Análisis Cualitativo - Escuela de Ingeniería Química

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
FICHA TÉCNICA DEL CURSO:
ANALISIS CUALITATIVO
No.
DESCRIPCIÓN
1
2
CÓDIGO
ESCUELA
362
INGENIERÍA
QUÍMICA
3
HORAS/SEMANA
DOCENCIA
DIRECTA
HORAS/SEMANA
DE
LABORATORIO
3
4
HORARIO
6
4
ÁREA DE
QUIMICA
LUNES, MIERCOLES y VIERNES
(TRES SECCIONES “A,N Y P)
2
DÍAS QUE
SE IMPARTE
MARTES (DOS SECCIONES) Y
JUEVES (DOS SECCIONES).
QUIMICA 4
POSTREQUISITO
QUIMICA ORGANICA 1
ANALISIS CUANTITATIVO
CATEGORÍA
OBLIGATORIO
PREREQUISITO
5
CRÉDITOS
ÁREA A QUE
PERTENECE
DÍAS QUE
SE IMPARTE
SEC.A:11:40/12:30
SEC.N:15:40/16.30
SEC.P:18:10/19.00
CONTENIDO DEL CURSO
EL PRINCIPIO DEL EQUILIBRIO IONICO EN SOLUCIÓN ACUOSA:
1. EQUILIBRIO HOMOGENEO
1.1 EQUILIBRIO ACIDO-BASE
1.1.1 EL EQUILIBRIO IÓNICO DE DISOCIACIÓN: DISOCIACIÓN TOTAL Y PARCIAL;
a) PLANTEAMIENTO MATEMÁTICO DE LAS ECUACIONES DE [H+] DE LA DISOCIACIÓN TOTAL Y
PARCIAL EN SOLUTOS DE ACIDOS Y BASES FUERTES Y DEBILES.
b) METODOS GRAFICOS PARA LA RESOLUCIÓN DEL EQUILIBRIO DE DISOCIACIÓN UTILIZANDO
LOS DIAGRAMAS DE FLOOD, SILLEN Y LAS CURVAS DE DISTRIBUCIÓN DE LAS FRACCIONES
MOLARES .
1.1.2 EL EQUILIBRIO IONICO DE HIDRÓLISIS: HIDRÓLISIS ACIDA, BASICA Y MIXTA;
a) PLANTEAMIENTO MATEMÁTICO DE LAS ECUACIONES DE [H+] DE LA HIDRÓLISIS DE SALES
DE CONJUGADOS ACIDOS Y BASICOS DEBILES Y MUY DEBILES.
b) METODOS GRAFICOS PARA LA RESOLUCIÓN DEL EQUILIBRIO DE HIDRÓLISIS ACIDA, BASICA
O MIXTA UTILIZANDO LOS DIAGRAMAS DE FLOOD, SILLEN Y LAS CURVAS DE DISTRIBUCIÓN
DE LAS FRACCIONES MOLARES.
C) ESTUDIO DE CASOS PRACTICOS EN SISTEMAS DE MANUFACTURA, PRODUCTOS Y MEDIO
AMBIENTE.
1.1.3 EL EQUILIBRIO IONICO SIMULTANEO (DISOCIACIÓN E HIDRÓLISIS): EL EFECTO DEL IÓN
COMUN Y LAS SOLUCIONES AMORTIGUADORAS;
a) PLANTEAMIENTO MATEMÁTICO DE LAS ECUACIONES DE [H+] DEL EFECTO BUFFER O TAMPON
EN SISTEMAS QUIMICOS MONOPROTICOS DEBILES Y MUY DEBILES DE PARES -ESPECIE
LIBRE/CONJUGADO- Y DE LA CAPACIDAD AMORTIGUADORA. METODOS DE PREPARACIÓN
DIRETOS E INDIRECTOS (NEUTRALIZACIÓN O HIDRÓLISIS PARCIAL9 DE BUFFER
b) METODOS GRAFICOS PARA LA RESOLUCIÓN DEL EQUILIBRIO DE IÓN COMUN UTILIZANDO
LOS DIAGRAMAS DE SILLEN AUMENTADO Y LA GRAFICA DE CAPACIDAD AMORTIGUADORA EN
FUNCIÓN DEL pH.
