Upload
daniel-cyanamind
View
18
Download
1
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
de manera simple se explican algunos conceptos sobre analisis instrumental. Diapositivas hechas por el Ing Salinas UNSA Ing Quimica
Citation preview
Anlisis qumico i
01/06/2015
1
ANALISIS INSTRUMENTAL EN INGENIERIA I
ING ARMANDO SALINAS SNCHEZ
01/06/2015
2
Unidad I
Conceptos generales de anlisis qumico
01/06/2015
3
UNIDAD # 1
CONCEPTO DE ANALISIS QUIMICO
CLASIFICACIN DE ANALISIS QUIMICO
ANALISIS QUIMICO CUALITATIVO
ANAIISIS QUMICO CUANTITATIVO
01/06/2015
4
5
CLASIFICACION DE LA CIENCIA
CLASIFICACION
DE LA
CIENCIA
CIENCIAS SOCIALES
CIENCIAS FILOSOFICAS
O FORMALES
CIENCIAS NATURALES
HISTORIA, ECONOMIA,
SOCIOLOGIA,
ANTROPOLOGA
DIALECTICA, LGICA
ETICA
FSICA, BIOLOGA,
QUMICA
6
QUIMICA
Se clasifica en :
Es una ciencia natural que estudia la materia ,su estructura ,sus propiedades y sus transformaciones
QUIMICA GENERAL
SEALA LAS BASES GENERALES DEL ESTUDIO DE ESTA CIENCIA
QUIMICA ANALITICA:
ESTUDIA LA COMPOSICIN DE LAS SUSTANCIAS
FISICO - QUIMICA :
ESTUDIA LOS PROCESOS FSICOS ASOCIADOS A LA QUMICA
QUIMICA INORGANICA:
ESTUDIA LAS SUSTANCIAS INORGNICAS O MINERALES
QUIMICA ORGANICA :
ESTUDIA
LOS COMPUESTOS
DEL CARBONO
BIO-QUIMICA
ESTUDIA LOS PROCESOS QUMICOS EN LOS SERES
VIVOS
01/06/2015
7
DEFINICIN DE ANALISIS QUIMICO
PRINCIPIOS
ES UNA
RAMA DE LA
QUMICA
ESTUDIA PRINCIPIOS,
TEORAS EN QUE SE
FUNDAMENTAN LAS
SEPARACIONES,
.DETECCIONES ,
Y MEDIDAS DE LAS
SUSTANCIAS
ESTUDIA
TAMBIN
TCNICAS
MANIPULATORIAS
TRATA DE LA
DETECCIN Y
MEDIDA DE LAS
CANTIDADES DE
LAS SUSTANCIAS
PRESENTES EN UN
MATERIAL
EL MATERIAL
ES DE OCURRENCIA
NATURAL Y/O
ARTIFICIAL
01/06/2015
8
Clasificacin DEL ANALISIS QUMICO
Anlisis cualitativo
Anlisis cuantitativo
ANALISIS CUALITATIVO
01/06/2015
9
RESPONDE
A LA INTERROGANTE
QUE TIPO DE
COMPONENTE
CONTIENE UNA SUSTANCIA?
APORTA INFORMACIN SOBRE LA IDENTIDAD DE LA SUSTANCIA
IDENTIFICA LOS COMPONENTES QUE PRESENTA LA SUSTANCIA EN ESTUDIO
EL RESULTADO DEL ANLISIS SE EXPRESA COMO:
IONES, ELEMENTOS, GRUPOS FUNCIONALES, Y ESPECIES MOLECULARES
LA SUSTANCIA O COMPONENTE POR DETERMINAR, COMPONENTE BUSCADO, ESPECIE POR ANALIZAR SE DENOMINA ANALITO
PRINCIPIOS DEL ANLISIS CUALITATIVO
10
Composicin qumica de la leche(cualitativo)
COMPOSICIN
MINERALES
Slidos
protenas
lactosa
grasas
01/06/2015
11
ANALISIS CUANTITATIVO
ANLISIS CUANTITATIVO
Aporta informacin referente a la cantidad del analito presente en un material natural o artificial.
Su informacin se refiere a la cantidad del analito o concentracin que presenta.
El resultado se expresa con datos numricos como: %, ppm, ppb,
12
Composicin qumica de la leche(cuantitativo)
COMPOSICIN
Minerales o
Cenizas
(0.70%)
Slidos
(12.90%)
Protenas
(3.30%)
Lactosa
(5.00%)
Grasas
(3.90%)
01/06/2015
13
METODOS DEL ANALISIS QUMICO
MTODOS DE ANLISIS QUMICO
FSICOS
QUMICOS
FISICO
QUMICOS
01/06/2015
14
METODOS QUMICOS DE ANALISIS
PRINCIPIOS
SE PROVOCAN
REACCIONES
QUIMICAS
SE FORMA
SUSTANCIAS
NUEVAS
POSEEDORAS DE
PROPIEDADES
ESPECIFICAS
01/06/2015
15
METODOS FISICOS DE ANALISIS
PRINCIPIOS
NO IMPLICAN
CAMBIOS
QUMICOS
SE BASA EN EL
ESTUDIO DE LAS
PROPIEDADES
FSICAS DE LA
SUSTANCIA A
INVESTIGAR
01/06/2015
16
METODOS FISICO-QUIMICOS DE ANALISIS
PRINCIPIOS
SE BASA EN
EL ESTUDIO DE
LOS FENMENOS
FSICOS QUE
TIENEN LUGAR EN
UNA
REACCIN
QUMICA
ESTAS REACCIONES
VAN ACOMPAADAS
DE CAMBIO DE,
COLOR DE LA
SOLUCIN, LA
INTENSIDAD DE
COLOR, CONDUCTIVIDAD
ELCTRICA
01/06/2015
17
ANALISIS QUIMICO
PRINCIPIOS
SE BASA EN REACCIONES INICAS.
ANLISIS INORGNICO: ANALITOS FORMA INICA.
ANLISIS ORGNICO: TRANSFORMAR SUSTANCIAS ORGNICAS EN SALES INORGNICAS.
01/06/2015
18
muestras
18
Muestra
Liquido
Solido
Gaseoso
Muestra especial
01/06/2015
19
El anlisis y sus reacciones
Principios
Se reconocen mediante un proceso qumico.
Reaccin qumica es la transformacin de una sustancia en otras diferentes.
Implica ruptura o reacomodo de molculas o tomos.
Se representa mediante ecuacin qumica
01/06/2015
20
Reacciones quimicas
Los productos reaccionantes se anotan como
Liquido (l)
Gas (g)
Acuoso (ac)
Solido (s)
Reacciones por Via seca
01/06/2015
21
PRINCIPIOS
Las sustancias slidas no se disuelven
Emplea el calor como medio de reaccin
Las sustancias frente al calor presentan reacciones caractersticas
Las sustancias se volatilizan, subliman o descomponen
Estas manifestaciones alcanzan informacin cualitativa
Reacciones por Via humeda
01/06/2015
22
PRINCIPIOS
LAS REACCIONES ANALTICAS OCURREN EN DISOLUCIONES ACUOSAS
Las soluciones acuosas formadas pertenecen a la categora de electrlitos que se disocian en iones
Las sustancias problemas al interaccionar con un reactivo presentan manifestaciones externas
perceptibles
Estas manifestaciones pueden ser la formacin de un precipitado, desprendimiento de un gas, y cambio de color,
01/06/2015
23
Reaccin quimica
Una reaccin ocurre cuando
Formacin de precipitado
Cambio de color
Formacin de un gas
Ejemplos de reacciones
01/06/2015
24
Una reaccin de precipitacin, por la formacin de un precipitado ya puede juzgarse sobre
la presencia de ciertos iones:
CrO4 2 (ac) + 2 Ag + (ac) ----------- Ag2CrO4 (s)
problema reactivo precipitado pardo
rojizo
Por el aspecto exterior del precipitado pueden hacerse unas u otras deducciones,
por ejemplo, el precipitado de cromato de plata es de color pardo rojizo.
