Clase1 2022 Introduccion a la Quimica Analitica - Soluciones - Equilibrios

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Introducción a la Química Analítica – Soluciones 
– Introducción al Equilibrio Químico
Prof. Dra. Valeria Tripodi
Parte I
Introducción a la Química Analítica
La química analítica se ocupa de la identificación y 
cuantificación de los componentes de una muestra 
basándose en las propiedades analíticas de los mismos.
¿QUÉ ES LA QUÍMICA ANALÍTICA? 
Objeto del análisis
Objeto de 
Análisis
Materia 
prima
Fluido 
Biológico
Producto 
Alimenticio
Muestras 
Ambiental
Producto 
cosmético
Porción del material del cual se requiere información analítica, de 
la cual partimos para iniciar el análisis.
Muestra analítica: porción tratada para analizar.
Especie a determinarse en la muestra.
MUESTRA
ANALITO
MATRIZ
Conjunto de todos los constituyentes de la muestra, 
incluyendo el o los analitos.
Muestra
Naturaleza
• Sólida
• Liquida
•Gaseosa
• Homogénea
• Heterogénea
Origen
• Farmacéuticos
• Biológicas
•Cosmética
•Alimentario
• Vegetal
•Mineral
Cantidad
•Microgramos 
•Materiales a 
granel
CONSTITUYENTES
DE LA MUESTRA
Constituyentes mayoritarios 
Constituyentes minoritarios
Trazas o vestigios
1-100 %p/p
1-0,01 %p/p
< 0,01 %p/p
Ultratrazas
ppm
ppb 
ppt
El proceso analítico
Problema de 
resolución analítica
¿Es potable el agua?
¿Esa materia prima 
cumple con las 
especificaciones …?
¿El nivel de glucemia 
indica que el paciente 
es diabético?
¿El nivel de enzimas 
cardiacas implican que 
el paciente que entro a 
la guardia esta en 
paro?
La muerte … ¿pudo 
producirse por 
envenenamiento?
Procedimiento 
analítico ResultadoMuestra
RESULTADO DE ANÁLISIS
1. Definición del problema analítico 
2. Selección del método de análisis
3. Toma de muestra, muestreo
4. Tratamiento y preparación de la muestra 
5. Etapas de medida: identificación y cuantificación de los componentes de 
la muestra
6. Tratamiento y evaluación de los datos
7. Interpretación de los resultados, conclusiones
8. Realización del informe
ETAPAS DEL 
PROCESO ANALÍTICO
Definición del 
problema analítico
 Tipo de muestra
 Estado de agregación
 Estabilidad
 Complejidad
 Características de los analitos
 Naturaleza
 Concentración
 Tipo de análisis
 Cualitativo
 Cuantitativo
 Estructural
 Herramientas analíticas
 Físicas (instrumentación)
 Químicas (reactivos, disolventes, estándares)
 Matemáticas (tratamiento de las señales, expresión de los 
resultados)
 Diseño y Selección del procedimiento analítico
Sensibilidad
Selectividad
Exactitud
Presición
Básicas
Rapidez
Sencillez
Economía
Automatización
Robustez
Complementarias
Propiedades del procedimiento analítico
Selección del procedimiento analítico 
Muestreo o Toma de Muestra
 Selección de una o varias porciones (alícuotas) del objeto de análisis
 Representativa
 Evitar la alteración de la muestra
 Evaluar el contenedor de la muestra
 Personal entrenado
 Espacio adecuado para muestrear
 Asegurar el etiquetado de la muestra
 Establecer un plan de muestreo
Balance entre el numero de muestras analiticas y 
costos/complejidad
Plan de muestreo
 Por Selección o dirigido (análisis minerológico, pericia forense)
 Por témino medio
Heterogénea
Homogénea
 Se extrae material de cualquier zona
Heterogeneidad de la muestra
Espacial
Temporal (inicio/fin de un proceso de producción de un medicamento)
Plan de muestreo
 Intuitivo: decide el analista
 Estadístico: bajo reglas estadísticas
 De protocolo: detallado en una norma (farmacopeas, ANMAT)
Preparación de la muestra
 Etapa vital (cuello de botella)
 Es la adecuación de la muestra previa al análisis
 Transformar la muestra para el análisis posterior
 remover interferencias
 Concentrar / diluir analito
 estabilizar al analito
 Limpiar la muestra (clean up)
 Mejorar la identificación de los analitos (selectividad)
 Extender la vida del equipamiento
Extraer el analito de la matriz original y colocarlo en una que sea
fácil de manejar y libre de interferentes
Preparación previa de la muestra
 Disolución
 Mineralización
 Secado
 Molienda y trituración
 Extracción líq-líq (LLE)
 Precipitación
 Modificación de la concentración inicial de la muestra 
(Dilución/Concentración)
 Filtración
 Centrifugación
 Diálisis 
 Extracción en fase sólida (SPE)
 Destilación
 Liofilización
Introducción al Análisis Cualitativo
Muestra conocida Confirmación / Identificación
Muestra desconocida 1) Ensayos preliminares
2) Reacciones Identificación
3) Reacción de confirmación
Elevada sensibilidad
Identificación de uno o más constituyentes de una muestra
Sensibilidad y Selectividad 
Son las sustancias que acompañan al analito de 
interés y que pueden reaccionar con el reactivo 
utilizado o bien con el analito buscado.
