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Química  Analí,ca    QQ  201  

III  PERIODO  2014    SECCIONES:  11am  –  12am  

 Ing.  Alexis  Rodríguez  Horas  de  consulta:  

Lun-­‐Mie:  10am-­‐11am      

QUIMICA  ANALITICA  •  Trata  de  la  separación  y  análisis  de  sustancias  químicas.  

•  Tiene  su  aplicación  en  análisis  de  :  –  Suelo  – Agua  –  Pastos  – Alimentos  –  Compuestos  orgánicos  –  Sustancias  medicinales  –  Fluidos  corporales  – Atmosfera,  etc…  

QUIMICA  ANALITICA  

•  Química  analí,ca  cualita,va:  Determina  que  sustancia  esta  presente.  Se  puede  usar  para  detectar  la  presencia  o  ausencia  de  determinados  elementos.    Ejem.    Color,  Sabor,  etc.  

 •  Química  analí,ca  cuan,ta,va:  Determina  la  can,dad  de  sustancia  presente  en  la  muestra.  

QUIMICA  ANALITICA  

Química  Analí,ca  

Q.  Anali,ca  Cualita,va   Inden,fica  

Q.  Analí,ca  Cuan,ta,va   Cuan,fica  

TIPOS  DE  ANALISIS  CUANTITATIVOS  •  Análisis  parcial  Determina  la  can,dad  de  un  cons,tuyente  determinado  en  una  muestra.  Ejemplo:  Pastos-­‐determinación  de  N.  

•  Análisis  elemental  Determina  la  can,dad  de  cada  elemento  en  la  muestra  sin  importar  los  compuestos  reales  o  iones  presentes.    Ejemplo:    Composición  %  de  la  gasolina  (C,H,O,Pb,  P).  

Análisis  completo:  Determina   la   can,dad   de   cada   cons,tuyente   en   la  muestra.    

 MATERIA  SECA  

HUMEDAD  

Macronutrientes    

Micronutrientes    

pH    

SUELO  

METODOS  ANALISIS  CUANTITATIVOS  

Gravimétricos:  Consiste  en  la  determinación  de  los   cons,tuyentes   de   una   muestra   por   la  medida  de  sus  masas.  Los  ,pos  de  métodos  gravimétricos  son:    •  Precipitación  •  Vola,lización  •  Intercambio  iónico  •  Extracción  con  disolvente  

METODOS  ANALISIS  CUANTITATIVOS  Volumétricos:   Consiste   en   añadir   un   volumen  dado  de  un  reac,vo  de  concentración  conocida  a  una   disolución   problema   cuya   concentración   se  desea  determinar.  Los  ,pos  de  métodos  volumétricos  son:  •  Acido-­‐Base  •  Precipitación  •  Complejos  •  RedOx    

METODOS  ANALISIS  CUANTITATIVOS  Fisicoquímicos   o   de   análisis   instrumental:  Consiste  en  medir  alguna  propiedad  del  sistema  en   observación   que   este   cuan,ta,vamente  relacionado   con   la   can,dad   de   cons,tuyente  que  se  determina.  Tipos  de  métodos  fisicoquímicos  •  Métodos   óp,cos:   Espectrofotometría,  Colorimetría.  

•  Métodos   eléctricos:   Nos   dan   el   resultado   de  reacciones  químicas.  

Repaso  •  La  materia  se  clasifica  en  

– Sustancia   pura:   un   elemento   o   un   compuesto,   su  composición  es  definida  y  fija,  son  homogéneos  

– Mezcla:   su   composición   puede   variar,   pueden   ser  homogéneos   (igual   en   todas   sus   partes)   o  heterogéneos  (diferente).  

Una   solución   es   una   mezcla   homogénea,   su  composición  y  apariencia  es  uniforme.  

Clasificación  de  la  materia  

SOLUCIONES  Son   mezclas   homogéneas   de   composición  variable.  Mezcla  homogénea:  Solución=Soluto  +  Solvente  Ejem:  Agua  +  Azúcar    Mezcla  heterogénea:  No  se  disuelve  el  soluto  en  el  solvente.    Ejem.  Agua  +  Aceite  

Tipos  de  soluciones  Las  soluciones  son  mezclas  homogéneas  en  las  que  sus  componentes  pueden  variar  sus  estados  o  fases.  •  Líquidas-­‐Líquidas  •  Sólidas-­‐Solidas  •  Gas-­‐Gas  •  Cuantas  más?  

Soluto   Solvente   Ejemplo  

Gas   Gas   Aire  

Gas   Líquido   Bebidas  carbonatadas  

Líquido   Líquido  An,congelante  en  el  

radiador  del  carro  

Líquido   Sólido   Amalgamas  dentales  

Sólido   Sólido   Suelo  fer,lizado  

Sólido   Líquido   Agua  azucarada  

Sólido   Sólido   Bronce  (zinc  en  cobre)  

Tipos  de  soluciones  

Componentes  de  una  solución  

:  Componente  que  en  solución  esta  en  menor  can,dad.  

:  Componente  que  en  una  solución  esta  en  mayor  can,dad.  

 =  Soluto  +  Solvente  

Clasificación  de  las  soluciones  

•  Soluciones  Saturadas:  Son  aquellas  que  se  encuentra  en  equilibrio  con  la  concentración  del  soluto.  