En otros casos se aplican reactivos que provocan coloracin caracterstica de la solucin
a investigar
Fe +3 (ac) + SCN - (ac) ---- Fe ( SCN ) +2 (ac)
Problema reactivo solucin de color
rojo sangre
En algunos casos se utilizan reactivos que se combinan con la sustancia a analizar
desprendiendo gas, por ejemplo, cuando se descubren sales de amonio por el
desprendimiento del amonaco.
(NH4)2SO4 ( ac) + NaOH (ac)------- NH3 (g) + Na2SO4 (ac)
problema reactivo producto gaseoso
01/06/2015
25
Fundamentos del analisis quimico cuantitativo
FUNDAMENTOS
El anlisis cuantitativo mide la proporcin de presencia de analitos.
Comprende un conjunto de etapas.
La medicin se basa en medir una propiedad fsica llamada seal analitica.
Su resultado se expresa en trminos de cantidad.
El valor medido de la propiedad fsica guarda relacin con la concentracin del analito.
01/06/2015
26
Clasificacin
POR EL TAMAO DE LA MUESTRA
POR EL MTODO DE MEDICIN
01/06/2015
27
Segn el tamao de muestra
MTODOPESO DE LA MUESTRAVOLUMEN DE LA MUESTRAMACRO ANALISISSEMIMICROMICROULTRAMICRO 100 mg10 - 100 mg 1 - 10 mg 1 mg100 L50 - 100 L 50 L01/06/2015
28
CLASIFICACION
POR EL TIPO DE MUESTRA
ANALISIS INORGANICO
(ESTUDIA O ANALIZA SUSTANCIAS INORGANICAS)
ANALISIS ORGANICO
(TRATA DEL ESTUDIO DE COMPUESTOS ORGANICOS O DEL CARBONO)
01/06/2015
29
ANALISIS ULTIMO
(O ANALISIS ELEMENTAL DETERMINA EL CONTENIDO DE CADA ELEMENTO)
POR EL NUMERO O PROPROCION DEL COMPONENTE
ANALISIS PARCIAL
( MIDE UNO O UNOS CUANTOS COMPONENTES)
ANALISIS COMPLETO (DETERMINA TODOS LOS COMPONENTES DE LA MUESTRA )
ANALISIS INMEDITAO
(DETERMINA SUSTANCIAS QUE REACCIONAN EN FORMA ANALOGA FRENTE A UN REACTIVO DETERMINADO)
01/06/2015
30
CLASIFICACION
POR EL MTODO DE MEDIDA
MTODOS VOLUMTRICOS
( mtodos basados en medir un volumen de una solucin estandarizada)
MTODOS GRAVIMTRICOS (mtodos basados en pesada )
MTODOS FISICOQUMICOS
(mtodos basados en medir un analito mediante un instrumento)
01/06/2015
31
Unidad II
Operaciones y procesos de un anlisis qumico cuantitativo
01/06/2015
32
CONTENIDO UNIDAD # 2
MUESTRA Y MUESTREO
OPERACIONES Y PROCESOS BASICOS DE UN ANALISIS CUANTITATIVO
EXPRESIN DE RESULTADOS
EJERCICIOS Y PROBLEMAS
01/06/2015
33
Esquema general de un anlisis cuantitativo
Seleccin de un mtodo de anlisis
Obtencin de la muestra
Preparacin de la muestra
Secado
Pesada de la muestra
Disolucin de la muestra
Separacin de interferentes
Medicin del analito
Calculo y evaluacin de resultados
Expresin de resultados
01/06/2015
34
SELECION DE UN METODO DE ANALISIS
SELECCIN DE UN MTODO DE ANLISIS
NATURALEZA DE LA MUESTRA
CONCENTRACIN
DE ANALITOS
NUMERO DE NUESTRAS POR ANALIZAR
DISPONIBILIDAD DE EQUIPO Y REACTIVOS.
PRECISIN Y EXACTITUD REQUERIDAS
TIEMPO Y COSTE DEL ANLISIS
01/06/2015
35
OBTENCION DE LA MUESTRA
EL PROCESO DE CONSEGUIR UNA MUESTRA SE LLAMA MUESTREO
OBTENCIN DE LA MUESTRA
MUESTRA
ES UNA PORCIN DE MATERIAL POR ANALIZAR
LA MUESTRA DEBE SER REPRESENTATIVA
LA OBTENCIN DEPENDE DE LA NATURALEZA, CANTIDAD Y LUGAR
A NIVEL INDUSTRIA SE HACE TOMA DE MUESTRA EN MATERIA PRIMA, PRODUCTOS EN CIRCULACIN Y PRODUCTOS FINALES.
01/06/2015
36
OBTENCION DE LA MUESTRA
OBTENCIN DE LA MUESTRA
LA MUESTRA DE LABORATORIO DISMINUYE EN VOLUMEN Y ES LA QUE REALMENTE SE ANALIZA
LA MUESTRA DEBE SER HOMOGENEA, SU COMPOSICION ES LA MISMA EN TODAS SUS PARTES
SE OBTIENE UNA MUESTRA COMPUESTA QUE CONSTA DE VARIAS PORCIONES DEL MATERIAL QUE SE VA A ANALIZAR
LA MUESTRA COMPUESTA SE DEBE REDUCIR EN TAMAO PARA OBTENER UNA MUESTRA DE LABORATORIO
01/06/2015
37
PREPARACION DE LA MUESTRA
PREPARACIN DE LA MUESTRA
REDUCCIN DE TAMAO
(se tritura la muestra compuesta para disminuir su tamao)
TAMIZADO
(la muestra se criba para obtener un tamao uniforme)
CUARTEO
(permite homogenizar y disminuir el volumen de muestra , es la muestra de laboratorio)
ALMACENAMIENTO
(se toma precauciones para evitar o reducir la contaminacin , prdida o descomposicin)
01/06/2015
38
SECADO
Secado
Consiste en remover el agua de la muestra (desecacin)
Se seca normalmente a 110C, por espacio de 2 horas
En caso se disminuye la temperatura se prolonga el tiempo de exposicin
Otro mtodo emplea desecadores (H2SO4 concentrado, CaO)
El resultado del anlisis se representa tiempo sobre base seca.
01/06/2015
39
PESADA
Pesada de la muestra
El anlisis parte de una porcin exactamente medida de muestra.
Si es solida o liquida se pesa
Si es liquido se mide mediante aparatos de vidrio calibrados.
El tamao de muestra depende de la concentracin del analito
TAMAO DE MUESTRA EN FUNCION DE LOS CONSTITUYENTES
01/06/2015
40
Constituyente % aproximado Peso de muestra Principal 1 % 0.1 - 1 g Secundario 1 - 0.01 % 1 - 10 Trazas 0.01 % 10 g01/06/2015
41
OBTENCION DE LA MUESTRA
EL PROCESO DE CONSEGUIR UNA MUESTRA SE LLAMA MUESTREO
OBTENCIN DE LA MUESTRA
MUESTRA
ES UNA PORCIN DE MATERIAL POR ANALIZAR
LA MUESTRA DEBE SER REPRESENTATIVA
LA OBTENCIN DEPENDE DE LA NATURALEZA, CANTIDAD Y LUGAR
A NIVEL INDUSTRIA SE HACE TOMA DE MUESTRA EN MATERIA PRIMA, PRODUCTOS EN CIRCULACIN Y PRODUCTOS FINALES.
