Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Química Bioquímica y Farmacia
Departamento: Quimica
Área: Qca Analitica
(Programa del año 2016)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
QUIMICA ANALITICA III LIC. EN QUIMICA 3/11 2016 2° cuatrimestre
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
MARTINEZ, LUIS DANTE Prof. Responsable P.Tit. Exc 40 Hs
GIL, RAUL ANDRES Prof. Colaborador P.Adj Exc 40 Hs
GONZALEZ, SILVIA PATRICIA Prof. Colaborador P.Asoc Exc 40 Hs
GUIÑEZ, MARIA EVANGELINA Responsable de Práctico A.1ra Simp 10 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total B - Teoria con prácticas de aula y laboratorio Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
5 Hs.  Hs.  Hs. 3 Hs. 8 Hs. 2º Cuatrimestre 01/08/2016 18/11/2016 15 120
IV - Fundamentación
Las técnicas instrumentales de análisis basados en la absorción (molecular y atómica),la emisión de radiación (molecular y atómica), como también las técnicas electroquímicas tienen actualmente su mayor aplicación al análisis de trazas debido a su elevada sensibilidad y precisión. Consideramos de vital importancia el conocimiento de los principios teóricos que la sustentan por parte de los alumnos que cursan la Licenciatura en Química.
V - Objetivos
El objetivo del curso es que el alumno adquiera los principios básicos, características de funcionamiento y principales aplicaciones de las técnicas instrumentales basadas en la absorción de radiación electromagnética, emisión de radiación como también las técnicas electroquímicas. Conocer sus aplicaciones al análisis de trazas, los efectos interferentes y el equipamiento actualmente disponibles en el mercado..
VI - Contenidos
Tema 1
Introducción al análisis químico instrumental. Clasificación de los métodos analíticos. Tipos de métodos instrumentales. Instrumentos de análisis químico. Señal y ruido. La relación señal-ruido. Fuentes de ruido en el análisis instrumental.

Tema 2
Calibración de métodos instrumentales. La regresión lineal como herramienta de calibración. Selección de un método instrumental. Limite de detección y cuantificación.

Tema 3
Espectrometría de absorción molecular. Propiedades de la radiación electromagnética. Propiedad ondulatoria. Interacción de la radiación con la materia. Absorciometría: teoría. Ley de Lambert-Beer. Desviación de la Ley de Beer. Errores. Aplicaciones. Espectrometría UV-Visible. Instrumentación. Fuentes de error y precauciones operacionales. Métodos de evaluación. Aplicaciones en el análisis químico.

Tema 4
Emisión molecular. Fluorescencia y fosforescencia. Principios. Variables que afectan a la fluorescencia y a la fosforescencia. Medición de fluorescencia. Instrumentos. Fluorímetros y espectrofluorímetros. Aplicaciones.

Tema 5
Turbidimetría, nefelometría. Aplicaciones. Polarimetría: Principios generales. Refracción doble. Compuestos ópticamente activos. Variables que afectan la rotación óptica. Polarímetros. Aplicaciones.

Tema 6
Espectrometría atómica. Generalidades. Origen de los espectros de emisión y absorción. Leyes que los rigen. Leyes que vinculan la energía radiante con la longitud de onda de la radiación. Fuentes de radiación. Fuentes de atomización, Horno de Grafito y Llama, monocromadores, modulación de la señal, detector y sistemas de lectura y registro. Sensibilidad y límite de detección. Interferencias: clasificación. Métodos de corrección. Técnicas analíticas. Aplicaciones al análisis de vestigios. Ventajas y limitaciones. Modos de evaluación directo, agregado patrón y patrón interno. Aplicaciones analíticas.

Tema 7
Espectrometría de emisión por llama. Generalidades. Equipos. Estructura de la llama. Emisión de los gases de la llama. Espectros de emisión metálicos: atómicos, iónicos y de banda. Interferencias. Uso de solventes orgánicos. Técnicas determinativas. Aplicaciones.

Tema 8
Espectrometría de Emisión Óptica asociada al Plasma acoplado Inductivamente (ICP-AES). Introducción. Principios y mecanismos. Instrumentación. Técnicas determinativas. Aplicaciones. Análisis de trazas.

