INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA

Química Analítica

Parcial 1

Equipo: 3

Especialidad: Ingeniería Química

Profesor: Teresa del Carmen Flores Flores.

Integrantes: *García Mata Alonso *Rosiles Hurtado Nadia Denis *Ruiz Moya Alma Verónica

*Treviño García Jessica Monserrath

Fecha de entrega: 22 de Agosto del 2014

1

CUESTIONARIO QUÍMICA ANALÍTICA

1. ¿Qué es la Química Analítica?

La Química Analítica es la Ciencia que estudia todas las técnicas y métodos necesarios para obtener conocimientos de la composición, identidad, pureza y constitución de la materia en términos de la clase, cantidad y forma de agrupamiento de átomos y moléculas e, igualmente la determinación de aquellas propiedades y comportamientos físicos que pudieran estar en relación con la consecución de aquellos objetivos (Elving).

2. ¿Qué aplicaciones tiene la química analítica?

 Las Aplicaciones más importantes de la Química Analítica:

-Análisis de Calidad de Productos y Materias Primas

Establecida en las plantas de producción para actividades de control y otra dedicada al desarrollo de métodos y de apoyo a la investigación.

-Desarrollo de Productos, desarrollo y Optimización de Procesos

Permiten el estudio de cambios en los procesos que resultan en rendimientos mas altos, o bien ahorros de reactivos, de energéticos, o de materia prima. Muchos de los resultados que se generan en estas investigaciones se formalizan o documentan en forma de patentes o se mantienen como secretos industriales.

-Estudios de Importancia Ecológica

Capaces de proveer respuestas a muchas hipótesis sobre su origen, naturaleza y magnitud. Todo tipo de sector productivo, y en particular el sector químico, se ve hoy altamente motivado a tomar medidas para prevenir estos problemas y evitar el verse involucrado en demandas legales. También es cierto que la infraestructura de análisis químico requerida para estudiar estos problemas es sumamente costosa debido al rigor y especialización requeridos.

-Problemas con Implicaciones de Tipo Legal

Toda industria será objeto de alguna demanda por causa de sus productos o servicios. Si los productos resultan ser defectuosos, o contaminados, o tienen alguna falla en su funcionamiento, lo más probable es que esto derive en algún

2

problema de tipo legal. En estas situaciones ha sido común que la evidencia o hechos argumentados en las demandas estriban en resultados de análisis químicos.

3. ¿Cómo se clasifica los métodos empleados en química analítica?

Los métodos empleados por la Química Analítica (métodos analíticos) considerados como clásicos se emplearon durante un largo periodo de tiempo para la caracterización de la materia. Estos métodos, esencialmente empíricos, implicaban en la mayor parte de los casos una gran destreza experimental.

Actualmente se utilizan conceptos, fenómenos y propiedades desconocidos en la Química Clásica, o a los que apenas se les concedía valor. Así, el conocimiento químico-físico que actualmente se tiene del equilibrio químico, de las reacciones en disolución, así como la utilización adecuada de conceptos tales como enmascaramiento de iones, exaltación de la reactividad, estabilización o dismutación, etc. han contribuido a aumentar y consolidar la base sobre la que se asientan los antiguos métodos empíricos, así como a desarrollar otros nuevos.

Los distintos métodos analíticos pueden clasificarse en:

3

METODOS QUIMICOS se caracterizan por estar basados en las reacciones químicas y aunque se clasifican habitualmente en cualitativos y cuantitativos, la mayoría de los métodos analíticos pueden suministrar información cualitativa y cuantitativa, según los parámetros que se utilicen.

Análisis Cualitativo tiene por objeto el reconocimiento o identificación de los elementos o de los grupos químicos presentes en una muestra.

Análisis cualitativo inorgánico existen dos tendencias claramente definidas: la que se basa en la utilización de marchas sistemáticas, basadas en la separación en

4

Métodos químicos

análisis cualitativo

inorganico

marchas sistematicas

identificaciones directas

organica

analisis elemental

analisis funcional

análisis cuantitativo

métodos volumetricos

acido-basecomplejos

redoxprecipitacion

metodos gravimetricos

precipitacionextraccion

volatilizacionotros

grupos, y la que utiliza la identificación directa, sin separaciones. Sé base en la identificación de los iones (cationes y aniones)

Análisis cualitativo orgánico se persigue la identificación de los elementos y grupos funcionales que integran la muestra.