01/06/2015
42
DISOLUCION DE LA MUESTRA
Disolucin de la muestra
La muestra debe ser soluble
Para sustancias inorgnicas:
Solubilizacion por va hmeda (agua, HCl, agua regia)
Disgregacin por va seca (reactivos, elevadas temperaturas)
Disolucin por digestin hmeda (cidos oxidantes, el producto es sales solubles)
Para
sustancias orgnicas
Disolucin por calcinacin seca (se calcina a 400 700C)
01/06/2015
43
SEPARACIONDE INTERFERENTES
Separacin de interferentes
Lo ideal es una reaccin especifica o selectiva
Interferente es una sustancia que impide la medicin directa del analito
Necesita ser eliminado para evitar errores
Mtodo de separacin: precipitacin o enmascaramiento (formacin de un ion complejo soluble)
01/06/2015
44
MEDICION DE LA MUESTRA
Medicin del analito
Principio: mide una propiedad fsica (x)
El valor medido relaciona:
C analito X
El analito se mide por pesada (mtodo gravimtrico)
El analito se mide mediante un instrumento (mtodo instrumental)
El analito se mide por volumen (mtodo volumtrico)
01/06/2015
45
CALCULO Y EVALUACION DE RESULTADOS
Calculo y evaluacin de resultados
El calculo se basa en: medicin inicial de muestra y medicin final
Se aplica relaciones matemticas de acuerdo al mtodo empleado
Se termina el grado de confiabilidad de resultados
Se aplica indicadores estadsticos
01/06/2015
46
Expresin de resultados
Se expresa en funcin de criterios
Por la cantidad del analito (%, ppm, ppb, mg/%
Por la naturaleza de la muestra
01/06/2015
47
NATURALEZA DE LA MUESTRA
Por la naturaleza de la muestra
Aguas, desechos industriales (ppm)
Arcillas, rocas, cementos (ppm)
Alimentos en general (%), compuestos (mg/%)
Fluidos biolgicos (%,ppm o mg/%)
Minerales (%)
Minerales preciosos (g/ton mtrica)
validacion
01/06/2015
48
PRINCIPIOS
SE DEFINE COMO EL ESTABLECIMIENTO DE PRUEBAS DOCUMENTADAS QUE APORTAN UN ALTO GRADO DE SEGURIDAD DE QUE UN PROCESO SE EFECTARA UNIFORMENTE EN CONFORMIDAD CON LOS RESULTADOS PREVISTOS ESPECIFICADOS
SON APLICADOS A LAS PRUEBAS ANALITICAS, LOS EQUIPOS, LOS SISTEMAS Y SERVICIOS DE ESTABLECIMIENTO COMO AIRE, AGUA, VAPOR Y PROCESOS COMO DE FABRICACIN, LIMPIEZA, ESTERILIZACIN, ETC.
TIPOS DE validacion
01/06/2015
49
VALIDACION
PROSPECTIVA
ES LA QUE REALIZA SOBRE UN PROCESO ANTES DE SER IMPLEMENTADO, QUE PUEDE DARSE EN LA FABRICACIN DE PRODUCTOS NUEVOS, CAMBIOS EN EL PROCESO O CAMBIO DE UN EQUIPO
ASEGURA EL XITO DEL PROCESO ANTES DE SU IMPLEMENTACIN
TIPOS DE validacion
01/06/2015
50
VALIDACION
RETROSPECTIVA
ES LA QUE SE REALIZA SOBRE EL ANALISIS DE ENSAYOS YA ELABORADOS, EN LA CUAL SE REVISA Y ANALIZA CON MTODOS ESTADISTICOS LOS PARMETROS FSICOS Y LOS RESULTADOS ANALITICOS
ES LA QUE PRODUCE CUANDO ES IMPOSIBLE COMPLETAR LA VALIDACIN ANTES DE LA PUESTA EN EL MERCADO DEL PPRODUCTO
VALIDACION
SIMULTANEA
TIPOS DE validacion
01/06/2015
51
REVALIDACION
SE REALIZA CUANDO UN METODO VALIDADO HA SIDO MODIFICADO EN ALGUNOS DE LOS PASOS DEL PROCEDIMIENTO ESTABLECIDO O SE HA VARIADO ALGUNO DE LOS INSTRUMENTOS, REACTIVOS O MATERIAL EMPLEADO
Validacion DE METODOS ANALITICOS
01/06/2015
52
PRINCIPIOS
ES EL ESTABLECIMIENTO DE LA EVIDENCIA DOCUMENTAL DE QUE UN PROCEDIMIENTO ANALTICO CONDUCIR CON ALTO GRADO DE SEGURIDAD, A LA OBTENCIN DE RESULTADOS PRECISOS Y EXACTOS, DENTRO DE LAS ESPECIFICACIONES Y LOS ATRIBUTOS DE CALIDAD PREVIAMENTE ESTABLECIDOS
CON LA VALIDACIN DE MTODOS SE DEMUESTRA QUE UN MTODO ANALTICO ES ADECUADO PARA SU APLICACIN
Validacion DE METODOS ANALITICOS
01/06/2015
53
IMPORTANCIA
DEMUESTRA QUE LOS METODOS SON ADECUADOS A LOS ANALISIS PROPUESTOS EN LAS CONDICIONES DESCRITAS
TRABAJA CON MTODOS QUE OFRECEN CONFIANZA Y SEGURIDAD EN LOS RESULTADOS
PERMITE NO SOLO EL CONOCIMIENTO DEL METODO ANALITICO SINO TAMBIEN CUMPLIR CON LAS EXIGENCIAS LEGALES PARA ASEGURAR LA CALIDAD Y EFICACIA DEL PRODUCTO
53
PLAN MAESTRO DE VALIDACION (PVM)
01/06/2015
54
PRINCIPIOS
LA VALIDACION EMPIEZA CON LA PLANIFICACIN
INCLUYE LA PLANIFICACIN, LA REALIZACION DE CALIBRACIN, MANTENIMIENTO, CAPACITACIN, DESARROLLO DE DOCUMENTOS, ETC.
EL PLAN ES EL DESARROLLO PLANIFICADO Y SISTEMATICO DE ACTIVIDADES EN EL QUE SE DESCRIBE EQUIPOS, SISTEMAS, MTODOS Y PROCEDIMIENTOS QUE HABRN DE VALIDARSE Y CUANDO LO SERN
54
PLAN MAESTRO DE VALIDACION (PVM)
01/06/2015
55
CONTENIDO
OBJETIVOS
ALCANCE
RESPONSABILIDADES
CRONOGRAMA DE TRABAJO (ACTIVIDADES A REALIZAR, TIPO DE VALIDACIN, PROGRAMACIN, FASES.
IDENTIFICACION DE NECESIDADES
ELABORACION DE LOS PROTOCOLOS DE VALIDACION
REALIZACION DE PRUEBAS ANALITICAS
RECOPILACION DE DATOS
ANALISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES
55
PARAMETROS DE VALIDACION DE UN METODO ANALITICO
01/06/2015
56
LINEALIDAD
ES LA CAPACIDAD DEL METODO PARA PROPORCIONAR RESULTADOS QUE SON DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA CONCENTRACIN DEL ANALITO EN LA MUESTRA DENTRO DE UN RANGO ESTABLECIDO
LIMITE DE DETECCION (LOD)
ES LA MINIMA CANTIDAD DEL ANALITO EN LA MUESTRA QUE SE PUEDE DETECTAR AUNQUE NO NECESARIAMENTE CUANTIFICAR BAJO CONDICIONES EXPERIMENTALES
LIMITE DE CUANTIFICACION (LOQ)
ES LA MINIMA CANTIDAD DE ANALITO PRESENTE EN LA MUESTRA QUE SE PUEDE CUANTIFICAR BAJO LAS CONDICIONES EXPERIMENTALES.
