aniones

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DEL ECUADOR ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS

1. DATOS INFORMATIVOS:

MATERIA O MÓDULO: CÓDIGO: CÓDIGO: CARRERA. NIVEL: No. CRÉDITOS: CRÉDITOS TEORÍA: SEMESTRE/AÑO ACADÉMICO: CRÉDITOS PRÁCTICA: PROFESOR:

QUIMICA ANALÍTICA I (T-L) 12810 CIENCIAS QUIMICAS, MENCIÓN QUÍMICA ANALÍTICA TERCERO 5 3 PRIMERO/ 2009-2010 2 Yolanda Jibaja A.

Máster en Tecnologías para el aprovechamiento aprovechamiento de Recursos Naturales no Tradicionales. Actividad académica: Química Analítica Horario de atención a estudiantes: Miércoles y Jueves de 14:00-16:00 14:00-16 :00 Correo electrónico: [email protected] Teléfono: 2 991 700, extensión 1278

2. DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓ N DE LA MATERIA En el curso de química analítica I se estudian los fundamentos teóricos y prácticos para la identificación de sustancias inorgánicas. Este curso responde a un fin importante, relacionar relacionar la química inorgánica con el análisis cuantitativo que recibirá el alumno en cursos posteriores. 3. OBJETIVO GENERAL: Aplicar los métodos y técnicas propias del análisis químico para la para la determinación cualitativa de los componentes básicos de una muestra. 4. OBJETIVOS ESPECIFICOS: a) Explicar y aplicar los conceptos básicos del equilibrio químico, así como, reconocer los factores que lo afectan. b) Definir, explicar y demostrar las diferentes teorías de los ácidos y las bases químicas, la relación entre el pH y las soluciones amortiguadoras. amortiguadoras. c) Establecer el comportamiento de las diversas especies especies iónicas frente a determinados reactivos reactivos y bajo condiciones establecidas.

d) Desarrollar hábitos para el trabajo en laboratorio: cuidado, orden, limpieza y rapidez, esenciales para el éxito en cursos siguientes de carácter cuantitativo. e) Poseer una visión de conjunto de la Química analítica con el manejo de la escala semimicro, de forma que el alumno entienda las diversas opciones que se tienen para resolver un determinado problema analítico. f) Realizar marchas analíticas (vía húmeda) que permitan separar en grupos todos los iones presentes y comprobar, en cada uno de esos grupos, la presencia o no de las especies químicas (cationes y aniones).

5. CONTENIDOS I.

Fundamentos generales

Capítulo I.- Introducción y conceptos generales Química analítica y análisis químico. Importancia de la química analítica. Métodos de análisis y clasificación. Reacciones analíticas y expresión de las reacciones analíticas. Reactivos empleados en análisis cualitativo. Marchas analíticas y ensayos directos. Capítulo II.- Equilibrio químico en solución acuosa Concepto de equilibrio químico. Constante de equilibrio. Equilibrio homogéneo, heterogéneo y múltiple. El cociente de reacción. Aplicaciones de la constante de equilibrio. Variables que afectan el equilibrio químico: cambio en las concentraciones de reactivos o productos, efecto de la presión y el volumen, efecto de la temperatura, efecto de los catalizadores. Relación entre Kc y Kp. Capítulo III.- Equilibrio en reacciones ácido-base Ácidos y bases. Teoría de los ácidos de ácidos y bases según Arrhenius, Bonsted-Lowry y Lewis. Estructura molecular y fuerza de los ácidos binarios y ternarios. Disociación del agua y pH. Calculo del pH para ácidos y bases fuertes. Ácidos polipróticos y cálculo del pH. Ácidos y bases débiles. Calculo de pH para especies débiles. Porcentaje y grado de ionización. Indicadores. Hidrólisis. Calculo de pH de sales hidrolizadas. Soluciones tampón. Tipos de soluciones tampón. Calculo de pH de soluciones tampón. Capacidad tamponante. Capítulo IV.- Equilibrio en reacciones de precipitación Proceso de disolución. Solubilidad y producto de solubilidad. Calculo de concentraciones de las distintas especies en el equilibrio. Factores que afectan la constante de producto de solubilidad. Predicción de las reacciones de precipitación. Aplicaciones de la constante producto de solubilidad. Precipitación fraccionada. Disolución de precipitados: conversión de un ion a electrolito débil, conversión de un Ion a otra especie por reacción redox, formación de iones complejos. Reacciones de precipitación de los cationes de los grupos del I al V. Capítulo V.-

Equilibrio en reacciones de complejación

Naturaleza de los complejos metálicos. Ligandos complejantes. Nomenclatura de los compuestos de coordinación. Reacciones de intercambio de ligando. Equilibrios que involucran iones complejos. II.