Análisis Cuantitativo es la aplicación de las leyes de la estequiometria. La forma de proceder es tomar una cantidad perfectamente determinada de muestra (en peso o en volumen) y someterla a reacciones químicas que tengan lugar de forma prácticamente completa y en las que intervenga el componente a determinar, deduciéndose la cantidad buscada del peso del producto de la reacción (métodos gravimétricos) o del volumen de reactivo consumido (métodos volumétricos).

Métodos instrumentales, para los cuales no es esencial el concurso de una reacción química. Estos métodos normalmente no son absolutos, ya que la relación entre la propiedad medida y la concentración del componente de interés suele ser relativamente compleja.

Métodos electroquímicos tienen su fundamento en la evolución de la intensidad, potencial, tiempo y resistencia a

5

Métodos instrumentales

métodos opticos

métodos electroquimicos

otros métodos

medida que transcurren las reacciones, representada dicha evolución por las curvas intensidad-potencial.

Métodos ópticos son aquellos que implican una interacción entre la radiación electromagnética y la materia.

4. ¿Cuál es el procedimiento general que analiza un análisis químico?

Un análisis cuantitativo implica una secuencia de etapas que implican desde la definición del problema planteado hasta la elaboración de un informe y sus conclusiones. En algunos casos, es posible omitir una o más etapas; por ejemplo, si la muestra se encuentra en el estado físico y condiciones adecuadas para ser analizada mediante la técnica seleccionada, es posible que no se requiera ningún tratamiento previo de la misma.

6

Métodos de separación

su finalidad es la eliminación de interferentes antes de

proceder a aplicar la técnica analítica seleccionada. Como por ejemplo la cromatografía.

7

Definicion del problema

Elección del método

Preparación de la muestra

¿Es soluble la muestra?

¿Es mensurable la propiedad?

Eliminar interferencias

Medir la propiedad X

Calcular los resultados

Estimar la confiablidad de los resultados

Cambio de forma química

Llevar a cabo la disolución

No

No

Si

Si

DEFINICIÓN DEL PROBLEMA- En esta primera etapa se plantea el tipo de análisis requerido y la escala de trabajo, convirtiendo así las cuestiones generales en cuestiones específicas que puedan responderse a través de medidas.

SELECCIÓN DEL MÉTODO DE ANÁLISIS- Esta etapa resulta fundamental para el éxito del proceso analítico global, La selección del método de análisis generalmente representa un compromiso entre: exactitud requerida, concentración prevista del analito en la muestra, disponibilidad de tiempo, factor económico, complejidad de la muestra y número de muestras bajo análisis, entre otros factores.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA- Para que la información obtenida sea significativa, es necesario que la muestra tenga la misma composición que el resto del material del que se obtuvo. Cuando este material es de gran tamaño y heterogéneo, la obtención de una muestra representativa requiere gran esfuerzo.

TRATAMIENTO DE LA MUESTRA- Son escasos los problemas que se resuelven sin necesidad de tratamiento de la muestra antes de proceder a la medida

La etapa de tratamiento de la muestra ha de llevarse a cabo teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:

Han de evitarse tanto las pérdidas de analito como las posibles contaminaciones introducidas en la muestra.

El analito será transformado a la forma química más adecuada para el método analítico seleccionado. Por ejemplo, la determinación de manganeso mediante espectrofotometría de absorción molecular en el visible requerirá su transformación a MnO4-.

Si es necesario, se eliminarán las interferencias de la matriz, con el fin de incrementar la selectividad del método.

Por supuesto, resulta totalmente inadmisible la introducción de nuevas interferencias.

Debe considerarse la dilución o pre concentración del analito, de manera que éste se encuentre en el intervalo de linealidad del método seleccionado.

