Experiencia
de
Aprendizaje
3
Análisis clásico e instrumental
Métodos Analíticos
Químicos
(clásicos)
Cualitativos
Gravimetría
Cuantitativos
Volumetría
Análisis gravimétrico
 Gravimetría
 El Análisis gravimétrico se basa en las medidas de masa.
 Requiere fundamentalmente dos medidas
experimentales:
 Peso o volumen de la muestra a analizar.
 Peso de un sólido seco que o bien es el propio analito o una
sustancia de composición química conocida que contenga
el analito.
 Precipitación
 Volatilización
Métodos Clásicos De Análisis
 Volumetría
 Grupo de métodos analíticos que se basan en la
determinación de la cantidad de un reactivo de
concentración conocida (patrón) necesaria para
reaccionar por completo con el analito
 Precipitación
 Ácido-base
 Complejos
 Redox
Volumetría
 Se denomina
volumetría
porque se mide
el volumen que
contiene los
equivalentes del
Reacción de Neutralización :
analito o del
NaOH + HCl → NaCl + H2O
patrón
pH =
7
Cuando se logra la neutralización
completa → Punto de
equivalencia
NaOH
[]=
Conocida
HCl
[]=
¿?
Titulant
e
Analit
o
Valoración de un ácido
débil con una base fuerte
 La figura representa la
variación del pH del
ácido débil mientras va
reaccionando con el
volumen de titulante
agregado.
 El pH en el punto de
equivalencia es mayor
a7
20 mL de ácido acético 0,10 N (Ka = 1,8×10-5)
con NaOH 0,10 N.
pH en Peq= 8,73
pH del punto de
equivalencia
 Si se valora ácido fuerte con base fuerte, pH = 7
 Si se valora ácido débil con base fuerte, pH > 7
 Si se valora base débil con ácido fuerte, pH < 7
¿Cómo sé,
visualmente, que se
ha llegado al punto
de equivalencia?
Uso de
indicador
Acido Base
apropiado
Indicador
Cambio de color al
aumentar el pH
Rango de pH
Rojo de metilo
Rojo-Amarillo
4,2-6,2
Tornasol
Rojo-Azul
5,0-8,0
Verde de bromocresol
Amarillo-Azul
3,8-5,4
Azul de bromotimol
Amarillo-Azul
6,0-7,6
Fenolftaleína
Incoloro-Rosa
8,0-9,6
Anaranjado de metilo
Amarillo - Rojo
3,2-4,4
Valoraciones Ácido-base
 Para las titulaciones acido base, de preferencia, se
trabajan las concentraciones de las especies
expresadas en NORMALIDAD (N)
𝑁° 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠
𝑁=
𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
𝑁°𝑒𝑞 =
𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒
Ejemplo
HCl
Peso
Equivalente
(Peq)
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑓ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 (𝑔)
Peq = 36.5 g/1 = 36.5g
𝑃𝑒𝑞 =
𝑁° 𝐻 + 𝑠𝑢𝑠𝑡.
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑓ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎 (𝑔)
𝑃𝑒𝑞 =
𝑁° 𝑂𝐻 − 𝑠𝑢𝑠𝑡.
H2SO4
Peq = 98g/2 = 49 g
NaOH
Peq = 40 g / 1 = 40 g
Ca(OH)2
Peq = 74 g/ 2 = 37 g
Ejemplo
 Calcule la N de una solución preparada
𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
disolviendo
76
g de
K2CO3 en agua
ൗ𝑃𝑒𝑞
𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑁=
hasta
obtener
500mL de solución.
𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
𝑃𝑒𝑞 K2CO3 =
138,21 𝑔/𝑚𝑜𝑙
=69,105
2 𝑒𝑞/𝑚𝑜𝑙
76 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑁=
ൗ69,105 𝑔/𝑒𝑞
0,5 𝐿
g/eq
=2,2 N
Conversión entre Molaridad y
Normalidad
N = (M)( # )
# de
Ácido
Base
Sales
corresponde a
H+
OHcargas (+) totales del metal
¿Cuál es la N de una solución de H2SO4 0.5
M?
¿Cuál es la M de una solución de
Na(OH)0.3N?
