UTN-Guía Química Analítica-2013

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    INGENIERA QUMICA Plan 1995 Adecuado

    PROGRAMA ANALTICO DE QUMICA ANALTICA

    Unidad Temtica 1: Introduccin. Qumica Analtica: definiciones. Objetivos. Tendencia actual. Clasificacin de la Qumica Analtica. Unidad Temtica 2: Teora de los errores, evaluacin de resultados y muestreo Precisin, exactitud y error. Clases de errores. Diagrama de control. Lmites de con-fianza. Rechazo de resultados dudosos. Tratamiento estadstico de pequeos gru-pos de resultados. Cifras significativas. Muestreo. Tcnicas de toma de muestra. Importancia de la preparacin de muestras previo al anlisis. Reduccin de tamao. Unidad Temtica 3: Equilibrio de cidos y bases en disolucin acuosa Concepto de cido y base. Equilibrio qumico en soluciones de cidos, bases y sa-les. Clculo de pH y de la concentracin de distintas especies en el equilibrio. ci-dos poliprticos, bases multivalentes y anfolitos. Breve nocin de equilibrio en sis-temas no acuosos. Soluciones reguladoras: aplicaciones. Problemas Unidad Temtica 4: Volumetra cido-base (Aplicaciones, problemas y trabajos prcticos) Principios del anlisis titulomtrico. Curvas de titulacin cido-base. Definicin de droga patrn primaria. Normalizacin de soluciones.. Ejemplos. Indicadores. Dife-rentes aplicaciones: titulaciones de cidos poliprticos y mezclas. Problemas y prc-tica de laboratorio. Unidad Temtica 5: Equilibrio de formacin de precipitados Producto de solubilidad. Estudio de los factores que afectan la solubilidad de un precipitado. Equilibrio combinado precipitacin/cido base. Problemas Unidad Temtica 6: Volumetra por formacin de precipitados (Aplicaciones, pro-

    blemas y trabajos prcticos) Distintos mtodos analticos. Curvas de titulacin. Normalizacin de soluciones. De-terminacin del punto final. Diferentes aplicaciones. Problemas y prctica de labora-torio. Unidad Temtica 7: Equilibrio de formacin de complejos Complejos mono y polidentados. Constantes de estabilidad-inestabilidad. Equilibrios combinados complejos-cido base. Problemas

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    Unidad Temtica 8: Volumetra quelatomtrica. (Aplicaciones, problemas y traba-jos prcticos)

    Curvas de titulacin. Normalizacin de soluciones. Indicadores. Diferentes aplica-ciones. Problemas y prctica de laboratorio. Unidad Temtica 9: Fundamentos de electroqumica y potenciometra Conceptos bsicos. Celda galvnica. Procesos electrdicos. Potencial de electrodo. Ecuacin de Nernst. Constantes de equilibrio. Tipos de electrodo. Equilibrio redox. Principio de funcionamiento de los diferentes electrodos para diferentes valoracio-nes. Instrumental empleado. Aplicaciones. Problemas. Trabajo Prctico Unidad Temtica 10: Volumetra redox (Aplicaciones y problemas) Curvas de titulacin. Potencial en el punto equivalente. Indicadores. Agentes oxidan-tes y reductores aplicados en qumica analtica. Normalizacin de soluciones. Dife-rentes aplicaciones. Problemas Unidad Temtica 11: Radiacin electromagntica y su interaccin con la materia

    (Aplicaciones, problemas y trabajos prcticos) Espectro electromagntico. Propiedades de la luz. Absorcin de luz. Espectrometra UV-visible. Ley de Beer. Instrumentacin. Aplicaciones. Problemas. Trabajo Prctico Unidad Temtica 12: Anlisis aplicado Preparacin de una monografa sobre la aplicacin de las diferentes tcnicas anal-ticas estudiadas al anlisis de muestras especficas. Ejemplos: anlisis de combus-tible, grasas, efluentes, aleaciones, etc.

    Bibliografa sugerida

    1. - Anlisis qumico cuantitativo - Daniel C. Harris - Editorial Revert, S.A. 3ra. Edicin.