Tema 9
Flourescencia atómica. Fundamentos. Origen y tipos de espectros. Instrumentación. Fuentes. Instrumentos dispersivos. Instrumentos no dispersivos. Aplicaciones.

Tema 10
Espectroscopia de rayos X. Excitación atómica. Espectro electromagnético. Radiación X primaria. Radiación X secundaria o fluorescente. Bordes o cantos de absorción. Estudio de la intensidad fluorescente de muestras multicomponentes. Determinación analítica por espectrometría de Rayos X. Fundamentos del método. Instrumentos dispersivos en energía y longitud de onda. Descripción de equipos. Tubos de Rayos X. Detectores de flujo y centelleo - Usos. Colimadores grueso y fino. Filtros. Cristales analizadores-aplicaciones. Sistema de medidas bajo condiciones de vacío. Sistema de medidas bajo condiciones de presurización de cámara en helio. Ventajas y desventajas de la espectrometría de Rayos X. Alcances de la técnica.
Análisis cualitativo. Interpretación de espectros. Identificación de líneas espectrales (picos). Análisis semicuantitativo. Análisis cuantitativo. Distintos métodos de análisis. Precisión de las determinaciones. Límites de determinación y detección - Distintos niveles de confianza. Aplicaciones y ejemplos.

Tema 11
Métodos Electroanalíticos. Estudio de los conceptos básicos y fundamentales. Definición de celda electroquímica. Celdas galvánicas y electrolíticas. Representación esquemática de celda. Potenciales de celdas. El potencial de electrodo. Potencial estándar de electrodo. Medidas de potencial. Potencial de junta liquida. Su vinculación con las concentración de las especies electroactivas. La ecuación de Nerst. Tipos de electrodos. Electrodos de referencia. Electrodos indicadores. Electrodos metálicos de primera, segunda y tercera especie. Electrodos redox. Electrodos de membrana, electrodos selectivos de iones.

Tema 12
Corrientes en las celdas electroquímicas. Corrientes faradaícas y no faradaícas. Transporte de masa en la celda electroquímica. Curvas corriente-potencial. Polarizacion por concentración.
Métodos Electroanalíticos. Clasificación: Métodos desarrollados en el seno de la solución: Conductimetrías. Medida de conductividad. Titulaciones conductimétricas. Aplicaciones.

Tema 13
Metodos desarrollados en la interfase electrodo-solución: Potenciometrías directas. Titulaciones potenciométricas. Aplicaciones. Métodos electrogravimétricos Aplicaciones. Métodos coulombimétricos . Coulombimetrías a corriente constante y a
potencial constante. Titulaciones coulombimétricas. Ventajas. Aplicaciones.

Tema 14
Voltamperometrías. Electrodos indicadores: gotero de mercurio, sólidos químicamente modificados, de enzimas y ultramicroelectrodos. Voltametría a corriente contínua: de barrido lineal (polarografía) y cíclica. Aplicaciones. Voltamperometrias que aplican pulsos de potencial: onda cuadrado, pulso diferencial. Aplicaciones. Voltamperometría de redisolución anódica y catódica. Aplicaciones .Titulaciones amperométricas. Aplicaciones.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
1.- Celdas electroquímicas. Pilas de corrosión.(3 h)
2.- Potenciometrías. Potenciometrías directas: medidas de pH, pIon.(3h).Titulaciones potenciométricas.(3 h)
3.- Conductimetría. Titulaciones Conductimétricas. (3 h)
4.- Voltamperometrías. Voltametría cíclica.Voltametrías de pulso de potencial.(3 h)
5.- Absorciometría espectrofotométrica I: Trazado de la curva espectral y de la curva de calibración. Aplicaciones analíticas (3 h)
6.- Fluorescencia molecular. Trazado de espectros de excitación y de emisión. Aplicaciones analíticas.(3 h)
7.- Determinación del contenido de sodio y potasio en una muestra de agua por espectrometría de emisión por llama.(3 h)
8.- Determinación del contenido porcentual de níquel en una muestra de acero por espectrometría de absorción atómica.(3 h)
9.- Análisis de elementos trazas en una muestra compleja mediante espectrometría de emisión por plasma de inducción.(3 h)
10.- Análisis de distintos elementos presentes en una muestra de origen mineral por fluorescencia de rayos X.(3 h)


