Química Analítica: Fundamentos y Metodología

Química Analítica

• Es una ciencia metrológica que desarrolla y aplica herramientas para obtener información sobre la materia o sistema en estudio.
• Combina aspectos teóricos y prácticos.
• Emplea métodos químicos, matemáticos, físicos e informáticos.
• Se utiliza en diversos campos como medioambiente, farmacia e industria, entre otros.

Metodología en Química Analítica

• Un problema analítico consta de elementos tangibles (problema, objeto, muestra, analito) e intangibles (diseño y planificación).
• El problema analítico deriva de la necesidad de información química.
• El objeto es la entidad que se quiere describir químicamente.
• La muestra es una parte representativa del objeto.
• El analito es la sustancia a medir, cuya presencia, concentración o estructura interesa,

Propiedad Analítica

• Es una propiedad de la materia utilizada para obtener información química.
• Se mide mediante técnicas analíticas.
• Ejemplos: masa, volumen, acidez, basicidad, pH, conductividad, color.

Técnica Analítica

• Es un principio científico para obtener información de una propiedad analítica.
• Implica el uso de un instrumento para medir una señal analítica.
• Ejemplos: gravimetría, volumetría, potenciometría, conductimetría, espectrofotometría.

Instrumento Analítico

• Un dispositivo que transforma una señal no inteligible en una que sí lo es.
• Ejemplos: balanza, bureta, potenciómetro, conductímetro, espectrofotómetro.

Proceso Analítico

• Una serie de pasos para obtener resultados precisos y confiables.
• Incluye:
  • Identificar el problema
  • Establecer los objetivos
  • Seleccionar métodos de análisis
  • Tomar muestras
  • Tratar muestras
  • Medidas
  • Evaluar datos

Evaluación de datos analíticos

• Se evalúa la calidad, se corrige los posibles fallos.
• Se busca determinar el valor verdadero de la cantidad medida.
• Errores en los resultados analíticos
  • Errores accidentales: Resultados discordantes que difieren de otros valores medidos.
  • Errores sistemáticos: Resultados que se desvían siempre en la misma dirección.

Peso de la muestra

• Macroanálisis: ≥ 0,1 g
• Semimicroanálisis: 0,1-0,01 g
• Microanálisis: 0,01-0,001 g
• Ultramicroanálisis: < 0,001 g

Fuentes de información en Química Analítica

• Primarias: Revistas científicas, tesis doctorales, conferencias.
• Secundarias: Revistas de resúmenes, índices, reseñas.
• Terciarias: Enciclopedias, tratados, manuales, diccionarios.

Tipos de Errores Sistemáticos

• Instrumento: Problemas en la calibración de los instrumentos.
• Persona: Debido a la falta de experiencia o error en la medición.
• Materiales: Usar materiales no certificados.
• Método: No usar el protocolo correcto.

Errores Aleatorios

• Son indeterminados, causados por diversos factores incontrolables.
• Son un fenómeno inevitable en toda medición física o química.

Veracidad, Precisión y exactitud

• Veracidad: Mide el grado aproximación a un valor verdadero.
• Precisión: Mide la concordancia entre múltiples resultados obtenidos en la misma forma.
• Exactitud: Se refiere a la combinación de veracidad y precisión.

Constantes de estabilidad

• Se define como la constante de formación.
• Cuanto mayor es la constante de estabilidad, más estable es el complejo.

Equilibrio químico

• Un estado en el que las velocidades de reacción directa e inversa son iguales.
• Caracterizado por las constantes de equilibrio (Kc).
• Las condiciones de temperatura y presión alteran el equilibrio.
• Influenciado por:
  • Temperatura
  • Cambios en la concentración
  • Catalizadores
  • Presión
  • Modificaciones en la composición o cantidad de productos o reactivos.

Ecuación de Henderson-Hasselbalch

• Una ecuación que relaciona el pH de una disolución amortiguadora con las concentraciones del ácido débil y su base conjugada.
• Es una herramienta útil para calcular el pH de una disolución amortiguadora.
• Util en la preparación de disoluciones amortiguadoras con un pH deseado.

Indicadores químicos

• Son sustancias que cambian de color a un pH específico.
• Son útiles para detectar el punto de equivalencia en una titulación.
• Se selecciona un indicador de acuerdo con el rango de pH.

Valoraciones de ácido-base

• Se basa en la medición del volumen de una solución de concentración conocida, que reacciona con un volumen conocido de una solución de la sustancia a determinar.
• La curva de valoración representa el pH medido en función del volumen de valorante agregado.
• Se necesita un indicador para señalar el punto de equivalencia.

Curvas de valoración redox

• Representaciones gráficas del potencial redox de una solución en función del volumen agregado de valorante.
• Las posibles valoraciones son directas o por retroceso,según la forma en la que se produzca la reacción, en relación al valorante utilizado.

Valoraciones complexométricas

• Se basan en la formación de un complejo con el reactivo valorante.
• Los ligandos polidentados son los más utilizados en este tipo de valoraciones.

Precipitación

• Formación de un sólido insoluble en una disolución, comúnmente conocida como precipitado.
• La solubilidad es la máxima concentración de una sustancia que puede disolverse en una disolución a una temperatura dada.
• Producto de solubilidad (Kps): constante de equilibrio que describe la solubilidad de un compuesto poco soluble en agua.
• Un precipitado se puede formar cuando la concentración del producto iónico en la disolución sobresatura.

Este cuestionario explora los principios de la química analítica, incluyendo su metodología y las propiedades analíticas que se utilizan para obtener información sobre la materia. Se analizan los elementos tangibles e intangibles en un problema analítico y se discuten diversas técnicas. Ideal para estudiantes y profesionales interesados en aplicaciones químicas prácticas.