ES UN TERMINO CUANTITATIVO
PARAMETROS DE VALIDACION DE UN METODO ANALITICO
01/06/2015
57
SELECTIVIDAD
CAPACIDAD DE UN METODO ANALITICO PARA MEDIR Y/O IDENTIFICAR LOS ANALITOS DE INTERES, EN PRESENCIA DE OTRAS SUSTANCIAS QUIMICAS QUE PUEDAN ESTAR PRESENTES EN LA MUESTRA
SENSIBILIDAD
ES UNA MEDIDA DE SU CAPACIDAD DE DIFERENCIAR PEQUEAS VARIACIONES EN LA CONCENTRACIN DEL ANALITO
ROBUSTEZ
ES LA MEDIDA DE SU CAPACIDAD PARA PERMANECER INALTERADO ANTE PEQUEAS PERO DELIBERADAS VARIACIONES EN CIERTOS PARMETROS, SE REFIERE A LA FIABILIDAD O ESTABILIDAD DURANTE SU EMPLEO
PARAMETROS DE VALIDACION DE UN METODO ANALITICO
01/06/2015
58
PRECISION
EXPRESA EL GRADO DE CONCORDANCIA, COINCIDENCIA O GRADO DE DISPERSION ENTRE UNA SERIE DE MEDIDAS A PARTIR DE UNA MISMA MUESTRA
EXACTITUD
ES LA PROXIMIDAD DE CONCORDANCIA ENTRE EL RESULTADO O VALOR QUE ES ACEPTADO COMO VALOR ACEPTADO O VERDADERO Y EL VALOR EXPERIMENTAL
PARAMETROS DE VALIDACION DE UN METODO ANALITICO
01/06/2015
59
PRECISION
EXPRESA EL GRADO DE CONCORDANCIA, COINCIDENCIA O GRADO DE DISPERSION ENTRE UNA SERIE DE MEDIDAS A PARTIR DE UNA MISMA MUESTRA
EXACTITUD
ES LA PROXIMIDAD DE CONCORDANCIA ENTRE EL RESULTADO O VALOR QUE ES ACEPTADO COMO VALOR ACEPTADO O VERDADERO Y EL VALOR EXPERIMENTAL
60
EVALUACION DE LOS RESULTADOS ANALITICOS
PRINCIPIOS
UNA MEDICIN NO ESTA TOTALMENTE LIBRE DE
ERRORES, PRESENTA UN GRADO DE INCERTIDUMBRE
SE ESPERA MINIMIZAR Y ESTIMULAR
SU MAGNITUD CON
UNA EXACTITUD ACEPTABLE
CADA MEDICION ESTA SUJETA A MUCHAS INCERTIDUMBRES
QUE PRODUCEN UNA DISPERSION DE RESULTADOS
SE PUEDE EVALUAR LA MAGNITUD DEL ERROR EN
UNA MEDICIN DENTRO DE CIERTYO NIVEL
DE PROBABILIDAD
SE TOMA EN CONSIDERACION UN VALOR CENTRAL DE
UN CONJUNTO DE MEDICIONES
61
EVALUACION DE LOS RESULTADOS ANALITICOS
MEDIA
O
PROMEDIO
ES EL VALOR OBTENIDO DIVIDIENDO LA SUMA DE
UN GRUPO DE MEDICIONES POR EL NUMERO DE
RESULTADOS INDIVIDUALES
Se representa matemticamente como :
N
xi
x = i = 1
N
Donde:
X I = representa los valores individuales de x
N = nmero de mediciones repetidas
62
EVALUACION DE LOS RESULTADOS ANALITICOS
MEDIANA
ES AQUEL VALOR ALREDEDOR DEL CUAL
SE DISTRIBUYEN LOS OTROS VALORES
EN UN NUMERO IMPAR DE MEDICIONES, LA ELECCIN DE LA MEDIANA SE HACE DIRECTAMENTE CON EL VALOR CENTRAL
SI EL NUMERO DE RESULTADOS ES PAR SE TTOMA EN CUENTA EL PAR DE RESULTADOS CENTRALES COLOCADOS EN ORDEN CRECIENTE
EJEMPLO DE MEDIA Y MEDIANA
01/06/2015
63
Ejemplo: En un anlisis se tienen los siguientes resultados, calcular la media y la mediana
No RESULTADO
10.06
10.20
10.08
10.10
Media x = 10.06 + 10.20 + 10.08 + 10.10 = 10.11
4
Como hay un nmero par de mediciones en el grupo, la mediana viene dada por el valor medio del par central de los resultados establecidos en forma creciente.
No RESULTADO
10.06
10.08
10.10
10.20
MEDIANA = 10.10 + 10.08 = 10.09
2
64
EVALUACION DE LOS RESULTADOS ANALITICOS
PRECISION
ES LA REPRODUCIBILIDAD DE UNA MEDIDA DENTRO
DE UNA SERIE DE RESULTADOS OBTENIDOS
ES LA MEDIDA DE LA CONCORDANCIA ENTRE VARIAS
MEDIDAS DE LA MISMA SUSTANCIA MEDIDAS DE LA
MISMA MANERA
SE DETERMINA MEDIANTE LA DESVIACIN ABSOLUTA O RELATIVA
LA DESVIACION D, ES LA DIFERENCIA ENTRE UN VALOR MEDIDO (O), Y LA MEDIA ARITMTICA (VALOR MEDIO), M
65
EVALUACION DE LOS RESULTADOS ANALITICOS: DESVIACION ABSOLUTA
Ejemplo:
No. muestra RESULTADO %
24.39
24.20
24.28
Valor Medio = 24.39 + 24.20 + 24.28 = 24.29
3
Clculo de la desviacin (D) :
No muestra O - M = D
24.39 24.29 0.10
24.20 24.29 0.09
24.28 24.29 0.01
MEDIA (M) 24.29 0.07 (desviacin media)
Se puede interpretar como resultado del anlisis el valor 24.29 0.07%
65
66
EVALUACION DE LOS RESULTADOS ANALITICOS
EXACTITUD
ES LA CONCORDANCIA DE LAS MEDIDAS
EXPERIMENTALES Y EL VALOR CONSIDERADO COMO
VERDADERO O REAL
LA CANTIDAD GENERALMENTE TOMADA COMO VALOR
VERDADERO, ES EN REALIDAD EL VALOR MS PROBABLE
LA CANTIDAD GENERALMENTE TOMADA COMO VALOR VERDADERO ES EN REALIDAD EL VALOR MS PROBABLE, OBTENIDO POR APLICACIN DE LOS METODOS ESTADISTICOS
SE DETERMINA EN FUNCION DEL ERROR ABSOLUTO O
ERROR RELATIVO. EL ERROR ES LA DIFERENCIA ENTRE UN VALOR MEDIDO /O/ Y EL VALOR VERDADERO (A)
01/06/2015
67
ERROR ABSOLUTO Y RELATIVO
Calcular el error en los siguientes valores medidos, si el valor aceptado es de 501 ml.
Valores observados (O) - A = error (O A)
501 501 = 0
496 501 = - 5
503 501 = + 2
500 501 = - 1
En estos casos se conserva el signo del error para indicar si ste es por exceso o por defecto, el signo negativo indica que el resultado experimental es menor que el valor aceptado. Y si es positivo indica que el valor es mayor que el valor verdadero.