Finalmente
 En el punto de equivalencia, todo el analito se ha
neutralizado, y se cumple que:
N° de Equivalentes de base = N° de Equivalentes de
ácido

Va
*
Na
=
Vt
*
Nt
Por lo tanto :
 Donde




Va = Volumen de analito
Na = Normalidad del analito
Vt = Volumen de titulante
Nt = Normalidad de titulante
Métodos Analíticos
Ópticos
Instrumentales
Cromatográficos
Espectrometría
Métodos Instrumentales
 Se basan en (y aprovechan) las
propiedades físicas del analito para
obtener información cualitativa y
cuantitativa de especies químicas
(orgánicas, inorgánicas, bioquímicas, etc.).
 La mayoría de las técnicas instrumentales
quedan en una de estas tres áreas
 Espectroscopía
 Cromatografía
 Electroquímica
Algunos ejemplos
Técnicas
Técnicas
espectroscópicas electroquímicas
Técnicas
cromatográficas
• Espectrofotom
etría de visible
y ultravioleta
• Espectrometría
atómica
(emisión y
absorción)
• Espectrofotom
etría de
infrarrojo
• Espectroscopía
de rayos X
• Espectroscopía
• Cromatografía
en capa fina
• Cromatografía
de gases
• Técnicas de
cromatografía
líquida de alta
resolución
• (GC-MS)
(cromatografía
de gases espectrometría
de masas)
• Potenciometría
(electrodos de
pH y selectivos
de iones)
• Coulombimetrí
a
• Electrogravimet
ría
• Técnicas de
conductancia
Espectroscopía
 Estudio de la interacción del campo eléctrico de la
radiación electromagnética con la materia mediante
fenómenos de absorción, emisión y dispersión de luz
Espectro electromagnético
 Abarca un intervalo
muy amplio de
longitudes de onda o
energías
 Según su λ recibe
diferentes nombres.
 La luz visible representa
una pequeña parte del
espectro
 Desde 380 a 750 nm.
El espectro
electromagnético
Rayos X
Ultravioleta
Visible
Infrarrojo
Longitud de onda
Frecuencia
Microondas
Radio
Entonces…
 Las interacciones de la radiación electromagnética
con la materia se pueden clasificar de modo general
en:
 Procesos de absorción:
 La radiación electromagnética de una fuente es absorbida
por la muestra y origina una disminución de la potencia
radiante que llega a un detector
 Procesos de emisión:
 La radiación electromagnética emana desde la muestra, lo
que origina un aumento de la potencia radiante que llega a
un detector
Definiciones
 Espectroscopia
 La medida de la
interacción de la
muestra con la luz
de diferentes
longitudes de onda
de diferentes
regiones del
espectro
electromagnético.
 Espectrómetro
 La medida de dichas
señales
como función de la
longitud de onda
genera un espectro y
Fuente
origina el término
de luz
“espectroscopia”.
 Instrumento para
tomar medidas
relativas en la
región del
espectro óptico,
utilizando luz
espectralmente
dispersada por un
elemento
I0
I
dispersador.
l
Monocromador
Muestra
Detector
de luz
Parámetros clave
Absorción y emisión
 Los átomos pueden
absorber cantidades
discretas de energía:
 Calor
 Luz a longitudes de onda
discretas
 Un electrón puede cambiar
de nivel de energía:
 Energía para cambiar de
nivel = energía de la luz
Cada transición tiene una separación y
absorbida
una energía diferentes y,
en consecuencia, una longitud de
 El electrón pasa a un nivel
onda diferente.
de energía superior: E1,
 Los átomos se “excitan”
E2, ... En
Análisis de espectro.
 Un investigador tiene una muestra de un
gas desconocido. Para identificarlo,
proyecta un espectro continuo de luz
blanca a través del gas y observa qué
longitudes de onda de luz son
absorbidas por él. Esto se muestra en la
figura, así como los espectros de
absorción de cinco elementos gaseosos
puros. ¿Cuál de los cinco elementos es el
gas desconocido?
Análisis de espectro.
A.
B.
C.
D.
E.
Oxigeno
Argón
Xenón
Helio
Neón
Absorbancia y transmitancia
 Cuando la radiación
interactúa con la
materia, se pueden
producir numerosos
procesos:
 Absorbancia
 Reflejo
 Dispersión
 Fluorescencia/fosfore
scencia
 Reacciones
fotoquímicas
 Cuando la luz
atraviesa una
muestra (o se ve
reflejada por ella), la
cantidad de luz
absorbida es igual a
la relación entre la
radiación transmitida
(I) y la incidente (I0).
