Introducción a la Química Analítica PDF

01/02/2025 Química Analítica QUIMICA ANALÍTICA I  Rama de la Química que estudia la composición...

01/02/2025 Química Analítica QUIMICA ANALÍTICA I  Rama de la Química que estudia la composición química de una muestra.  Se ocupa de la caracterización química de la materia y de la respuesta a dos interrogantes:  Que es (Análisis Cualitativo)  Cuánto hay (Análisis Cuantitativo) AGOSTO 2024 Química Analítica Química Analítica  Análisis cualitativo:  Análisis cuantitativo: Establece la identidad química de las especies Determina la cantidad de las especies o en la muestra analitos en la muestra. NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl (Precipitado blanco) AgNO3 0.01N K2CrO4 Analito: Componentes que se determinan en Analito: Componentes que se determinan en una muestra una muestra Química Analítica Química Analítica CLINICOS  Química analítica desempeña un papel importante en  Determinación de dióxido de carbono en suero para detectar perdida/retención de muchas áreas: líquidos, desequilibrio en electrólitos y función renal y pulmonar. FARMACIA  Preparación de medicamentos para cada paciente.  Por ejemplo: AMBIENTAL  Contenido nutrimental en alimentos.  Determinación de hidrocarburos, óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono presentes en los gases para determinar la eficiencia de los equipos que controlan la  Restos de plaguicidas u otros contaminantes en un río. emisión de gases.  Análisis clínico de una persona. ALIMENTOS  Composición de un producto terminado.  Nitrógeno en los alimentos permite determinar su contenido de proteína. INDUSTRIA  Ajuste de concentraciones de carbono, níquel, cromo, etc. Aumenta fuerza, dureza, resistencia a la corrosión y ductilidad en acero. 1  01/02/2025 Química Analítica y su relación con otras ciencias Química Analítica y su relación con otras ciencias Química Ingeniería Biología civil Geología Química Medicina Analítica Ciencias Ciencia de los ambientales materiales Agricultura Conceptos utilizados en Química Analítica  Muestra: Parte representativa de la materia que será analizada  Análisis: Proceso que proporciona información física o química acerca de una muestra o sus componentes. C O N C E P T O S U T I L IZ A D O S E N  Analito: Componente(s) de interés de una muestra, los Q U Í M I CA A N A L Í T I CA cuales serán medidos. Conceptos utilizados en Química Analítica  Matriz: Todos los componentes de la muestra que no son los analitos.  Alícuota: Parte que se toma de un volumen (alícuota  Interferencia: Especie química que causa resultados erróneos en los análisis y pueden alterar la medición real del analito líquida) o de una masa (alícuota sólida) iniciales, para ser usada en una prueba de laboratorio.  Blanco: Consiste en analizar todos los reactivos que se utilizan en el método de análisis en las mismas cantidades/condiciones a través del mismo  Muestreo: Proceso de selección del material procedimiento analítico SIN la muestra problema/real. representativo que se va a analizar.  Revela errores debidos a contaminaciones de los reactivos o de los recipientes empleados en el análisis 2  01/02/2025 Conceptos utilizados en Química Analítica Conceptos utilizados en Química Analítica  Técnica: principio físico o químico utilizado en el estudio de  Procedimiento: Conjunto de información un analito. Medio de obtener información sobre el analito. escrita en la que se detalla la forma de aplicar Ejemplo: Espectroscopia de Absorción Atómica, se basa en un método a una muestra concreta. Incluye instrucciones sobre la forma adecuada de la propiedad física de los átomos para absorber la luz. tomar la muestra, manejo de interferencias y validación de los resultados.  Ej: Manuales de prácticas  Protocolo: Es un procedimiento avalado por un organismo reconocido nacional/internacionalmente para analizar una muestra.  Método: Operaciones y técnicas aplicadas una muestra para  Ej: La EPA tiene protocolos para determinar estudiar un analito en una matriz especifica. niveles de contaminantes en diferentes muestras. Ejemplo: Método para determinar Plomo en sangre es diferente del de Pb en agua o en suelo. MÉTODOS ANALÍTICOS CUANTITATIVOS M É T O D O S G R AV I M É T R I C O S : S E D E T E R M I N A E L P E S O D E U N ANALITO O DE ALGÚN COMPUESTO QUÍ MI CO REL ACI ONADO CON ÉL. Clasificación de los métodos de EJEMPLOS: a ) P R E C I P I TA C I Ó N Análisis b ) E L E C T R O D E P O S I TA C I Ó N c ) V O L AT I L I Z A C I Ó N D I R E C TA I N D I R E C TA : D E T ERMINA CIÓN D E H U MEDAD E Q UIPO U T I LI ZA DO: B A L ANZ A A NA LÍ TI CA ( + /- 0. 