El error relativo Er, se expresa en porcentaje o en partes por mil, se calcula con la siguiente relacin:
Er = O - A x 100
A
Ejemplo
Calcular el error relativo de los datos anteriores:
Error relativo = 501 - 501 x 100 = 0.00%
501
Error relativo = 496 501 x 100 = - 0.99 %
501
Error relativo = 496 501 x 1000 = - 9.9 partes por mil
501
68
ClasIFICACION de LOS errorES
DETERMINADOS
SON LOS QUE PUEDEN SER EVITADOS O CORREGIDOS
DESPUES DE DETERMINADA SU MAGNITUD O VALOR,
SON CONSTANTES, DIFICILES DE DESCUBRIR
SE DEBEN A ERRORES PERSONALES, FALTA DE HABILIDAD DEL OPERADOR
SE DEBEN A ERRORES OPERACIONALES, FALTA DE EXPERIENCIA O FALTA DE CUIDADO DEL ANALISTA
SE DEBEN A ERRORES DE METODO, SON INHERENTES A LAS PROPIEDADES FSICAS O QUMICAS DEL SISTEMA OBJETO DE ESTUDIO
69
ClasIFICACION de LOS errorES
IN
DETERMINADOS
SON ERRORES FORTUITOS O LLAMADOS TAMBIN
AL AZAR
LAS CAUSAS DE ESTOS ERRORES, SU MAGNITUD Y SIGNO NO PUEDEN PREDECIRSE
ESTAS REGLAS SON SOLAMENTE APLICABLES A UN GRAN NMERO DE OBSERVACIONES O MEDIDAS, Y SIGUEN LA LEY DE LA PROBSBILIDAD
70
Rechazo de datos:
TEST
4 d
EN UNA SERIE DE MEDIDAS PUEDE SUCEDER QUE UN
VALOR PRESENTE UNA DESVIACION
CONSIDERABLEMENTE MAYOR QUE LOS DEMS
SE TIENE QUE EVALUAR SI EL VALOR ES O NO VALIDO
EL TEST 4d CONSIDERA UNA SERIE DE CUATRO O MS VALORES. SI UN VALOR DIFIRER MUCHO DE LOS DEMS, DEBE PRESCINIDRSE PTOVISIONALMENTE DE EL Y CALCULAR CON LOS OTROS VALORES LA MEDIA Y LA DESVIACIN MEDIA
SI LA DESVIACION DEL VALOR DUDOSO RESPECTO A LA MEDIA DE LOS OTROS VALORES ES MAYOR DE CUATRO VECES LA DESVIACIN MEDIA, DICHO VALOR SE RECHAZA DEFINITIVAMENTE
RECHAZO DE DATOS
01/06/2015
71
EJEMPLO
En una medicin se tiene los siguientes resultados:
Valores observados /O/
501
496
503
490
500
2490
5
MEDIA ( M ) 498
Clculo de la desviacin
Valores observados /O/ - M = desviacin
501 498 3
496 498 2
503 498 5
490 498 8
500 498 2
El valor rechazable o considerado dudoso o sospechoso es el que presenta mayo desviacin, es decir, 490.
RECHAZO DE DATOS
01/06/2015
72
valores observados /O/ - M = desviacin
valor dudoso 490 500 10
496 500 4
500 500 0
501 500 1
503 500 3
Valor medio 500 desviacin media 2
10 > 4 X 2
La desviacin que presenta el valor dudoso es 10 y este valor es cuatro veces 2 de la desviacin media de los dems valores. Por tanto, se debe rechazar el valor de 490.
73
Rechazo de datos:
TEST
Q
SE APLICA A UNA SERIE DE GRUPOS DE TRES O
MAS RESULTADOS
SE TIENE QUE EVALUAR SI EL VALOR ES O NO VALIDO
SE CALCULA ENTRE LA DIVERGENCIA (RESULTADO SOSPECHOSO Y SU VECINO MAS CERCANO) ENTRE EL RECORRIDO O RANGO, ESTE ES EL Q CALCULADO
SI EL Q CALCULADO ES MAYOR QUE EL VALOR DEL Q DE LA TABLA, EL RESULTADO SE RECHAZA CON UN 90 % DE CONFIANZA
RECHAZO DE DATOS
01/06/2015
74
TABLA DE VALORES DEL COEFICIENTE DE DESCARTACION Q
___________________________________________________________________
Nmero de
Observaciones Q (nivel de confianza 90%
3 0.94
4 0.76
5 0.64
6 0.56
7 0. 51
8 0. 47
9 0. 44
10 0. 41
_________________________________________________________________
EJEMPLO
Se tiene los siguientes resultados en una medicin: 12.53, 12.56, 12.47, 12.67, y 12.48, calcular si se rechaza algn dato. El resultado que ms se dispersa es 12.67 y es un valor sospechoso de ser eliminado. Emplear el test Q.
Rechazo de datos
01/06/2015
75
Se ordena los valores en forma creciente:
12.47, 12.48, 12.53, 12.56, 12.67
Q = 12.67 - 12.56 = 0.11 = 0.55
12.67 12.47 0.20
El valor de Q calculada 0.55 se compara con el Q tabulada 0.64 (quinta observacin) y se tiene que Q calculada es menor que el Q tabulada, por lo que el valor sospechoso no se rechaza.
UNIDAD III
01/06/2015
76
EQUILIBRIO QUIMICO
01/06/2015
77
CONTENIDO UNIDAD #3
REACCIONES, CLASIFICACION. REACCIONES IONICAS ,
SOLUCIONES ACUOSAS, PROPIEDADES, TIPOS
VELOCIDADAES DE REACCIN Y EQUILIBRIO QUIMICO, TIPOS DE EQUILIBRIO EN CIDOS, BASES, EQUILIBRIOS QUE INCLUYEN PRECIPITADOS Y COMPLEJOS
EJERCICIOS Y PROBLEMAS
77
78
REACCION QUIMICA
PRINCIPIOS
ES UN FENOMENO QUIMICO
UNAS SUSTANCIAS LLAMADAS REACTANTES SE
TRANSFORMAN EN OTRAS SUSTANCIAS
DIFERENTE LLAMADAS PRODUCTOS
SON COMBINACIONES QUE IMPLICAN
RUPTURA DE MOLCULAS Y LA REORDENACIN
DE TOMOS PARA FORMAR LOS PRODUCTOS
SE REPRESENTA MEDIANTE ECUACIONES
QUIMICAS
EMPLEA LA SIMBOLOGIA QUIMICA CONOCIDA
79
REACCION QUIMICA
POR
CONVENCIN
LOS REACTIVOS O REACTANTES SE
ESCRIBEN EN EL LADO IZQUIERDO
LOS PRODUCTOS SE ESCRIBEN AL
LADO DERECHO
LOS REACTIVOS Y PRODUCTOS SE
ESCRIBEN DE ACUERDO A SU
ESTADO FISICO
LIQUIDO
( l )
SOLIDO
( s)
GAS
( g)
ACUOSO