LA ELIMINACIÓN DE INTERFERENCIAS- se considera como parte de la preparación de la muestra y resulta indispensable antes de proceder a la etapa de medida, para ello se recurrirá al método de separación más adecuado. No se cuentan con reglas generales para la eliminación de interferencias.

8

PROCESO DE MEDIDA- Todos los resultados analíticos dependen de la medida final de una propiedad física o química del analito. Las valoraciones o titulaciones se encuentran entre los métodos analíticos más precisos. En una valoración, el analito reacciona con un reactivo estandarizado mediante una reacción de estequiometria conocida. La cantidad de reactivo estandarizado necesario para alcanzar la condición de equivalencia se relaciona con la cantidad de analito presente.

La calibración con un estándar externo, la muestra se prepara por separado del estándar. La propiedad analítica medida (S) depende de manera conocida y reproducible de la concentración del analito (CA). En teoría, la medida de la propiedad es directamente proporcional a la concentración según la siguiente ecuación S = K x CA.

EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS, INFORME Y CONCLUSIONES- Los resultados analíticos están incompletos sin una estimación de su fiabilidad. Por tanto, si pretendemos que los resultados tengan valor, debe proporcionarse alguna medición de la incertidumbre relacionada con los cálculos obtenidos. Además, el informe final no sólo debe plasmar los resultados obtenidos sino también las limitaciones concretas del método de análisis empleado. En cualquier caso, éste puede ir dirigido a un especialista o para el público en general, de modo que será necesario asegurarse de que es apropiado para el destinatario previsto. Una vez escrito el informe, el analista puede o no estar implicado en el uso de su información. Como mínimo el analista tiene la responsabilidad de asegurar que las conclusiones que se extraigan de sus datos sean coherentes con los mismos.

5. ¿Cómo se toma una muestra representativa?

Obtención de una cantidad medida de muestra

Muestra representativa del total

Contener la misma proporción de componentes que el producto total.

Importancia del muestreo

Productos a analizar no son homogéneos.

Definición de “Muestra”

a) Material sobre el cual se hace una determinación.

9

b) Material del que se toman porciones para la preparación de un sistema susceptible de mediciones que determinen la cantidad de un constituyente deseado.

TÉCNICAS DE MUESTREO

A) MUESTREO DE SÓLIDOS

Material Homogéneo: Tomar muestra suficiente para poder efectuar las determinaciones requeridas y para conservar una parte (contra muestra) con la que se pueda comprobar algún dato.

Material Heterogéneo: El tamaño de la muestra dependerá de la cantidad de dicho material y de la variación del tamaño de sus partículas

< Número de masas individuales, < tamaño de partículas

B) MUESTREO DE LÍQUIDOS

Líquido Homogéneo: Cualquier porción es representativa.

Emulsiones y suspensiones: Agitar perfectamente antes de tomar la muestra.

Líquidos que circulan en tuberías: Se recomienda dejar correr suficiente líquido antes de tomar la muestra y aplicar método intermitente.

C) MUESTREO DE SÓLIDOS

Se emplean pipetas especiales. Se debe hacer un vacío aproximado de 1 mm de Hg para evitar la contaminación del gas con aire.

Después se llena el recipiente dejando una presión superior a la atmosférica.

MÉTODOS DE MUESTREO

Muestreo mecánico y manual: Confiable y Barato

Muestreo continuo: En movimiento y en banda transportadora.

Muestreo intermitente: Sacar porciones de un determinado nº de material para formar la muestra

10

Muestreo errático: Muestra sin orden o plan prefijado exclusivo de material homogéneo.

ERRORES DURANTE EL MUESTREO

Contaminación Oxidación Cambios en la humedad Pérdida de partículas volátiles o de poco peso

CAUUSAS QUE PROVOCAN VARIACIÓN EN LA COMPOSICIÓN DE LA MUESTRA DESPUÉS DE COLECTADA

Cambios internos Reacción con el aire Interacción de la muestra con el recipiente Ejemplo: recipientes de vidrio provocan Reacciones de intercambio iónico en la superficie del vidrio

6. Buscar en la biblioteca de ITC los libros de química analítica que encuentra y hacer una lista de ellos mencionandoa) Titulob) Autorc) Editoriald) Analogía de impresión

Título: Química analítica/ Autor: Margarita B. Watty / Editorial: Albambra / Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 1982.