    2. - Anlisis qumico cuantitativo - I.M. Kolthoff - Editorial Nigar S.R.L. 6ta. Edi-cin.

    3. - Mtodos instrumentales de anlisis - Hobart H. Willard - Grupo Editorial Ibe-roamrica. 7ma. Edicin.

    4. Fundamentos de Qumica Analtica - Douglas Skoog - Editorial Thomson. 8ta Edicin.

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    SERIE 1

    SOLUCIONES

    1.1) Cuntos gramos de cada soluto hay en las siguientes soluciones? a) 175,0 mL de NaCl 0,76 M b) 763 mL de H2SO4 0,17 M c) 179 mL de H3PO4 0,213 M

    1.2) Se disuelven 40,0 g de H2SO4 en la cantidad de agua necesaria como para obtener un volumen de 200,0 mL, y la densidad de la solucin resultante es 1,14 g/mL. Calcular: a) la concentracin de la solucin en % m/m y en % m/V; b) los gramos de soluto disueltos por litro de solucin; c) la molaridad de la solucin.

    1.3) Qu masa de ftalato cido de potasio ( = 204,20 g/mol) se debe pesar para preparar 250,0 mL de una solucin 0,4000 M?

    1.4) a) Qu masa de Na2HPO4.12 H2O se necesita para preparar un litro de solu-cin al 10,0 % m/m, si la densidad de sta es de 1,09 g/mL? b) Qu volumen de agua se necesita para preparar esta solucin?

    Dato: H2O = a 20 C = 0,998 g/mL.

    1.5) a) Qu masa de KCl hay que pesar para preparar 1,000 L de solucin de concentracin 1000 ppm de Cl-? b) Cul es la concentracin de iones potasio en esa solucin en mg K+/mL?

    1.6) Una solucin al 85,00 % m/m de H3PO4 tiene una densidad 1,690 g/mL. Calcular la molaridad de la solucin.

    1.7) Cul es el % m/m de una solucin de H2SO4 5,00 M, cuya densidad es 1,29 g/mL?

    1.8) Cul es la molaridad de una solucin de H3PO4 que contiene 36,25 % m/m de P2O5, si su densidad es de 1,335 g/mL?

    1.9) Qu volumen de una solucin de KMnO4 0,050 M hay que tomar para prepa-rar 1,000 L de solucin que contenga 500 ppm de Mn?

    1.10) Qu volumen de solucin de HNO3 16,0 M es necesario para preparar 50,00 mL de una solucin de HNO3 6,00 M?

    1.11) Calcular la molaridad de una solucin de HCl preparada diluyendo 25,00 mL de una alcuota de 10,00 mL de una solucin que contiene HCl de concentra-cin 38,32 % m/m, cuya densidad es 1,19 g/mL.

    1.12) Una solucin 49,00 % m/m de H2SO4 tiene una densidad de 1,250 g/mL. a) Qu volumen de esta solucin es necesario para preparar 250,0 mL de

    una solucin 0,1000 M? b) 250,0 mL de la solucin original se diluyen hasta 2000 mL. Cul es la

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    molaridad de la nueva solucin?

    1.13) Se desean preparar 500,0 mL de una solucin 10,10 % m/m de NaOH ( =

    1,110 g/mL) a partir de una solucin 30,20 % m/m ( = 1,330 g/mL). a) Qu volumen de esta ltima debe diluirse? b) Qu volumen de agua debe agregarse?

    1.14) Qu volumen de una solucin de HCl 10,0 % m/V se debe agregar a 2,00 litros de solucin 1,50 % m/V para obtener una solucin al 2,00 % m/V? Supo-ner volmenes aditivos.

    1.15) Qu volumen de una solucin 1,00 M de HCl habr que agregar a 20,00 mL de una solucin 0,0100 M del mismo cido para obtener una nueva solucin 0,80 M? Suponer volmenes aditivos.