( ac )
80
REACCION QUIMICA
EJEMPLO DE UNA REACCION QUIMICA:
H 2 (g) + O 2 (g) ----- H 2O ( l)
Donde: ( + ) significa reacciona con
( -> ) significa para producir
La reaccin se interpreta como:
El hidrgeno molecular reacciona con oxgeno molecular para formar agua
81
CONDICIONES PARA QUE UNA ECUACIN QUIMICA SEA VALIDA
POR
CONVENCIN
CUMPLIR CON HECHOS
EXPERIMENTALES
EMPLEAR LA SIMBOLOGIA
QUIMICA CONOCIDA
CUMPLIR LA LEY
DE LA
CONSERVACION
DE LA MATERIA
CONSERVACIN DEL
NMERO DE TOMOS
DE CADA ELEMENTO EN
LOS REACTANTES Y
PRODUCTOS
82
CLASES DE REACCIONES QUIMICAS
COMBINACIN
DIRECTA,
SINTESIS O
ADICIN
COMBINACIN
DE DOS O MAS
SUSTANCIAS
(MOLCULAS,
ELEMENTOS,
IONES)
FORMAN UN
PRODUCTO DE
MAYOR
MASA
MOLECULAR
FORMULA GENERAL: A + B + C -- ABC
EJEMPLO: 4 Fe o ( s) + 3 O 2 ( g) -- 2 Fe 2 O3 ( s)
CaO (s) + CO2 ( g) -- CaCO3 ( s)
Na ( s) + Cl2 ( g ) ------ 2 Na Cl ( s )
Ca O (s) + H2O (l ) -- Ca(OH)2 (ac)
83
REACCIONES QUIMICAS IONICAS
PRINCIPIOS
LAS SUSTANCIAS IONICAS SE
DISUELVEN AGUA
FORMAN IONES POSITIVOS Y NEGATIVOS
LA ECUACIN SE PUEDE REPRESENTAR EN FORMA
MOLECULAR Y EN FORMA INICA
LOS IONES QUE APARECEN EN FORMA
IDNTICAS EN AMBOS MIEMBROS DE UNA
ECUACIN INICA COMPLETA SE LLAMAN
IONES ESPECTADORES Y NO INTERVIENEN
LA ECUACIN INICA NETA SOLO SE COLOCA
LOS IONES Y MOLCULAS QUE INTERVIENEN
DIRECTAMENTE EN LA REACCIN
84
REGLAS DE LAS REACCIONES QUIMICAS IONICAS
REGLAS
SOLO LOS ELECTRLITOS FUERTES SOLUBLES
SE ESCRIBEN EN FORMA INICA
LOS ELECTRLITOS DEBILES SOLUBLES, LOS NO
ELECTRLITOS SOLUBLES, SUSTANCIAS
INSOLUBLES SE ESCRIBEN EN FORMA
MOLECULAR
LOS IONES ESPECTADORES SE OMITEN DE LAS
ECUACIONES INICAS MOLECUALRES
85
EJEMPLO DE REACCIONES INICAS
Se tiene la siguiente reaccin:
Zn (s) + 2 HCl( ac) H2 (g) + Zn Cl2 (ac) ecuacin molecular
iones espectadores
Zn (s) + 2 H + (ac) + 2 Cl (ac) H2 (g) + Zn +2 (ac) + 2 Cl (ac) ecuacin inica
Zn (s) + 2 H + (ac) H2 (g) + Zn +2 (ac) ecuacin inica neta
86
REACCIONES REDOX
PRINCIPIOS
SON AQUELLAS REACCIONES EN LA QUE
TIENE LUGAR LA OXIDACIN Y
REDUCCIN
SON LAS REACCIONES DONDE SE PRODUCE
GANANCIA Y PRDIDA DE ELECTRONES O
UNA VARIACIN DEL NMERO DE
OXIDACIN DE LAS SUSTANCIAS
ES UN PROCESO QUE DA LUGAR
A UNA TRANSFERENCIA DE ELECTRONES
UNA REACCIN REDOX INVOLUCRA
LAS REACCIONES DE OXIDACIN Y
REDUCCIN, UNA QUE PROPORCIONA LOS
ELECTRONES Y EL OTRO
QUE SE COMBINA CON ELLOS
87
REACCIONES REDOX
PRINCIPIOS
LA OXIDACIN
ES UN PROCESO QUE IMPLICA LA PRDIDA
DE ELECTRONES POR UN TOMO,
MOLCULA O POR UN IN, EXISTE UN
AUMENTO DE SU NMERO DE OXIDACIN,
LA SUSTANCIA QUE PIERDE ELECTRONES EN ESTAS
REACCIONES ES REDUCTOR Y SE OXIDA
LA REDUCCIN:
ES LA GANANCIA DE ELECTRONES POR UN
TOMO, MOLCULA O POR UN IN,
EL ATOMO O IN DISMINUYE SU NMERO DE
OXIDACIN, LA SUSTANCIA QUE GANA
ELECTRONES, ES OXIDANTE Y SE REDUCE
SEA LA SIGUIENTE REACCIN:
Fe O + C u +2 SO 4 -2 Fe +2 SO4 -2 + Cu O
88
REACCIONES DE OXIDOREDUCCIN
AGENTE
OXIDANTE
ES LA SUSTANCIA RECEPTORA DE
ELECTRONES CAPAZ DE OXIDAR A OTRA, ES
DECIR, HACERLA PERDER ELECTRONES
QUE ELLA GANA
SE COMPORTAN COMO OXIDANTES LOS
ELEMENTOS DE ELEVADA
ELECTRONEGATIVIDAD, MS
ELECTRONEGATIVO MAYOR CARCTER
OXIDANTE
ES LA SUSTANCIA ES UN DONADOR
DE ELECTRONES, CAPAZ DE REDUCIR
A OTRA, ES DECIR, HACERLA GANAR
ELECTRONES QUE ELLA PIERDE
SE COMPORTAN COMO REDUCTORES LOS
ELEMENTOS ELECTROPOSITIVOS, CUANDO
MAYOR SEA EL CARCTER METALICO DE
UN ELEMENTO MAYOR ES SU CARCTER
REDUCTOR
AGENTE
REDUCTOR
89
REGLAS PARA DETERMINAR EL NUMERO DE OXIDACIN
NUMERO DE
OXIDACIN
EL ESTADO DE
OXIDACIN
ES UN MEDIO PARA
LLEVAR UN
REGISTRO DEL
NMERO DE
ELECTRONES
ASOCIADOS
A UN ELEMENTO
CON EL NMERO
DE OXIDACIN
SE TIENE EL
NMERO DE
ELECTRONES
TRANSFERIDOS
EL NMERO
DE OXIDACIN DE
UN ELEMENTO ES
IGUAL A CERO
EL NMERO DE
OXIDACIN DE H +
ES CASI SIEMPRE
+ 1 EXCEPTO EN LOS
HIDRUROS METLICOS
QUE - 1
EL NMERO DE OXIDACIN
DEL OXGENO ES CASI
SIEMPRE 2, EN EL
OXGENO GASEOSO EL
NMERO ES IGUAL
A CERO
01/06/2015
90
EJEMPLO DE REACCION REDOX
EN LA REACCIN SIGUIENTE:
Se considera la reaccin redox del hierro (II) con una solucin de cerio (IV)
Fe +2 + Ce +4 Fe +3 + Ce +3
reductor oxidante productos
Interpretacin:
Es una reaccin de oxidacin del fierro con el in crico. Se tiene dos reacciones parciales:
Semirreccin de oxidacin:
Fe +2 Fe +3 + e
Semirreaccin de reduccin:
Ce +4 + e Ce +3
En la reaccin el hierro (II) es el agente reductor, es una especie que, cede fcilmente electrones a otra especie y el Cerio (IV) es el agente oxidante, que tiene gran afinidad por los electrones y, por tanto, tendencia a quitrselos a otra especie.
