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INTRODUCCION A QUIMICA ANALITICA
1.- Comprender el rol que la química analítica tiene en el desarrollo de la ciencia y la tecnología.
2.- Adquirir criterio químico para enfrentar un análisis químico real.
3.- Desarrollar criterios para juzgar la exactitud y precisión de datos experimentales mediante aplicación de métodos estadísticos.
Objetivos tema 1
Objetivos clase 1
1.Comprender el análisis cualitativo típico aplicado en minería.
Química analítica
«Es la rama de la química que tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra, mediante diferentes métodos de laboratorio».
«Ciencia que desarrolla y mejora métodos e instrumentos para obtener información sobre la composición y naturaleza química de la materia».
Química analítica
Luminol
Revela sangre mediante
emisión de luz
Análisis cuantitativo
Análisis cualitativo
Revela la cantidad de elementos de una muestra o analitos en forma numérica
Revela la identidad de elementos de una muestra
¿Que hay en la muestra?
¿Cuánto hay de muestra?
Analitos son los componentes de una muestra que se quiere analizar
Análisis cuantitativo típicoElección del
métodoObtención de
la muestra
Preparación de la muestra
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
Eliminar interferencias
Medir la propiedad X
Calcular los resultados
Estimar la confiabilidad
de los resultados
No
Cambio de forma
química
SiNo
Si
Análisis cuantitativo típicoElección del
métodoObtención de
la muestra
Preparación de la muestra
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
Eliminar interferencias
Medir la propiedad X
Calcular los resultados
Estimar la confiabilidad
de los resultados
No
Cambio de forma
química
SiNo
Si
Elección del método
Concentración de la muestra
Exactitud de los resultados
Componentes de la muestra
Propiedades físicas y químicas de la muestra
Numero de muestras
Debemos considerar 5 factores
Elección del método
Concentración de la muestra
Métodos volumétricosMétodos gravimétricos
Métodos espectroscópicos
Elevada Pocos ppm
Sensibilidad menor
Cantidad mínima de especie química detectable en un ensayo.
Mas económicos Elevados precios
Sensibilidad mayor
Sensibilidad
Exactitud de los resultados
como el grado de concordancia entre el resultado y un valor de referencia certificado.
Se define como
realizar mayor cantidad de medidas y cuidados lo que aumenta considerablemente el tiempo de las medidas.
Aumentarla implica
Elección del método
Usted propone un método de precipitación para determinar el contenido de aluminio en una muestra, una empresa ´´A´´ le pide una exactitud entre 1 y 2 mg/L y la empresa B le pode una exactitud de 5 mg/L, el procedimiento químico se detalla a continuación, las empresas ya determinaron que concentración de aluminio en la muestra es de 20 ppm, la concentración de hierro es 3 ppm.
FeCl3 (ac) + 3 NH3 (ac) + 3 H2O (l)--- Fe(OH)3 (s) + 3 NH4Cl(ac)
AlCl3 (ac) + 3 NH3 (ac) + 3 H2O (l) --- Al(OH)3 (s) + 3 NH4Cl (ac)
precipitan
Reacciones
Ejercicio 1
El fundamento consiste en pesar el precipitado obtenido, el problema es que el precipitado que se obtiene contendrá el compuesto de aluminio y el de hierro
Nos exigen una exactitud entre
0,5 y 1 mg/L
Eliminar el aluminio para que no interfiera en los resultados.
Cuando se cuantifican las masas , la masa total del Hierro se ve afectada por la de el Aluminio.
La separación del hierro no es necesaria.
Nos exigen una exactitud de unos 5 mg/L
Elección del método
¿Que otros componentes hay en la muestra?
Análisis cualitativo
Para lograrlo se realiza un
Si hay mas componentes
Hay que realizar una separación
Hay diferentes aleaciones de aluminio, si se quiere determinar un elemento en partícula de la aleación hay que averiguar que otros elementos lo componen y separarlos.
Ejemplo
Elección del método
¿Cuáles son las propiedades físicas y químicas de la muestra?
Analizar el estado físico del soluto, perdidas por volatilidad o si su composición puede cambiar en las condiciones de laboratorio.
El NaOH absorbe agua del ambiente ,lo que provoca errores en la pesada.
Ejemplo
Analizar el estado físico del soluto, perdidas por volatilidad o si su composición puede cambiar en las condiciones de laboratorio.
¿ Cuales son las propiedades físicas y químicas de la muestra?
Ej: El NaOH absorbe agua ,lo que provoca errores en la pesada.
Elección del método
¿Cuántas muestras se deben analizar?
se puede invertir tiempo en operaciones preliminares, calibración de equipos, investigar camino o atajos mas cortos
Minimizan los pasos preliminares
pocas muchas
El costo de estas operaciones se divide entre todas las muestras
Se puede hacer porque
Es muy importante la investigación bibliográfica, sobre que método resulta mejor
Análisis cuantitativo típicoElección del
métodoObtención de
la muestra
Preparación de la muestra
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
Eliminar interferencias
Medir la propiedad X
Calcular los resultados
Estimar la confiabilidad
de los resultados
No
Cambio de forma
química
SiNo
Si
Obtención de la
muestra
Es el material sobre el cual se hace una determinación, parte representativa de la materia objeto de análisis.