Título: Química analítica cuantitativa/ Autor: James s. Rits, George H. Schenk./ tercera ediccion / Editorial: Limosa / Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 1979.

Título: Química analítica moderna/ Autor: W.F. Pickerin, George H. Schenk./ tercera ediccion / Editorial: Reverté / Lugar de impresión: Barcelona-México / Año de impresión: 1979.

Título: Química analítica cuantitativa/ Autor: Arthur L. Vogel; Ver. Castallena de Miguel Catalano/ Editorial: S.E. / Lugar de impresión: Buenos Aires/ Año de impresión: 1960.

11

Título: Cálculos de química analítica/ Autor: Leicerfer F. Hamilton, Stefhen G. Simpon / Editorial: McGraw Hill / Lugar de impresión: México / Año de impresión: 1980.

Título: Química analítica Cualitativa/ Autor: Antonio Areneo; Tr, Javier Arenas de la rosa; Rev Tomas de Iriarte/ Editorial: McGraw Hill / Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 1972.

Título: Química Analítica Cuantitativa/ Autor: H.A. Flaschka y otros / Editorial: C.E.C.S.A. / Lugar de impresión: México / Año de impresión: 1982.

Título: Fundamentos de química Analítica, vol 2/ Autor: Raymundo Luna Rangel/ Editorial: Limusa / Lugar de impresión: México / Año de impresión: 1978.

Título: Soluciones a problemas de química analítica/ Autor: Stephen Brewer / Editorial: Limusa / Lugar de impresión: México / Año de impresión: 1987.

Título: Química Analítica Cuantitativa/ Autor: R.A. Ray y A. L. Underwood; tr, María Cristina Arroyo Espinosa. /5ª Ed/ Editorial: Prentice-Hall / Lugar de impresión: México / Año de impresión: 1989.

Título: Química analítica/ Autor: Douglas A. Skoog/ Editorial: McGraw-Hill/ Cuarta edición / Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 1990.

Título: Química analítica cuantitativa/ Autor: Ludmila Holkova/ Editorial: Trillas/ Segunda edición / Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 1986.

Título: Teoría y problemas de química analítica/ Autor: Adon A. Gordus, Fidel Antonio Cárdenas Salgado/ Editorial: McGraw-Hill/ Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 1991.

Título: Química analítica/ Autor: Douglas A. Skoog, María del Carmen Ramírez/ Editorial: McGraw-Hill/ Sexta edición / Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 1995.

Título: Química analítica/ Autor: Gary D. Christian, traducción por Ma. Teresa Aguilar Ortega/ Editorial: Limusa/ Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 1993.

Título: Fundamentos de química analítica/ Autor: Raymundo Luna Rangel/ Editorial: Limusa/ Segunda edición / Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 1991.

12

Título: Química analítica moderna/ Autor: W.F. Pickering / Editorial: Reverté/ Lugar de impresión: Barcelona/ Año de impresión: 1980.

Título: Introducción a las prácticas de química orgánica parte general y analítica/ Autor: E. Hardagger, traducido por Ramón Contreras Lunares / Editorial: Reverté / Lugar de impresión: Barcelona/ Año de impresión: 1965.

Título: Química analítica/ Autor: Juan Luis Álvarez Jurado/ Editorial: Gráficas Mirte / Lugar de impresión: Sevilla/ Año de impresión: 1990.

Título: Química analítica/ Autor: Douglas A. Skoog y otros/ Editorial: McGraw-Hill/ Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 2001.

Referencias bibliográficas

http://www.quiminet.com/articulos/la-importancia-de-la-quimica-analitica-en-la-industria-6226.htm

http://ocw.usal.es/eduCommons/ciencias-experimentales/quimica-analitica/contenidos/CONTENIDOS/1.CONCEPTOS_TEORICOS.pdf

http://www.uv.es/~baeza/metodo.html

Fundamentos de la Química analítica/ Autor: Douglas A. Skoog y otros/ Editorial: THOMSON/ Lugar de impresión: México/ Año de impresión: 2001.

13