Estas reacciones son reversibles y su representacin general es:
O x + ne Red
91
BALANCEO DE ECUACIONES
FUNDAMENTO
SE BASA EN LA
LEY DE
CONSERVACIN
DE LA
MATERIA
EL NMERO DE
TOMOS
DE CADA ELEMENTO
SEA EL MISMO EN
LOS
REACTANTES Y
PRODUCTOS
CONSISTE EN AJUSTAR
LOS COEFICIENTES DE
REACTANTES Y
PRODUCTOS Y EL
COEFICIENTE SER
COLOCADO DELANTE
DE LA FRMULA O
SMBOLO
CON LOS
COEFICIENTES SE
COMPENSAN EL
NMERO DE
TOMOS EN AMBOS
LADOS DE LA
ECUACIN
92
INTERPRETACIN DE COEFICIENTES Y SUBINDICES
SEA LA SIGUIENTE FORMULA QUIMICA:
5 Ca 3 ( PO 4 ) 2
DONDE:
5 ES EL COEFICIENTE QUE AFECTA A TODA LA SUSTANCIA
Ca 3 AFECTA SLO AL CALCIO
P INDICA LA UNIDAD
O4 AFECTA SOLO AL OXGENO
2 AFECTA A TODOS LOS COMPONENTES DEL PARENTESIS
93
INTERPRETACIN DE COEFICIENTES Y SUBINDICES
EN LA FORMULA QUIMICA ANTERIOR:
5 Ca 3 ( PO 4 ) 2
EL NMERO DE ATOMOS ES IGUAL A:
NO DE TOMOS DE CALCIO = 5 x 3 = 15
NO DE ATOMOS DE FSFORO = 5x 2 x1 = 10
NO DE ATOMOS DE OXIGENO = 5 x 2 x 4 = 40
94
PASOS PARA BALANCEAR ECUACIONESQUIMICAS
IDENTIFICAR LOS REACTIVOS Y PRODUCTOS
ESCRIBIENDO SUS FRMULAS CORRECTAS
BALANCEAR LA ECUACIN PROBANDO COEFICIENTES QUE
IGUALEN EL NO DE CADA TIPO DE TOMOS EN AMBOS
LADOS DE LA ECUACIN, SOLO CAMBIAN LOS COEFICIENTES
VERIFICAR LA ECUACIN BALANCEADA PARA DEMOSTRAR
QUE SE TIENE EL MISMO NO DE ATOMOS DE CADA TIPO EN
AMBOS LADOS DE LA ECUACIN
01/06/2015
95
EJEMPLO DE BALANCEO
EN LA SIGUIENTE REACCIN:
IDENTIFICAR REACTIVOS Y PRODUCTOS
K Cl O 3 KCl + O2
CLORATO DE POTASIO CLORURO DE POTASIO OXGENO
BALANCEAR LA ECUACIN
1) BALANCEO DEL METAL ( EL K y Cl SE ENCUENTRAN EN AMBOS LADOS CON IGUAL No DE ATOMOS. POR LO QUE EL K y KCl TIENEN EL MISMO COEFICIENTE)
2) BALANCEO DEL OXIGENO (COMO HAY 3 ATOMOS DE OXIGENO EN EL LADO IZQUIERDO Y 2 EN EL DERECHO, SE PUEDE BALNCEAR CON UN 2 A LA IZQUIERDA DEL KClO3 Y UN 3 EN EL OXIGENO)
2 K Cl O 3 KCl + 3O2
3) BALANCEAR LOS ATOMOS DE K y Cl COLOCANDO UN 2 EN KCl
2 K Cl O 3 2 KCl + 3O2
VERIFICACIN: ANOTAR EL No DE ATOMOS DE CADA ELEMENTO EN LOS REACTIVOS Y PRODUCTOS
REACTIVOS PRODUCTOS
K ( 2 ) K ( 2 )
Cl ( 2 ) Cl ( 2 )
O ( 6 ) O ( 6 )
96
BALANCEO DE ECUACIONES DE OXIDOREDUCCION (METODO DEL NUMERO DE OXIDACION)
EJEMPLO: EL IN CROMATO OXIDA AL IN SULFITO A SULFATO Y SE REDUCE A CROMITO EN SOLUCIN ALCALINA DE ACUERDO A LA SIGUIENTE REACCIN:
CrO4 -2 + SO 3 -2 C r O 2 - + SO4 -2
EL NUMERO DE OXIDACION DEL CROMO EN EL CROMATO CAMBIA DE +6 A +3 Y GANA 3 ELECTRONES
Cr+6 O4- 8 +2 C r +3 O 2 -4 +1
EN EL CASO DEL IN SULFITO EL AZUFRE CAMBIA DE +4 a +6 Y PIERDE 2 ELECTRONES
S +4 O 3 -6 +2 S +6 O4-8 +-2
PODEMOS IGUALAR LA CANTIDAD DE ELECTRONES QUE SE GANAN Y SE PIERDEN TOMANDO 2 CROMATOS POR CADA 3 SULFITOS. LECUACION BALANCEADA ES:
2 CrO4 -2 + 3 SO 3 -2 2C r O 2 - + 3 SO4 -2
COMPLETANDO LA ECUACIN CON IONES HIDROXILO EN EL LADO DERECHO, Y UNA MOLCULA DE AGUA EN EL LADO IZQUIERDO COMPLETA EL BALANCEO:
2 CrO4 -2 + 3 SO 3 -2 + H2O 2C r O 2 - + 3 SO4 -2 + 2 OH -
01/06/2015
97
BALANCEO REDOX
La reaccin parcial de reduccin es
Cr2O7 -2: 2 Cr +3
Adicione agua a la derecha para balancear el oxgeno
Cr 2 O 7 -2 2 Cr +3 + 7 H2O
Adicione H + a la izquierda para balancear el oxgeno
Cr 2 O7 -2 + 14 H + 2 Cr +3 + 7 H2O
Para ajustarla elctricamente, se deben agregar 6 electrones al miembro de la izquierda
Cr 2 O7 -2 + 14 H + + 6e 2 Cr +3 + 7 H2O
La reaccin parcial de oxidacin es
I - I 2
2 I - I 2
2 I - I 2 + 2 e
Un in dicromato toma 6e y 2 iones yoduro 2e, por eso las 2 reacciones parciales tienen lugar en la relacin de 1 a 3. Multiplique la ecuacin de reduccin por 1 y la ecuacin de reduccin por 3, sumarlas para obtener la ecuacin final balanceada
Cr 2 O7 -2 + 14 H + + 6e 2 Cr +3 + 7 H2O
3 x 2 I - I 2 + 2 e______________
Cr 2 O7 -2 + 14 H + + 2 I - 2 Cr +3 + 7 H2O + I2
98
ESTEQUIOMETRIA
PRINCIPIOS
RELACIONA LOS PESOS, MOLES
O VOLUMENES DE LOS
REACTANTES Y PRODUCTOS
ESTA RELACIN SE DA A TRAVES
DE LA ECUACIN QUMICA
ESTUDIA EL CALCULO DE LAS
CANTIDADES DE LAS SUSTANCIAS
QUE PARTICIPAN EN LAS REACCIONES
QUMICAS
99
ESTEQUIOMETRIA
EJEMPLO:
QUE MASA DE AgNO3(169.9 g/MOL) SE NECESITA PARA CONVERTIR 2.33 g DE Na2CO3 (106 g/mol) en Ag2CO3 (275.7 g/mol) Cuanta masa de Ag2CO3 se formar?.
Na2CO3 + 2 AgNO3 Ag2CO3 + 2 NaNO3
106 g 169.9 g 275.7 g
Factor estequiomtrico = 2 mol AgNO3 = 1 mol Na2CO3 = 1 mol Ag2CO3
No moles de Na2CO3
2.33 g Na2CO3 x 1 mol Na2CO3 / 106 g Na2CO3 = 0.02198 mol Na2CO3
No moles de AgNO3
0.02198 mol Na2CO3 x 2 mol AgNO3 / 1 mol Na2CO3 = 0.0439 mol AgNO3
N0 moles de Ag2CO3
0.0439 moles AgNO3 x 1 mol Ag2CO3 / 2 mol AgNO3 = 0.02195 mol Ag2CO3
Masa de Ag2CO3
0.02195 mol Ag2CO3 x 275.7 g Ag2CO3 / 1 mol = 6.05 g de Ag2CO3
100
FORMULA QUIMICA A PARTIR DEL ANALISIS
La formula emprica o mnima de un compuesto indica el Numero relativo de los tomos de cada elemento que contiene, es el subndice de cada tomo diferente en la molcula. Utiliza la composicin centesimal.