QUIMICA ANALITICA DE LOS IONES

Capítulo VI.- Propiedades analíticas periódicas

Aniones, cationes y sistema periódico. La estabilidad de los iones en medio acuoso como función periódica. Color de las especies químicas inorgánicas: iones sencillos, iones complejos, halógenos, precipitados inorgánicos. Capítulo VII.- Operaciones y técnicas en análisis cualitativo Disolución de muestras sólidas. Ensayos de solubilidad en agua, ácido clorhídrico, ácido nítrico y agua regia. Disgregación de residuos insolubles en ácidos. Principales agentes disgregantes. Digestión de muestras biológicas. Capítulo VIII.- Química analítica de los cationes y aniones Reactivos generales, especiales y reactivos de identificación para cationes. Clasificación analítica de los cationes en la marcha del H 2S. Grupo de la plata. Grupo del cobre-arsénico. Grupo del aluminio- níquel. Grupo del bario. Grupo del magnesio. Reactivos generales de los aniones. Clasificación analítica de los aniones. Grupo primero. Grupo segundo. Grupo tercero.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Sema na

1

Laboratorio Fecha

Del 17-21 de agosto de 2009

Capítulo

Capítulo I Introducción y conceptos generales

Contenido (Teoría)/actividades

Química analítica y análisis químico. Importancia de la química analítica. Métodos de análisis y clasificación. Reacciones analíticas y expresión de las reacciones analíticas. Reactivos empleados en análisis cualitativo. Marchas analíticas y ensayos directos.

Formación de grupos y entrega de material

Principio de Le´Chatelier

2

3

Del 24-28 de agosto de 2009 Del 31 de agosto- 4 de septiembre de 2009

Capítulo II Equilibrio químico en solución acuosa

Concepto de equilibrio químico. Constante de equilibrio. Equilibrio homogéneo, heterogéneo y múltiple. El cociente de reacción. Aplicaciones de la constante de equilibrio. Variables que afectan el equilibrio químico: cambio en las concentraciones de reactivos o productos, efecto

Determinación del pKa de un indicador ácido-base

de la presión y el volumen, efecto de la temperatura, efecto de los catalizadores. Relación entre Kc y Kp.

4

5

6

7

8

9

10

11

Del 7-11 de septiembre de 2009

Capítulo III Equilibrio en reacciones ácidobase

Del 14-18 de septiembre de 2009

Del 21-25 de septiembre de 2009 Del 28 de septiembre-2 de octubre de 2009

Del 5-9 de octubre de 2009


Capítulo IV. Equilibrio en reacciones de precipitación



Capítulo V. Equilibrio en reacciones de complejación

Ácidos y bases. Teoría de los ácidos de ácidos y bases según Arrhenius, Bonsted-Lowry y Lewis. Estructura molecular y fuerza de los ácidos binarios y ternarios. Disociación del agua y pH. Calculo del pH para ácidos y bases fuertes. Ácidos polipróticos y cálculo del pH

Determinación de la constante de ionización de un ácido monoprótico

Ácidos y bases débiles. Calculo de pH para especies débiles. Porcentaje y grado de ionización.

Determinación de la constante producto de solubilidad del Ca(IO3)2

Indicadores. Hidrólisis. Calculo de pH de sales hidrolizadas. Soluciones tampón. Tipos de soluciones tampón. Calculo de pH de soluciones tampón. Capacidad tamponante Proceso de disolución. Solubilidad y producto de solubilidad. Calculo de concentraciones de las distintas especies en el equilibrio. Factores que afectan la constante de producto de solubilidad. Predicción de las reacciones de precipitación. Aplicaciones de la constante producto de solubilidad. Precipitación fraccionada. Disolución de precipitados: conversión de un ion a electrolito débil, conversión de un Ion a otra especie por reacción redox, formación de iones complejos. Naturaleza de los complejos metálicos. Ligandos complejantes. Nomenclatura de los compuestos de coordinación. Reacciones de intercambio de ligando.

Preparación y propiedades de las soluciones buffer

Experimentos preliminares en Análisis cualitativo Análisis por vía seca

Disolución y disgregación de muestras

Análisis de cationes: Primer grupo de cationes

Análisis de cationes: Segundo grupo de cationes, primera parte.