Los demás componentes de la muestra impiden la 
identificación del analito o bien producen 
falseamiento de los resultados, y sólo se corrige 
aislando al analito de la matriz.
INTERFERENCIAS
EFECTO MATRIZ
Interferencias
Ejemplo: Ba2+y Pb2+ forman un quelato insoluble con el rodizonato de sodio del 
mismo color.
Interferencia POSITIVA
Interferencia NEGATIVA
El interferente “inhibe o retarda” la reacción
Ejemplo: Identificación de Fe3+ con tiocianato en una muestra que posee 
fluoruro
Interferencias
 Identificación de Co2+ con tiocianato de potasio en una 
muestra que también posee Fe3+
Co2+ + SCN- CoSCN+ complejo celeste
Fe3+ + SCN- FeSCN2+ complejo rojo
Interferencias
Interferencia por Enmascaramiento
Ensayos blanco, control y testigo
ANALISIS CUALITATIVO 
ASEGURAMIENTO DEL RESULTADO
Mtra Blanco Testigo Control
Orina 1 mL
H2O 1 mL
st Hg2+ -
SO4H2cc V
MnO4K XX
Hidroxil II
Ditiz
clorof
IV
V
XX
II
IV
2 mL
- -
1 mL
1 mL
V V
XX XX
II II
IV IV
-
-
1 mL
1 mL
ANALISIS CUALITATIVO ASEGURAMIENTO y 
CONFIABILIDAD DEL RESULTADO
Blanco
• Se utilizan todos los reactivos en el mismo orden y 
cantidad, pero sin la presencia de la sustancia problema
• Confirmar la negatividad de la reacción
Testigo
• Se remplaza la muestra por una solución testigo del 
componente de la muestra a analizar
• Confirmar la positividad de la reacción
Control
• Se agrega a la muestra a analizar una solución testigo del 
componente a analizar
• Confirmar el resultado negativo de la reacción
Parte II
Soluciones y expresiones de 
concentración - Repaso
FORMAS DE EXPRESAR 
CONCENTRACIONES
%P/P = g/100g
%V/V = mL/100mL
%P/V = g/100mL
Relación de volúmenes ej 1:5
M: n° moles/ L = n° mmoles / mL
N: n°Eq / L = n° mEq / mL
Es la masa que capta o cede un mol de H+.
Masa / n° de electrones puestos es juego en la hemiecuación.
Es la masa que cede o reacciona con un mol de catión 
monovalente o la mitad de un mol de catión divalente o un 
tercio de un mol de catión trivalente, etc.
PESO EQUIVALENTE
REACCIÓN ÁCIDO-BASE
REACCIÓN REDOX
REACCIONES DE PRECIPITACIÓN Y COMPLEJACIÓN
Equivalente
Equilibrios de precipitación
Calculo del equivalente del BaCl2 en la reacción de precipitación 
con sulfato 
Ba2+ + SO4
2- BaSO4
FORMAS DE EXPRESAR 
CONCENTRACIONES
REPASO
V1 (mL) M1 = V2 (mL) M2
n (n0 de moles) = P (g) = V (L) M
n (nO de mmoles) = P (g) = V (mL) M
mol
mmol
REPASO
Se pesan 3,2425g de sulfato ferroso heptahidratado (96,7%) en un 
matraz de 100,0 mL completando volumen con agua destilada 
(solución A). Se toman 3,00 mL de la solución A y se llevan a 
volumen final 100,0 mL con el mismo solvente en un matraz 
aforado (solución B). Luego, 2,00 mL de solución B se diluyen en un 
matraz aforado de 25,00 mL (solución C). Calcular la concentración 
resultante de sulfatos en la solución C (expresada en ppm).