NORMAS GENERALES Y ESPECIFICAS DE SEGURIDAD SEGUN LO ESTABLECIDO POR RESOLUCION 156/08:
NORMAS GENERALES
Usar guardapolvo con puños, entallados y a la altura de la rodilla, de preferencia de algodón.
Usar protección para los ojos tales como lentes de seguridad, guantes apropiados
No se permitirá la entrada al laboratorio con: faldas, pantalones cortos, medias de nylon, zapatos abiertos y cabello largo suelto.
No comer, beber, ni fumar en los lugares de trabajo.
Trabajar con ropa bien entallada y abotonada.
Mantener las mesas siempre limpias y libres de materiales extraños (traer repasador).
Colocar materiales peligrosos alejados de los bordes de las mesas.
Arrojar material roto sólo en recipientes destinados a tal fin.
Limpiar inmediatamente cualquier derrame de producto químico.
Mantener sin obstáculo las zonas de circulación y de acceso a las salidas y equipos de emergencia.
Informar en forma inmediata cualquier incidente al responsable de laboratorio.
Antes de retirarse del laboratorio deben lavarse las manos.

NORMAS PARTICULARES
Para tomar material caliente usar guantes y pinzas de tamaño y material adecuados.
Colocar los residuos, remanentes de muestras, etc. en recipientes especialmente destinados para tal fin.
Rotular los recipientes, aunque sólo se utilicen en forma temporal.
No pipetear con la boca ácidos, álcalis o productos corrosivos o tóxicos

MANEJO DE SOLVENTES, ACIDOS Y BASES FUERTES
Abrir las botellas con cuidado y de ser posible, dentro de una campana.
Los ácidos y bases fuertes deben almacenarse en envases de vidrio perfectamente tapados y rotulados, lejos de los bordes desde donde puedan caer.
No apoyar las pipetas usadas en las mesas.
No exponer los recipientes al calor.
Trabajar siempre con guantes y protección visual.
Para la dilución de ácidos añadir lentamente el ácido al agua contenida en el matraz, agitando constantemente y enfriando si es necesario.
Antes de verter ácido en un envase, asegurarse de que no esté dañado.
Si se manejan grandes cantidades de ácidos tener a mano bicarbonato de sodio.
Si le cae por accidente sobre piel un solvente, ácido o álcali, inmediatamente lávese con abundante agua y busque atención.
VIII - Regimen de Aprobación
Aprobación de trabajos prácticos
Antes, durante o a la finalización del trabajo práctico, el alumno deberá demostrar pleno conocimiento de la parte teórica correspondiente. A tal fin podrá ser interrogado en forma oral o escrita.
El alumno deberá asistir como mínimo a un 75% de los trabajos prácticos.
Los trabajos prácticos que no haya realizado deberá recuperarlos en fecha a convenir.

Examinaciones Parciales.
Se tomarán 3 (tres) exámenes parciales referente a los temas téorico-prácticos, para su aprobación el alumno deberá contestar correctamente el 70% de las preguntas realizadas.
El alumno tendrá derecho a 2 (dos) recuperaciones por parciales de acuerdo a la normativa vigente.

Alumnos Promocionales
Para promocionar la asignatura los alumnos deberán cumplir con los siguientes requerimientos:
1. Las mismas correlatividades establecidas para el exámen final
2. Deberá asistir como mínimo a un 80% de las clases teóricas.
3. Deberá tener el 100% de los trabajos prácticos aprobados al final de la cursada
4. Tendrá derecho a recuperar como máximo el 20% de las examinaciones parciales.
5.Toda circunstancia especial no contemplada aquí será resuelta por aplicación de la ordenanza 13/03 de la Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia u otra superadora