1 M G) MÉTODOS ANALÍTICOS MÉTODOS ANALÍTICOS CUANTITATIVOS CUANTITATIVOS M É TODOS V O LUMÉTRICOS : SE MI DE EL VOLUMEN DE UNA M É TODOS E S PECT ROS CÓPICOS: SE EXPLORA L A INT ERACCI ÓN QUE DI SOLUCIÓN (O S OLUCI ÓN) DE CONCENTRACIÓN CONOCIDA QUE REACCIONA CON EL ANALITO DE UNA MUESTRA. E X I S T E E N T R E L A R A D I A C I Ó N E L E C T R O M A G N É T I C A ( U V, I R , R A Y O S X , V I S I B L E ) Y L O S Á T O M O S O M O L É C U L A S D E L A N A L I T O, A S Í C O M O L A EMI SI ÓN DE RA DIA CI ÓN ELECT ROMA GNÉTI CA POR LOS ANA LI T OS. T I POS D E RE A CCIONES V O LUMÉT RICA S: 1.- NEUTRALIZACIÓN 2.- REDOX 3.- COMPLEJOS 4. - P R E C I P I TA C I Ó N 3  01/02/2025 En base al tipo de análisis MÉTODOS ANALÍTICOS CUANTITATIVOS A. Análisis inorgánico u orgánico B. Análisis completo o parcial (todos los componentes o M É TODOS E L E CTROANALÍ TI COS: SE MI DEN PROPIEDA DES ELÉCT RICAS DE LOS A NA LIT OS COMO EL solo algunos) POT ENCIA L, L A CORRIENT E, L A RES IS T ENCIA Y L A CANTI DA D DE CA RG A ELÉCT RICA. C. Análisis proximal/inmediato. Determinación conjunta de un grupo o familia de compuestos químicos estrechamente relacionadas D. Análisis elemental Clasificación General de los Métodos de Análisis Cuantitativo De acuerdo con el tamaño de la muestra A) Gravimétricos Precipitados Electrodepositacion 1.- Medida final Volatilización del análisis B) Volumétricos Titulación Gasométricos Método Muestra en (mg) o (µL) C) Instrumentales Espectroscopicos Electroanaliticos Meso (Macro) >100 A) Inorgánico y orgánico 2.- Tipo de Semimicro 10-100 análisis B) Parcial y completo T C) Proximal y elemental r Micro 1-10 a z A) Macro a Ultramicro Q (tabulada) descartar sin razón el dato. El valor sospechoso debe descartarse  La prueba Q se considera un Valores de Q para rechazo de datos método apropiado para tomar Q 0.94 0.76 0.64 0.56 0.51 0.47 0.44 0.41 esta decisión 90% No 3 4 5 6 7 8 9 10 Ob MANEJO DE ERRORES BRUTOS MANEJO DE ERRORES BRUTOS PRUEBA Q PRUEBA Q  Se realiza un análisis del agua potable de la ciudad para determinar el  Un analista realiza la cuantificación de plomo en una muestra de pintura arsénico. El análisis proporcionó valores de 5.64, 5.60, 5.69, 5.81 y del cual se obtuvieron los siguientes valores 8.50, 8.58, 8.55, 8.52 y 5.70 ppm. El valor 5.81 parece ser anormal; ¿debería rechazarse dicho 9.93 ppb. El valor 9.93 parece ser anormal; ¿debería rechazarse dicho valor a un nivel de confianza de 95%? valor a un nivel de confianza de 90%? Calcula el promedio y desviación Q = Desvío Desvío= Diferencia entre el valor sospechoso y su estándar de los datos. Amplitud valor más cercano Desvío= Diferencia entre el valor sospechoso y su Amplitud= Diferencia entre los valores extremos Q = Desvío valor más cercano Amplitud Amplitud= Diferencia entre los valores extremos 9  01/02/2025 Ejercicios  1-Se obtuvieron los siguientes valores para la concentración de NO3- (mg/L) en una muestra de agua: 0.403, 0.410, 0.401 y 0.220. La última medida es sospechosa. ¿Debe ser rechazada? Utiliza la prueba Q con 90% de confianza para aceptar o descartar el valor dudoso. Una vez que decida si el valor se elimina o no, calcular promedio y desviación estándar.  2- Se determino el contenido de Cd 2+ (mM) en una muestra sanguínea obteniendo los resultados 1.84, 1.92, 1.94, 1.92, 1.85, 1.91 y 2.01 mM. Determina si el punto 2.01 es un valor anómalo (90% de confianza). Una vez que decida si el valor se elimina o no, calcular promedio y desviación estándar.  3-Una muestra estándar que contiene una concentración real de 102 mg/L de cloruro fue analizada por 2 químicos recién contratados. Calcule promedio, error relativo, error absoluto y desviación estándar. Mencione cuál de los 2 químicos trabaja mejor (exactitud y precisión) en el laboratorio, justifique su respuesta.  Químico 1: 101.5, 101.3 y 100.9 mg/L.  Químico 2: 102.5, 97.9 y 100.5 mg/L.  4-Se analizan réplicas de muestras de agua para determinar pureza, obteniendo los siguientes resultados: 102.2, 102.8, 108.9, 102.3, 101.4 ppm CaCO3. Determine promedio, desviación estándar, varianza y coeficiente de variación Ejercicios 10