Equilibrios que involucran iones complejos.

12

13

14

15

16

17

18

Del 2-6 de noviembre de 2009

Del 9-13 de noviembre de 2009

Del 16-20 de noviembre de 2009 Del 23-27 de noviembre de 2009 Del 30 de noviembre-4 de diciembre de 2009

Del 7-11 de diciembre de 2009 Del 14-18 de diciembre de 2008

Capítulo VI.Propiedades analíticas periódicas

Capítulo VII. Operaciones y técnicas en análisis cualitativo

Capítulo VIII. Química analítica de los cationes y aniones

Aniones, cationes y sistema periódico. La estabilidad de los iones en medio acuoso como función periódica. Color de las especies químicas inorgánicas: iones sencillos, iones complejos, halógenos, precipitados inorgánicos

Análisis de cationes: Segundo grupo de cationes, segunda parte

Disolución de muestras sólidas. Ensayos de solubilidad en agua, ácido clorhídrico, ácido nítrico y agua regia. Disgregación de residuos insolubles en ácidos. Principales agentes disgregantes. Digestión de muestras biológicas.

Análisis de cationes: tercer grupo de cationes, primera parte.

Reactivos generales, especiales y reactivos de identificación para cationes. Clasificación analítica de los cationes en la marcha del H2S..

Análisis de cationes: tercer grupo de cationes, segunda parte.

Grupo de la plata. Grupo del cobre-arsénico. Grupo del aluminio- níquel. Grupo del bario. Grupo del magnesio. Reactivos generales de los aniones. Clasificación analítica de los aniones. Grupo primero. Grupo segundo. Grupo tercero

Análisis de cationes: cuarto y quinto grupo de cationes Reacciones de identificación de los principales aniones

Examen final según horario de la Facultad

Examen final. Escrito

6. METODOLOGÍA, RECURSOS En el curso de Química Analítica I se complementan las clases teóricas con las prácticas de laboratorio. La parte teórica se desarrollará mediante clases expositivas, seminarios y talleres para resolución de ejercicios. Se utilizarán como recursos de aprendizaje bancos de ejercicios para ser resueltos en los talleres y guías metodológicas para los seminarios. Las prácticas de laboratorio, tienen una carga semanal de 4 horas, se desarrollaran en los laboratorios de la Escuela de Química, los alumnos trabajarán individualmente, utilizando como guía de trabajo el Manual de Prácticas para Química Analítica I, para la Escuela de Ciencias Químicas. Para las prácticas de análisis cualitativo inorgánico los estudiantes recibirán una solución conocida que contiene todos los cationes de un determinado grupo los cuales deben separarse mediante un plan metódico, para proceder a la identificación de cada catión por medio de reacciones características. Terminado cada grupo de análisis, los estudiantes recibirán una muestra desconocida que deberán analizar. Al análisis de soluciones conocidas y desconocidas de los grupos puede seguir el análisis de una solución desconocida que contenga combinaciones de cationes de todos los grupos. Se procederá en forma similar en el análisis de aniones.

Asignatura: Química Analítica I ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL ACTIVIDADES DE INTERACCI N DOCENTE ESTUDIANTES

TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE

(HORAS PRESENCIALES)

(HORAS NO PRESENCIALES)

SEMANA N° de horas de clases teóricas

(1 - 16)

N° de horas de clases prácticas, laboratorios, talleres

N° de horas de tutorías especializadas

EVALUACIONES

TEMAS A TRATAR (N° del tema, unidad, o capítulo descritos en Contenidos)

3

Informe de laboratorio

Capítulo I

Deberes. Informe de laboratorio

N° de horas

ACTIVIDADES (Descripción)

1° semana

3

4

4

Redacción de informe de laboratorio

2° semana

3

4

4

Redacción de informe de laboratorio. Resolución de ejercicios

3

3° semana

3

4

4

Resolución de ejercicios Redacción de informe de laboratorio

3


Capítulo 3. Practica N° 2

4° semana

3

4

4

Resolución de ejercicios. Redacción de informe de laboratorio

3

Informe de laboratorio. Parcial N° 1

Capítulo III. Practica N°. 3

5° semana

3

4

4

3

Informe de laboratorio.