•  Soluciones  Insaturadas:  Son  aquellas  en  la  cual  la  concentración  del  soluto  es  menor  que  la  que  se  da  en  solución  saturada.  

•  Soluciones  Sobresaturadas:  Son  aquellas  en  la  cual  la  concentración  del  soluto  es  mayor  en  la  solución.  

Concentración  Es  aquella  medida  de  la  can,dad  de  soluto  y  solvente,  o  sea  la  relación  del  soluto  y  solvente.  Existen:  •  Soluciones  concentradas  •  Soluciones  diluídas                                                          Diluído                                          Concentrado  

Métodos  cuanKtaKvos  

•  Partes  por  millón:  Son  las  partes  de  masa  de  un  soluto  por  millón  de  partes  de  masa  o  volumen  de  solución.  (mg/L)  

•  Partes  por  billón:  Son  las  partes  de  masa  de  un  soluto  por  billón  de  partes  de  masa  o  volumen  de  solución.(µg/L )  

•  Partes  por  mil:  Son  las  partes  de  masa  de  soluto  por  miles  de  partes  de  volumen  o  masa  de  solución.  (g/L)  

Métodos  cuanKtaKvos  

Ejercicios  aplicados  

•  Calcular  el  porcentaje  referido  a  la  masa  de  cloruro  de  sodio  si  se  disuelven  19g  de  esta  sal  en  suficiente  can,dad  de  agua  para  obtener  175g  de  solución.  

 •  Calcular  la  can,dad  en  gramos  de  azúcar  que  deben  de  disolverse  en  825g  de  agua  para  preparar  una  solución  de  azúcar  al  20,0%.  

•  Calcular:  a. El   porcentaje   peso-­‐volumen   (%p/v)   de   soluto   de   una   solución  formada  por    80g    de  soluto  disueltos  en    500mL  de  solución.  

b. Si  la  densidad  de  la  solución  es    1,1  g/mL,  calcular  el  porcentaje    peso-­‐peso  (%p/p)  de  solvente.  

•  Que  peso  de  agua  debe  emplearse  en  disolver  25g  de  NaCl  para  obtener  una  solución  al  8%p/p.  

•  Calcular   las   ppm,   ppb   y   ppt,   si   disolvemos   1,5g   de   KCl   en  900mL  de  solución.  

•  Preparar  1500mL  de  una  solución  que  contenga  300ppm(mg/L)   de   hierro   (Fe).   ¿Qué   can,dad   de   FeSO4   se   necesita   para  preparar  la  solución?  

El    ácido  clorhídrico  concentrado  ,ene  una  densidad  de  1,19g/mL  y   37%   en   peso   de   HCl   ¿Cuántos   mL   deben   tomarse   del   ácido  concentrado  para  preparar  una  solución  0,10M.    Se  realizó  un  análisis  del  nitrógeno  de  un  suelo  (mediante  una  mineralización   Kjeldahl),   con   0,100   g   de   suelo   seco   al   aire,    0,50  g  de  mezcla  catalizadora  y  5,0  mL  de  H2SO4  concentrado.  Tras   4  horas  de  diges,ón  a  450°C   se   llevó   a   50  mL   con  agua  des,lada.   En   ese   extracto   se   determinó   el   N   (mediante  colorimetría)  y  se  obtuvo  un  resultado  de  8,0  mg  N/L.  Calcular  la  concentración  de  N  en  el  suelo,  expresando  el  resultado  en  %  de  suelo  seco.      

Ejercicios  

…más  ejercicios  Las  normas  de  protección  de  medio  ambiente  fijan  un  límite  para  el  SO2  en  el  aire  de  0,365mg/m3  ¿se  habrá  excedido  dicho  límite  si,  en  un  análisis,  se  han  encontrado  0,120ppm?  ρaire  =  1,3g/L              Los  nitratos  (NO3)  en  aguas  de  consumo  pueden  suponer  un  riesgo  para  la  salud  si  su  concentración  es  superior  a  10ppm  ¿Será  apta  para  consumo  un  agua  que  contenga  una  concentración  de  0,008g/L  de  nitratos?      

Métodos  cuan,ta,vos  

Normalidad  Cuando  una  solución  se  u,liza  en  una  reacción  de  ácidos  con  bases,  los  cienqficos  suelen  preferir  expresar  la  concentración  en  términos  de  normalidad(eq-­‐g/L).    

Peso  equivalente  de  ácidos,  bases  y  sales  es  numéricamente  igual  al  peso  molecular  (PM)  dividido  por  la  carga  neta  representada  en  la  formula.    

Normalidad  

Calcular…  Los moles, milimoles, equivalentes-gramos y miliequivalentes-gramos en los siguientes casos.  a) 30 g H2SO4  b) 3 g Mg+2  c) 12 g KOH

d) 2 g Ca3(PO4)2  

Ejercicios  

•  Calcular  la  Normalidad  de  0,5L  de  solución  que  con,ene  5,6g  de  HCl  sabiendo  que  su  concentración  es  de  38%  y  su  densidad  es  de  1,25g/mL.  

•  Calcular  la  molaridad,  la  molalidad  y  normalidad  de  una  solución    de  K2CO3,  que  con,ene  22%  en  peso  de  la  sal  y  ,ene  una  densidad  de  1,24g/mL.