Ley de Lambert - Beer
 Transmitancia
 La cantidad de luz
absorbida depende de:  Absorbancia
El tipo de
sustancia por
la que
atraviesa la luz
La distancia
que recorre la
luz
La
concentración
de la sustancia
𝑇=
𝐼
𝐼0
 Se relaciona con la Transmitancia
por medio de la ecuación:
𝐴 = − log 𝑇 = −𝑙𝑜𝑔
𝐼
𝐼0
𝐴 =𝜀×𝐶×𝑑
 Donde:
 ε : Coeficiente de absortividad
 C: Concentración de la sustancia
en análisis
 d: distancia que recorre la luz
Espectroscopia absorción
atómica
 Técnica analítica capaz
de analizar metales
 Permite medir las
concentraciones
específicas de un
material en una mezcla
 Trazas → %
 Puede analizar hasta 67
metales de la tabla
periódica.
 Uno por vez.
 Es la técnica analítica
mas empleada en todo
el mundo para este fin.
AAS, por Atomic Absorption
Spectroscopy
Componentes del sistema
 Fuente de Luz
 Atomizador
 Dispositivo de
separación de la Luz
(Monocromador)
 Dispositivo de medición
de la Luz (Detector)
 Dispositivo de lectura
de la señal de salida.
Muestras
 Sólidas, como por
ejemplo
medicamentos,
alimentos o cosméticos
 Digestión con ácido
para poder llegar a
obtener la muestra
liquida.
 Líquidas
 Filtrar y hacer lectura
en el AA
Aplicaciones
Sólidos
Suelos
Metales
Cabello
Tejido
Leche en polvo
Frutas
Líquido Sangre
s
Orina
Jugo
Cerveza
Gases
Aire
Disponible en: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=476047399003
Consultado 06/2021
Métodos Analíticos
TLC
Instrumentales
Cromatográficos
HPLC
Cromatografía
Técnica por la cual se separa una mezcla, a partir
de las diferencias de velocidad a la que son
transportadas a través de una fase estacionaria por
una fase móvil
• TLC
• HPLC
Separación de sustancias:
Cromatografía
 Los componentes que se han de
separar se distribuyen entre dos fases
 Una en reposo (fase estacionaria, F.E.)
 Otra se mueve en una dirección definida
(fase móvil, F.M.).
 Los distintos componentes de la mezcla
interaccionan de manera diferente con
las dos fases, y se establece un reparto
entre ambas
 Se establece un equilibrio entre partículas
adsorbidas y desorbidas
La desorción es un fenómeno por el
cual una sustancia se libera desde o
a través de una superficie
La adsorción consiste en atraer y
retener en una superficie moléculas
o iones de otro cuerpo.
Tipos de cromatografías
 Con base en la naturaleza del soporte en el que se
aloja la fase estacionaria:
 Cromatografía plana:
 Cromatografía en papel
 Cromatografía en capa fina (TLC)
 Cromatografía en columna:
 Cromatografía de gases (GC)
 Cromatografía líquida (LC)
 Cromatografía líquido – líquido
 Cromatografía sólido – líquido
Cromatografía en columna
Capilaridad (papel, capa fina)
Relación de frentes
 El parámetro que se mide en una cromatografía
plana.
 Representa la distancia que recorre un analito sobre la fase
estacionaria respecto a la distancia que recorre la fase
móvil en la cromatografía:
 Este parámetro puede tomar valores entre 0 y 1.
 Cuanto más cercano a 0 es el valor de Rf → el analito tiene
afinidad por la fase estacionaria (es muy retenido).
 Cuanto más cercano a 1 sea el valor de Rf → el analito
tiene más afinidad por la fase móvil, por lo tanto es poco
retenido por la fase estacionaria.
Pigmentos de
cáscara de
mandarinas

Cromatografía líquida de
alta
presión
(HPLC)
Tiene mejor resolución, tiempos menores,
mejor reproducibilidad
 El material empacado en las columnas está
formado por pequeñas partículas de tamaño
muy uniforme y gran rigidez
 Permite trabajar con flujos altos para lo que
se requiere aplicar presión
 Se requiere de columnas especiales
construidas en acero inoxidable o vidrio
grueso
https://www.youtube.com/watch?v=qcuJpsWagE8
Síntesis de las técnicas