¿Que es una muestra?
El proceso mediante el cual se reduce el tamaño de una población muestral a una cantidad de material homogéneo que se pueda manipular en forma adecuada en el laboratorio y cuya composición es representativa de la población
Se logra mediante el ´´muestreo´´ que se define como:
Obtención de la
muestra
Un análisis de sangre requiere varias muestras, varios frascos.
Asegura representatividad y confiabilidad en los resultados
ejemplo
¿Como lograríamos esto si queremos analizar el porcentaje de un cierto mineral en una mina descubierta recientemente?
Aplicación minera
Análisis cuantitativo típicoElección del
métodoObtención de
la muestra
Preparación de la muestra
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
Eliminar interferencias
Medir la propiedad X
Calcular los resultados
Estimar la confiabilidad
de los resultados
No
Cambio de forma
química
SiNo
Si
Solidas
• Depende, por ej si se quiere medir el pH del agua de mar o de un rio, puede medirse directamente.
• Si se guardan en recipientes abiertos, pueden evaporarse sus componentes (gases o líquidos) ej los gases sanguíneos podrían contaminarse con otros gases atmosféricos.
Liquidas
Preparación de la muestra
• Trituración y mezcla para homogenizar• Desecar ya que el agua puede afectar la
composición
• El pH del agua de mar o un rio puede medirse directamente
Molino de bolas
Preparación de la muestra
Aplicación mineraA
niv
el d
e la
bo
rato
rio
Análisis cuantitativo típicoElección del
métodoObtención de
la muestra
Preparación de la muestra
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
Eliminar interferencias
Medir la propiedad X
Calcular los resultados
Estimar la confiabilidad
de los resultados
No
Cambio de forma
química
SiNo
Si
El solvente elegido debe ser capaz de
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
No
Cambio de forma
química
SiNo
¿Es soluble la muestra?
Disolver toda la muestra ,incluido el analito de forma rápida y completa.
El disolvente usado en la mayoría de los casos es el agua, llamado disolvente universal, siendo de fácil acceso
nota
Llevar a cabo disolución
química
No¿Es soluble la muestra?
La alta estabilidad de las redes cristalinas que formas minerales nos obliga a usar métodos
extremos para disolver minerales
calentamiento con ácidos o bases fuertes, agentes reductores, oxidantes o combinación , fundir la muestra etc.
Se logra con
Aplicación minera
lixiviación
No son solubles debido a
𝐶𝑢𝑂+𝐻2𝑆𝑂4→𝐶𝑢𝑆𝑂4+𝐻2𝑂REACCION DE TENORITA CON ACIDO SULFURICO
Análisis cuantitativo típicoElección del
métodoObtención de
la muestra
Preparación de la muestra
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
Eliminar interferencias
Medir la propiedad X
Calcular los resultados
Estimar la confiabilidad
de los resultados
No
Cambio de forma
química
SiNo
Si
Es mesurable la propiedad
Eliminar interferencias
Cambio de forma
química
No
Si
Hay que hacer una nueva transformación química
acero
Se mide su absorbancia
MnO4-
Se obtiene una solución de manganeso
Se disuelve formando Mn+2
No hay un método para Mn+2, así que se transforma a
Análisis cuantitativo típicoElección del
métodoObtención de
la muestra
Preparación de la muestra
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
Eliminar interferencias
Medir la propiedad X
Calcular los resultados
Estimar la confiabilidad
de los resultados
No
Cambio de forma
química
SiNo
Si
Eliminar interferencias
Las especies ajenas al analito con efecto en la medida final se llaman
interferentes o interferencias
¿El pH de una mezcla de ácidos, serviría para determinar la
concentración de cada acido?
Las interferencias pueden atenuar o intensificar la propiedad a medir. Pocas propiedades físicas y químicas son exclusivas de una especie química.
Medir la propiedad X y calcular resultados
Preparación de la muestra
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
Eliminar interferencias
Medir la propiedad X
Calcular los resultados
Estimar la confiabilidad
de los resultados
No
Cambio de forma
química
SiNo
Si
Elección del método
Obtención de la muestra
Medir la propiedad X • Acidez
• Conductividad• Absorbancia• Difracción• Fluorescencia• etc
Los químicos han desarrollado diversos métodos para medir propiedades de las muestras y así determinar su
concentración
Preparación de la muestra
Es soluble la muestra
Es mesurable la propiedad
Llevar a cabo disolución
química
Eliminar interferencias
Medir la propiedad X
Calcular los resultados
Estimar la confiabilidad
de los resultados
No
Cambio de forma
química
SiNo
Si
Elección del método
Obtención de la muestra