C) ESTUDIO DE CASOS PRACTICOS EN SISTEMAS DE MANUFACTURA, PRODUCTOS Y MEDIO
AMBIENTE.
1.1.4 EL EQUILIBRIO IONICO DE SISTEMAS POLIPROTICOS Y POLIBASICOS: EQUILIBRIOS
MULTIPLES DE DISOCIACIÓN, HIDRÓLISIS Y AMORTIGUAMIENTO;
a) PLANTEAMIENTO MATEMÁTICO DE LAS ECUACIONES DE LA VARIABLE FUNDAMENTAL [H+]
DE LAS ECUACIONES DISOCIACIÓN TOTAL Y PARCIAL EN ACIDOS Y BASES FUERTES Y
DEBILES.
b) METODOS GRAFICOS PARA LA RESOLUCIÓN DE L EQUILIBRIO DE DISOCIACIÓN UTILIZANDO
LOS DIAGRAMAS DE FLOOD, SILLEN Y LAS CURVAS DE DISTRIBUCIÓN DE LAS FRACCIONES
MOLARES.
C) ESTUDIO DE CASOS PRACTICOS EN SISTEMAS DE MANUFACTURA, PRODUCTOS Y MEDIO
AMBIENTE.
2. EQUILIBRIO HETEROGENEO
2.1 EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD
2.1.1 EL EQUILIBRIO IÓNICO DE SOLUBILIDAD DE SALES E HIDROXIDOS;
a) DESCRIPCIÓN MATEMATICA EN BASE A LA LEY DE ACCION DE MASAS PARA LA
DEDUCCION DE LAS ECUACIONES DE SOLUBILIDAD EN FUNIÓN DEL Kps, LA
EXPRESIÓN DE LA SOLUBILIDAD MOLAR EN SALES E HIDROXIDOS. LAS ECUACIONES
LINEALES DE SOLUBILIDAD DE SALES E HIDROXIDOS EN FUNCIÓN DEL POTENCIAL DE
SOLUBILIDAD DEL IÓN EN FUNCION DEL CONTRAION Y SOLUBILIDAD DE SALES E
HIDROXIDOS EN FUNCIÓN DEL pH.
b) METODOS GRAFICOS PARA LA RESOLUCIÓN DEL EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD DE LOS
IONES Y LAS SALES E HIDROXIDOS UTILIZANDO LAS GRAFICAS pS vrs pH y pION
vrs pCONTRAION.
TEMAS DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO
1.- ELECTROGRAVIMETRIA DEL COBRE: Esta práctica de laboratorio cubre los objetivos de la parte
práctica del tema de Electroquímica ultima unidad del curso de Química 4. Esta práctica ilustra una
reacción espontanea o de celda galvanica y permite calcular la pureza de una sal mediante una técnica
gravimétrica simple.
2.- REACCIONES NO ESPONTANEAS, ANODIZACIÓN: Esta práctica de laboratorio cubre los objetivos
de la parte práctica del tema de Electroquímica ultima unidad del curso de Química 4. Esta práctica
ilustra una reacción no espontanea o electrolítica y permite realizar el anodizado de un alambre de
cobre (electrodo) mediante una agente oxidante salino (electrolitio) en solución.
3.- DETERMINACION DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE UN ACIDO DEBIL: Esta práctica cubre
los objetivos de la primera unidad del curso relativo a la disociación parcial de ácidos y bases debiles.
Esta práctica ilustra la evaluación experimental mediante la titulación por neutralización de un acido
debil y mediante tratamiento matemático de los datos experimentales se puede correlacionar el punto
medio de la titulación y derivar el calculo de la constante de equilibrio.
4.- EL DIAGRAMA DE FLOOD: Esta Práctica orienta al estudiante en la construcción de la gráfica más
versátil que integra las ecuaciones matematicas del equilibrio iónico de disociación y permite la
comprensión mediante interpolaciones simples y caracterizar una solución acuosa de ácidos o bases
fuertes y debiles decribiendo los cuatro parámetros que identifican el equilibrio ácido-base: pC, pK´s, pH
y pα1.
5.- EQUILIBRIO DE HIDRÓLISIS; Esta práctica cubre los objetivos de la segunda unidad del curso
relativo
a las interacciones entre los conjugados salinos de ácidos y bases debiles y muy debiles con el agua.
