
transductor que 
convierte la 
información 
para que sea 
comprensible 
por el 
observador.
PROPIEDADES FÍSICAS MÉTODOS INSTRUMENTALES 
O QUÍMICAS
SELECCIÓN DE UN MÉTODO ANALÍTICO
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
Para poder seleccionar un método analítico correctamente es necesario 
plantearse las siguientes preguntas:
1. ¿Qué exactitud se requiere?
2. ¿De cuanta muestra se dispone?
3. ¿En que intervalo de concentraciones está el analito?
4. ¿Qué componentes de la muestra interfieren?
5. ¿Cuáles son las propiedades físicas y químicas de la matriz de la 
muestra y del analito en estudio?
6. ¿Cuántas muestras hay que analizar?
CRITERIO ANALÍTICO
RESULTADOS
MUESTRA
Operaciones
previas
Medición y
transducción
de la señal
analítica
Adquisición y
tratamiento de
datos
(señales)
PRETRATAMIENTO
DE LA MUESTRA
PROCESO DE MEDIDA QUÍMICA
INSTRUMENTO
DE MEDIDA
CÁLCULOS
MATEMÁTICOS
CALIBRACIÓN
CALIBRACIÓN 
INSTRUMENTAL
CALIBRACIÓN 
METODOLÓGICA
Implica la verificación del 
correcto funcionamiento de un 
instrumento o aparato, 
y su corrección de ser 
necesario, hasta alcanzar el 
valor respuesta instrumental 
considerado como verdadero 
(control del centro de banda, 
control del cero, del ruido 
instrumental, etc.)
Implica encontrar la relación 
matemática entre las 
concentraciones de un analito
y su respuesta instrumental.
Por lo tanto tiene un 
significado fundamental 
cuantitativo. 
Concentración del analito
S
e
ñ
a
l 
a
n
a
lí
ti
c
a
0 2 4 6 8 10
0
20
40
60
80
100
CALIBRACIÓN METODOLÓGICA
CALIBRACIÓN UNIVARIADA
PRIMERO: PREPARACIÓN DE LAS SOLUCIONES PATRÓN DE LA CURVA DE 
CALIBRADO
• Deben prepararse patrones de concentración conocida (como mínimo cinco) 
• Debe incluirse el valor cero de concentración del analito (blanco)
• Las concentraciones deben estar regularmente espaciadas, 
entre cero y el extremo superior del rango lineal
• Cada patrón se prepara por triplicado.
SEGUNDO: MEDIDA DE LA RESPUESTA INSTRUMENTAL DE LOS PATRONES
Una vez preparados los patrones, se miden sus respuestas instrumental o
señal analítica.
Es importante establecer la siguiente nomenclatura:
• si se emplean 6 patrones, entonces el número de
niveles de concentración (p) es 6
• el número de réplicas (n) es 3
• y el número total de puntos de la recta de calibrado (m) es 18, (m= p.n)
TERCERO:
• CONSTRUCCIÓN DE UN GRAFICO A PARTIR DE LOS DATOS OBTENIDOS
• OBSERVACIÓN Y ANALÍSIS DEL GRAFICO
CURVA DE CALIBRADO
SEÑAL DE LA 
MUESTRA
CONCENTRACIÓN DE LA MUESTRA
SEÑAL ANALITICA 
INTERFERENCIAS DE LA MUESTRA
MUESTRA
PROBLEMA
Las señales instrumentales son aditivas:
Señal de la muestra = SeñalA + SeñalB + SeñalC + SeñalD + … 
BLANCO DE MUESTRA: señal + señal 
SEÑAL DEL ANALITO = SEÑAL DE LA MUESTRA - SEÑAL DE LAS INTERFERENCIAS
INTERFERENCIAS = +
es fundamental para evitar errores :
PREPARAR UN BLANCO DE MUESTRA Y RESTARLO A LA SEÑAL DE LA
MUESTRA
INTERFERENCIAS DE LOS REACTIVOS
BLANCO DE MUESTRA: 
Contiene todas las sustancias presentes en la matriz de 
la muestra + el analito sin derivatizar
BLANCO DE REACTIVOS: 
Contiene todos los reactivos que se agregan a la muestra
Estos deben prepararse en las mismas condiciones
experimentales y en la misma concentración
Siempre que sea necesario se deben 
preparar ambos BLANCOS