Capítulo IV. Práctica N°. 4

6° semana

3

4

4


3


Capítulo III. Practica N°.5

7° semana

3

4

4


3


Capítulo III. Práctica N° 6

4

4


3


Capítulo III. Práctica N° 7


Capítulo 2. Practica N°1

3 8° semana

9° semana

3

4

4


3

Informe de laboratorio. Parcial N° 2

Capítulo IV. Práctica N°. 8

10° semana

3

4

4

Resolución de ejercicios. Redacción del informe da laboratorio

3


Capítulo IV. Práctica N° 9

11° semana

3

4

4

Resolución de ejercicios. Redacción de informe de laboratorio 3

3


Capítulo V. Práctica N°.10

12° semana

3

4

4

Redacción del informe

3


Capítulo VI. Práctica N°. 11

13° semana

3

4

4

Consulta. Redacción del informe

4

Exposición. Informe de laboratorio

14° semana

3

4

4

Redacción de informe de laboratorio

4


Capítulo VIII. Práctica N° 12

15° semana

3

4

4

Reacciones del grupo I y II. Redacción del informe

4


Capítulo VIII. Práctica N° 13

16° semana

3

4

4

Reacciones del grupo III. Redacción de informe de laboratorio

4

Parcial N° 3

Capítulo VIII

17° semana

3

4

4

Reacciones de aniones y cationes

4

Examen final practico

Capítulo VIII

EXÁMENES

Capítulo VII. Práctica N° 12

Pontificia Universidad Católica del Ecuador Escuela de Ciencias Químicas

E-MAIL: [email protected] Av. 12 de Octubre 1076 y Roca Apartado postal 17-01-2184 Fax: 593 – 2 – 299 16 56 Telf: 593 – 2 – 299 15 35 Quito - Ecuador

7. EVALUACIÓN 7.1. Cronograma de evaluaciones: Las evaluaciones se receptarán en las siguientes fechas: Evaluación parcial No. 1: Semana del 7-12 de septiembre de 2009. Evaluación parcial No. 2: Semana del 12-16 de octubre de 2009 Evaluación parcial No. 3: Semana del 30 de novimebre-4 de diciembre de 2009 7.2. Sistema de calificaciones: Las evaluaciones para teoría y laboratorio son independientes. Las evaluaciones de teoría suman 30 puntos, y las de laboratorio 20 puntos, que sumados darán la nota total (50). Se realizaran tres evaluaciones parciales tanto en teoría como en laboratorio. Para cada una de las evaluaciones parciales de teoría se asigna un valor de 6 puntos, y para el examen final, 12 puntos. Para cada nota parcial se consideraran los puntajes obtenidos en exámenes, exposiciones, participación en clase y tareas. La nota mínima para aprobar teoría es 18/20. Para las notas de laboratorio se considerarán: informes de laboratorio, asistencia a las prácticas y trabajo en laboratorio. Cada evaluación parcial tendrá un puntaje de 4 puntos y el examen final 8 puntos. La nota mínima para aprobar laboratorio es 12/20. 7.3.

Fecha de entrega de calificaciones en secretaría:

Nota parcial No. 1: 17 de septiembre de 2009. Nota parcial No. 2: 19 de octubre de 2009. Nota parcial No. 3: 10 de diciembre de 2009.

Pontificia Universidad Católica del Ecuador E-MAIL: [email protected] Av. 12 de Octubre 1076 y Roca Apartado postal 17-01-2184 Fax: 593 – 2 – 299 16 56 Telf: 593 – 2 – 299 15 35 Quito - Ecuador

Escuela de Ciencias Químicas

8. BIBLIOGRAFÍA 8.1

TEXTOS DE REFERENCIA:

1. Sorum C.H, “Introducción al análisis cualitativo semimicro”. Editorial Prentice Hill Internacional. USA. 1967 2. Brumblay Ray, “ Análisis cualitativo” , CECSA, México, 1973 3. Araneo Antonio, “Química Analítica Cualitativa” , McGraw-Hill, México, 1989. 4. Aguilar Sanjuán, “Introducción a los equilibrios iónicos”. Editorial Reverté, S.A. Barcelona. 1999. 8.2 TEXTOS RECOMENDADOS: 1. Copia Georgina A. “Equilibrio Iónico”. Ediciones Universidad Católica de Chile. Chile. 2002. 2. Burriel F. y otros, “ Química Analítica Cualitativa" 13ª ed., Ed. Paraninfo, Madrid, 1989. Aprobado: Por el Consejo de Escuela __________________________ f) Director de Escuela

fecha: ______________________

Por el Consejo de Facultad

__________________________ f) Decano

fecha: _____________________

aniones

Recommend Documents