Dadas las características del curso y considerando que la realización de la parte experimental resulta esencial para la formación de los alumnos, se podrá rendir en condición de alumno libre si el alumno realiza y aprueba los trabajos prácticos de laboratorios y problemas que el Profesor Responsable estime conveniente.
IX - Bibliografía Básica
[1] - Williard, Merritt, Dean: Métodos Instrumentales de Análisis. Ed. CECSA
[2] - Williard, Merritt, Dean y Settle, Jr.: Instrumentales Methods of Analysis.7º Ed. Wadsworth Publishing Co. 1988
[3] - Pecsok, S.: Métodos Modernos del Análisis Químico. Ed. Limusa Wiley S.A. Mexico.1974
[4] - Christian, G.D. and O'Reilley, J.E. Instrumental Analysis. 2º Ed. Allyn and
[5] - Skoog D.A. y Lery J.J. Analisis Instrumental - 4º Ed.Mc Grauw-Hill.1994.
[6] - Bard J., Faulker Electrochemical Methods. Fundamentals and Aplications. J. Wilwy & Sons. 1980
[7] Settle, F. Hand Book of Instrumental Techniques For Analytical Chemistry. 2004
[8] Skoog, Douglas A. , Holler, F. James, Nieman, Timothy A., Martín Gómez, María del Carmen, Principios de análisis instrumental, 5ª ed. McGraw-Hill , 2003
[9] Skoog, Douglas A., Holler, F. James, Crouch, Stanley R Principles of instrumental analysis 6ª ed. Thomson Brooks-Cole, 2007.
[10] Skoog, Douglas A., Holler, F. James, Crouch, Principio del Análisis Instrumental 6ª ed.CEncage Learning, 2011.
X - Bibliografia Complementaria
[1] - Robinson J.W.: Principios de Analisis Instrumental. Ed. Marcel Dekker, Inc. New York
[2] - Strobel H.A.: Instrumentación Química. Estudio Sistemático del Análisis Instrumental. Ed. Limusa. Mexico.1974
[3] - Sanchez Botanero, P. Química Electroanalítica. Fundamentos Y Aplicaciones. Ed. Alhambra, 1984.
[4] - G. Ewing, “Instrumental Methods of chemical analysis”, McGraw Hill, Inc., 1985.
[5] - P.W.J.M. Boumans. Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy. Part I and Part II. John Wiley & Sons, Inc. New York, 1987.
[6] -A. Montaser and D. Golightly, Inductively Coupled Plasmas in Analytical Atomic Spectrometry, VCH Publisher. New York, 1992.
[7] -R. Winge, V. Fassel, V. Peterson and M. Floyd, Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry, Elsevier. New York, 1993.
[8] -L. H. J. Lajunen, “Spectrochemical Analysis by Atomic Absorption and Emission”, The Royal Society of Chemistry, The Science Park, Cambridge, 1992.
[9] -M. Thompson and J. N. Walsh, “Handbook of Inductively Coupled Plasma Spectrometry”, Chapman and Hall, New York, (1989).
XI - Resumen de Objetivos
Presentar al alumno técnicas intrumentales de análisis basadas en la interacción materia-energía radiante y técnicas electroquímicas de análisis.
XII - Resumen del Programa
-Los Métodos Instrumentales. Generalidades.
-Propiedades de la radiación electromagnética. Interacción de la radiación con la materia.
-Absorciometría Molecular.
-Fluorescencia y fosforescencia molecular
-Refractometría. Polarimetría.
-Espectrometría de Emisión (Llama e ICP-OES).
-Absorción Atómica (horno de grafito y llama).
-Flourescencia atómica.
-Fluorescencia de Rayos X.
-Métodos electroquímicos de análisis: Concepto e importancia. Celdas electroquímicas.
-Conductimetría.Titulaciones Conductimétricas
-Potenciometría.Potenciometría directa. Titulaciones potenciométricas
-Electrogravimetría. coulumbimetría.
-Voltamperometría.Voltametría de barrido líneal. Polarografía.
-Titulaciones Amperométricas.
-Voltametrías de pulso: pulso normal, pulso diferencial y pulso de onda cuadrada.
-Voltamperometría de redisolución anódica y catódica.
-Voltametría Cíclica.
XIII - Imprevistos
En general se pueden desarrollar sin inconvenientes los distintos tópicos contenidos en el programa.Como imprevisto podemos mencionar la rotura de un equipo en particular.