    1.16) Se tiene una solucin 16,00 % m/m ( = 1,078 g/mL) de HCl y otra 36,00 %

    m/m ( = 1,179 g/mL). Se desea obtener 500,0 mL de una solucin 20,00 %

    m/m ( = 1,098 g/mL). Qu volumen de cada una de las soluciones debe mezclarse?

    Ejemplo resuelto para determinar la concentracin de la muestra original

    Se desea conocer la cantidad de hipoclorito de sodio que contiene una lavandina. Se toman 40,0 mL de la muestra de lavandina y se diluye con agua destilada hasta 100,0 mL en matraz, se toma 10,00 mL de esta solucin y se diluye nuevamente con agua destilada hasta un volumen final de 100,0 mL y se analiza, obteniendo una solucin de 0,200 % m/v de hipoclorito de sodio. Calcular la concentracin molar de

    hipoclorito de sodio ( = 74,50 g/mol) en la lavandina original.

    40,0/100,0 10,00/100,0

    mL

    g

    mL

    L

    mol

    g

    100

    200,0

    1000

    1

    1

    50,74

    0,100

    00,10

    0,100

    0,40NaClOM

    L

    mol671,0NaClOM

    40,0 mL 10,00 mL

    100,0 mL 100,0 mL

    MNaClO 0,200 %m/v

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    1.17) Se toma una alcuota de 25,00 mL de una solucin que contiene Cl-, se la lleva a volumen en un matraz de 100,0 mL con agua destilada y se homogeneiza bien. De esta segunda solucin se toma una alcuota de 25,00 mL y se la dilu-ye con agua destilada en un matraz de 250,0 mL. Al determinar Cl- en una alcuota de 10,00 mL de la ltima solucin se en-cuentra una concentracin de 0,0202 % m/V. Calcular la concentracin de Cl- en la solucin original.

    1.18) Para determinar el contenido en plomo en una muestra de leche contaminada, se toma 1,00 mL de la leche y se diluye con agua destilada en un matraz de 5,00 mL; se toma 1,00 mL de esta solucin y se lleva con agua destilada a un volumen final de 10,00 mL en un matraz. Se realiza la medicin sobre esta di-

    lucin y se obtiene una concentracin igual a 0,762 g/L. Determinar la con-centracin de plomo en la muestra original de leche en ppb.

    1.19) El jugo gstrico humano contiene HCl. Cuando una muestra de 26,200 g de jugo gstrico se diluye con agua destilada hasta un volumen final de solucin

    de 200,0 mL, se obtiene una solucin de concentracin 5,28.10-3 M en HCl ( = 36,50 g/mol). Calcular el % m/m de HCl en el jugo gstrico.

    Resultados

    1.1) a) 7,8 g; b) 13 g; c) 3,74 g 1.2) a) 17,5 % p/p; 20,0 % p/v; b) 200 g/L; c) 2,04 M 1.3) 20,42 g 1.4) a) 109 g; b) 0,98 L 1.5) a) 2,103 g; b) 1,103 mg/mL 1.6) 14,66 M 1.7) 38,0 % m/m 1.8) 6,82 M 1.9) 182 mL 1.10) 18,8 mL 1.11) 5,00 M 1.12) a) 4,000 mL; b) 0,7805 M 1.13) a) 139,6 mL; b) 360,4 mL 1.14) 125 mL 1.15) 79 mL 1.16) 406,5 mL y 93,5 mL 1.17) 0,808 % m/V 1.18) 38 ppb 1.19) 0,1471 % m/m

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    SERIE 2

    TRATAMIENTO DE DATOS Y EXPRESIN DE RESULTADOS

    2.1) Especificar el nmero de cifras significativas y las indeterminaciones absolutas y relativas de los siguientes nmeros:

    a) 672,25 c) 2,3 x 104

    6,7225 g 0,23 x 105 b) 0,0004 L 2,30 x 10-5 0,0004000 L

    2.2) Redondear los siguientes nmeros: a) 36,7 a la unidad b) 2,485 al centsimo c) 394,5 a la unidad d) 8,7249 al milsimo e) 8,7249 al centsimo f) 8,7249 a la dcima

    2.3) Cul es el volumen mnimo a medir en u