Datos: PM FeSO4.7H2O: 277,85 PMSO4: 96,0
R: 26,0
REPASO
REPASO
PM sal 482,201
PA Fe: 55,845
Parte III
Equilibrio químico - Repaso
EQUILIBRIO QUIMICO
SISTEMA TENDENCIA AL EQUILIBRIO
aA + bB cC +dD
Cc. Dd
A a . Bb
K=
a= f [ ]
Coeficiente de actividad
log f: -A zi2µ
Actividad (a)= concentración efectiva de un electrolito en solución
Comportamiento de los iones en 
solución
A:0,512 a 25°C
µ= ½ CiZi
2
f 1 a= [ ]
Comportamiento del electrolito en solución 
diluida (<0.01M) se corresponde con su 
concentración
f < 1 a < [ ]
f > 1 a > [ ]
Como se explica que f tome valores > o < a 1??
HAY DOS EFECTOS CONTRAPUESTOS
Interacción ión-ión cc efectiva
Interacción ión-disolvente cc efectiva 
1
f
 2
HCl
f<1
f>1
EQUILIBRIO QUIMICO
SISTEMA TENDENCIA AL EQUILIBRIO
Kt = aC
c. aD
d
aA
a . aB
b
aA + bB cC +dD
K: cte de equilibrio a T° y µ cte
Cte termodinámica
Dependiente de T°
Cc. Dd fC
c. fD
d
A a . Bb fA
a . fB
b
=
log f: -A zi
2µ A (H2O, 25°C): 0.512
µ= ½ CiZi
2
a: f [ ]
Coeficiente de actividad= f
Ley límite de Debye – Hückel ( µ<0.01)
Efecto de la fuerza iónica en el equilibrio
µ f Kps = Kt
fAg+. fCl-
AgCl Ag++Cl-
cte
Kps=  Cl-  Ag+
KNO3 K
++NO3
-
EFECTO SALINO: AUMENTA LA SOLUBILIDAD 
EFECTO SALINO EN LA SOLUBILIDAD DE UN 
ELECTROLITO POCO SOLUBLE
Kt= Kps fAg.fCl
(sulfato de bario aumenta 
en un factor de 2, iodato 
de bario 1.25 y cloruro de 
plata 1.0)
Efecto salino + efecto de carga de electrolito
> z < f > Kps
Kps = Kt
fAg+ fCl-
EFECTO HOMOIÓNICO Y 
HETEROIÓNICO
Efecto de precipitación y/o disolución de precipitados por 
agregado de iones comunes o no comunes debido a mecanismos 
: 
- AB
- PRECIPITADOS
- COMPLEJOS
- REDOX
Ba(NO3)2 Ba
2+ + 2NO3
-
(NH4)2CO3 2NH4
+ + CO3
2-
CO3
2- + Ba2+ BaCO3
• Agregado de: 
- Ba (NO3)2
- (NH4)2 CO3
- AcH (disol precip efecto heteroiónico, mec AB)
(precip efecto homoiónico)
(precip efecto homoiónico)
Ba(NO3)2 Ba
2+ + 2NO3
-
OxH2 Ox
2- + 2H+ pKa1: 1.27
pKa2: 4.27
• Agregado de:
NH3 (precip efecto heteoriónico, mec AB)
Kps OxBa: 1.710-7Se formará precipitado de OxBa???
1) Ag2CrO4 2Ag
+ + CrO4
2-
• Agregado de HNO3
•Agregado de HCl
2) AgCl Ag+ + Cl-
3) Zn(OH)2 Zn
2+ + 2OH-
•Agregado de NH3
•Agregado de NaOH cc
2e + 4H+ + MnO2 Mn
2+ + 2H2O 
H2O2 2H
+ +O2+ 2e
4) Precipitado de MnO2 + H2O2 en medio ácido