EJEMPLO:
El azufre y el oxgeno son contaminantes del aire y son la causa de la lluvia cida. El anlisis de un compuesto puro indica que contiene 50.1 5 de azufre y 49.9 % de oxgeno en masa. cul es la frmula emprica del compuesto?
Suponer 100 g del material y se tiene:
50.10 g S
49.90 g O
----------------
100.00 g
Calcular el No de moles de cada elemento en 100 g de compuesto
moles C = 50.10 g S x 1 mol S / 32 g S = 1.56 moles de S
moles O = 49.90 g O x 1 mol / 16.00 g O = 3.12 moles de O
Se calcula la relacin molar dividiendo cada no de moles entre el no ms pequeo de moles
S = 1.56/ 1.56 = 1.00
O = 3.12/1.56 = 2.00
La frmula emprica es: S O2
01/06/2015
101
REACCIONES DE NEUTRALIZACION
LAS REACCIONES DE NEUTRALIZACIN SON AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN UN CIDO Y UNA BASE PARA DAR COMO PRODUCTOS UNA SAL Y AGUA.
H+ + OH - 0) aumenta si aumenta la temperatura
La constante de equilibrio de una reaccin exotrmica (H o < 0) disminuye si la temperatura aumenta
01/06/2015
146
01/06/2015
147
FACTORES DE EQUILIBRIO QUIMICO
EFECTO DE LA
TEMPERATURA
SOBRE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO
LA TEMPERATURA ES UNA
MEDIDA DEL CONTENIDO
ENERGETICO DE UN
SISTEMA
UN AUMENTO DE TEMPERATURA SIGNIFICA AUMENTO DE ENERGA
A TEMPERATURAS ELEVADAS LAS SUSTANCIAS POSEEN MAYOR ENERGA ESTO IMPLICA UNA MAYOR FRECUENCIA DE COLISIONES EFICACES Y LA VELOCIDAD DE REACCIN
TODAS LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO DEPENDEN DE LA TEMPERATURA, COMO TAMBIEN LA RAPIDEZ DE LAS REACCIONES
UN AUMENTO EN LA TEMPERATURA DESPLAZAR EL EQUILIBRIO EN LA DIRECCIN QUE DE POR RESULTADO ABSORCIN DE CALOR Y SE DESPLAZA A LA DERECHA CON UN AUMENTO EN LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO
Factores de EQUILIBRIO QUIMICO
01/06/2015
148
EFECTOS DE TEMPERATURA EN EQUILIBRIOS
LA VELOCIDAD SE DUPLICA O TRIPLICA POR CADA 10 OC
LA K DE UNA REACCIN ENDOTRMICA AUMENTA SI AUMENTA LA TEMPERATURA
LA K DE UNA REACCIN EXOTRMICA DISMINUYE SI LA TEMPERATURA AUMENTA
Factores de EQUILIBRIO QUIMICO
01/06/2015
149
EFECTOS DE PRESION EN EQUILIBRIOS
LA PRESIN TIENE INFLUENCIA SOBRE LA POSICIN DEL EQUILIBRIO QUMICO PARA REACCIONES EN FASES GASEOSAS
UN AUMENTO DE PRESIN FAVORECE UN DESPLAZAMIENTO EN LA DIRECCION QUE DE POR RESULTADO REDUCCIN DEL VOLUMEN
EN SOLUCIONES LOS CAMBIOS DE PRESIN TIENEN POCO EFECTO EN EL EQUILIBRIO PORQUE LOS LIQUIDOS NO SE PUEDEN COMPRIMIR
Factores de EQUILIBRIO QUIMICO
01/06/2015
150
EFECTOS DE CONCENTRACIONES EN EQUILIBRIOS
LA POSICIN DEL EQUILIBRIO ES INFLUIDA EN FORMA DEFINITIVA POR LAS CONCENTRACIONES
EL SENTIDO DEL CAMBIO SE PUEDE PRDECIR FCILMENTE POR EL PRINCIPIO DE LE CHATELIER
EN SOLUCIONES LOS CAMBIOS DE PRESIN TIENEN POCO EFECTO EN EL EQUILIBRIO PORQUE LOS LIQUIDOS NO SE PUEDEN COMPRIMIR
LA ADICIN O REMOCION DE UNO DE LOS COMPONENTES DARA LUGAR A QUE EL SISTEMA BUSCA RESTABLECER EL EQUILIBRIO
Equilibrios ionicos relativos a acidos y bases
01/06/2015
151
PRINCIPIOS
LOS EQUILIBRIOS SON HOMOGENEOS SI TODAS LAS SUSTANCIAS QUE INCLUYEN ESTN EN IGUAL ESTADO FSICO (LQUIDO, O SOLUCIN, GAS , SLIDO
SON HETEROGENEOS CUANDO NO ESTN EN EL MISMO ESTADO FISICO, PRESENTAN FASES
LA QUIMICA DE LAS SOLUCIONES INCLUYE A AMBOS TIPOS DE EQUILIBRIO
Equilibrios ionicos relativos a acidos y bases
01/06/2015
152
UN ACIDO O BASE FUERTE EST COMPLETAMENTE DISOCIADO EN DISOLUCIN ACUOSA PRESENTA CONSTANTES DE EQUILIBRIO GRANDES
HCl (ac) ---- H+ + Cl-
KOH (ac) --------- K + + OH -
Equilibrios ionicos relativos a acidos y bases
01/06/2015
153
LOS ACIDOS DBILES REACCIONAN CON EL AGUA DANDO UN PROTN AL AGUA
HA + H2O ---- H3O+ + A-
O
HA ------ H + + A -
SU CONSTANTE DE IONIZACIN ES
Ka = [ H +] [A- ]
[ HA ]
Equilibrios ionicos relativos a acidos y bases
01/06/2015
154
LAS BASES DBILES REACCIONAN CON EL AGUA FORMANDO IONES
NH3 + H2O ---- NH4+ + OH-
SU CONSTANTE DE IONIZACIN ES
Kb = [NH4 +] [OH -]
[ NH3]
01/06/2015
155
Acidos poliproticos
PRINCIPIOS
EXISTEN CIDOS CAPACES DE DAR MS DE UN ION HIDRONIO
SE LLAMAN ACIDOS POLIBASICOS O POLIFUNCIONALES
LOS TERMINOS DIBASICOS, TRIBASICOS, ETC. INDICAN EL NMERO DE IONES HIDRGENOS DISPONIBLES
ESTAS SUSTANCIAS SE IONIZAN POR ETAPAS Y CAD UNA PRESENTA UNA CONSTANTE DE EQUILIBRIO
ESTOS ACIDOS O BASES TIENEN MS DE UN PROTN O UN ION HIDROXILO IONIZABLE
01/06/2015
156
ACIDOS POLIPROTICOS
Ka1= 1.1 X 10 -2
H3PO4 -- H+ + H2PO4 -
Ka2= 1.1 X 10 -8
H2PO4 - ---- H+ + HPO4 -2
Ka3= 4.8 X 10 -13
HPO4 -2 ----- H + + PO4 -3
LOS VALORES DE Ka DE LAS DIFERENTES ETAPAS DE LOS CIDOS
POLIPROTICOS SE HACEN PROGRESIVAMENTE MAS
PEQUEOS PORQUE LA CARGA NEGATIVA VA INCREMENTANDOSE
Y HACE MAS DIFICIL LA DISOCIACIN SIGUIENTE
01/06/2015
157
01/06/2015
158
01/06/2015
159
01/06/2015
160