Esta práctica ilustra como el efecto de dilución del soluto determina variaciones sensibles en el pH de la
solución salina y así observar el grado de hidrólisis que se alcanza.
6.- DILUCIONES MULTIPLES Y DIAGRAMA DE SILLEN: Esta práctica cubre los objetivos de estudio de
otro sistema gr´fico pero mas práctico en el que se puede interpolar datos de soluciones de acidos y
bases debiles y muy debiles en disociación, así como simultáneamente la condición salina del
conjugado de una sal de dichos acidos y bases por hidrólisis incluyendo la hidrólisis mixta. Ademas se
estudia el efecto de la dilución multiple tanto en ácidos y bases como en sus sales y demostrar que la
dilución infinita tiende al pH del agua.
7.- SOLUCIONES AMORTIGUADORAS: Esta práctica cubre los objetivos de la tercera unidad del curso
relativo al efecto del ión comun con la consecuencia de la regulación del pH (efecto tampon). Mediante
la preparación de buffer de ácido/conjugado y base/conjugado se puede evaluar experimentalmente la
capacidad amortiguadora –pBeta- atraves de la adición de agentes modificadores (acidos o bases
fuertes).
8.- EQUILIBRIO DE ACIDOS POLIPROTICOS Y LAS CURVAS DE DISTRIBUCIÓN EN EQUILIBRIOS
SIMULTANEOS: Esta práctica cubre los objetivos de la cuarta unidad del curso relativo al equilibrio
iónico en solución acuosa de acidos plipróticos en equilibrio simultaneo de disociación, hidrólisis y
buffer. Acera grafica demas en esta práctica se realiza la construcción y descripción de las graficas de
distribución de las fracciones molares de las especies de un sistema poliprotico -%α´s vrs pH- mediante
el uso del polinomio de n+1 terminos que expresa la fracción mol en función de las K´s de equilibrio y
[H+].
7
BIBLIOGRAFÍA
1.-Snoeyik , Vernon & Jenkins, David; QUIMICA DEL AGUA ; Editorial LIMUSA;
Segunda Edición; 1987
La siguiente bibliografía esta disponible para fotocopiar las temáticas de
interes y se prestan en la coordinación del Area de Química
2.- Dick; John G.; QUIMICA ANALITICA; editorial mAnual Moderno; 1979.
3.- Bard, Allen; EQUILIBRIO QUIMICO; Editorial harper & Row; 1970; España.
4.- Gordus, Adon; QUIMICA ANALITICA; Editorial McGraw-Hill; primera edición;
México.
5.- Hognes & Jonson; QUALITATIVE ANALYSIS AND CHEMICAL
EQUILIBRIUM; Editorial Holt, Reinhart and Winston; fifth edituion; USA.
6.- Morlaes, P. et Morlaes, J.C.; SOLUTIONS AQUEUSES; Librairie Vuibert.
France, 1981.
7.- Sienko, M.J.; PROBLEMAS DE QUIMICA; Editorial Reverte; segunda edición;
Venezuela.
8.- Rangel ; Raymundo Luna; FUNDAMENTOS DE QUIMICA ANALITICA;
Volumen I; Editorial Limusa;
1976; Mexico.
9.- Hamilton, L.f.& Simpson,S.G.; CALCULOS DE QUIMICA ANALITICA; Editorial
McGraw-Hill; septima edición; Mexico.
8
9
10
11
NÚMERO DE
SECCIONES DE
DOCENCIA DIRECTA
NÚMERO DE
SECCIONES DE LOS
LABORATORIOS
PROFESOR (ES)
TITULAR (ES)
COORDINADOR DE
ÁREA:
DIRECTOR DE
ESCUELA:
Semestre impar una sección matutina t dos secciones vespertina
Semestre impar dos secciones matutina y tres secciones vespertina
Ing. Williams Guillermo Álvarez Mejía; LIQ, MIQ, MDU, DGCyT
(jornada vespertina)
Ing. Otto Raúl de León de Paz; LIQ (jornada matutina)
Ing. Otto Raúl de León de Paz;
LIQ
Ing. Williams Guillermo Álvarez Mejía;
LIQ, MIQ, MDU, DGCyT