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UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO DIVISIÓN ACADÉMICA DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

LICENCIATURA EN INGENIERÍA AMBIENTAL

ASIGNATURA: ANÁLISIS QUÍMICO E INSTRUMENTAL

NIVEL: AREA SUSTANTIVA PROFESIONAL HORAS TEORICAS: 2 HORAS PRACTICAS: 4 CREDITOS: 8

PRERREQUISITO: Química Inorgánica, Química del carbono, Fisicoquímica

PRESENTACIÓN: Actualmente, los ingenieros y científicos en el campo de la Biología, Ecología y de la Física disponen de una serie impresionante de herramientas para obtener información acerca de la composición y estructura de la materia; por lo que el análisis instrumental constituye una herramienta básica para la determinación de un análisis químico cualitativo y cuantitativo, en el cuál se desarrollan técnicas analíticas que permiten realizar investigación y experimentación en algunas áreas de la biología, ecología e ingeniería ambiental. Aproximadamente desde la Segunda Guerra Mundial, se combinaron el incremento en la complejidad de la investigación en todas las áreas de la química, la física y la biología, y el desarrollo tecnológico explosivo para crear problemas analíticos cuya solución exigía cada vez más conocimientos e instrumentación sofisticada. El campo del análisis instrumental ha crecido tanto y de un modo tan diverso que el tratamiento de todas las técnicas instrumentales modernas requieren de una comprensión de los principios fundamentales en los que se basan los sistemas de medición modernos. La química analítica ha desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de la ciencia, las tendencias de los años recientes la han llevado al primer plano del avance en muchas áreas de gran interés. Desde 1894, ha evolucionado, de ser considerada un arte se convirtió en una ciencia con aplicaciones en la industria, la medicina y en prácticamente todas las ciencias. Por lo anterior, la química analítica aporta los conocimientos para el entendimiento y aplicación de técnicas analíticas instrumentales. Las ciencias biológicas, Biología y Ecología, se han desarrollado gracias a la aplicación de las técnicas de medición en donde se conjugan las teorías de la física y la química. En el campo de la ingeniería ambiental, se establece la efectividad de los instrumentos empleados en el control de la contaminación ambiental, determinando las concentraciones de elementos y compuestos.

OBJETIVO: El alumno adquirirá los conocimientos básicos para el manejo de la instrumentación y para el desarrollo de las técnicas analíticas, basadas en los fundamentos de la química analítica. Tendrá la capacidad de seleccionar el método instrumental adecuado para la determinación de un análisis químico cuantitativo. Interpretará los resultados de laboratorio y podrá extrapolarlos al medio de donde procede la muestra.

UNIDAD I

Fundamentos de la Instrumentación 1.1 Clasificación de los métodos analíticos 1.2 Tipos de métodos instrumentales 1.3 Componentes de los instrumentos 1.3.1 Generador de señal 1.3.2 Procesador de señal 1.3.3 Detectores 1.3.4 Dispositivos de lecturas 1.3.5 Circuitos y dispositivos eléctricos en los instrumentos 1.3.6 Microprocesadores 1.4 Unidades, constantes y concentraciones 1.5 Errores en el análisis químico 1.6 Proceso analítico 1.6.1 Preparación de la muestra: vía húmeda y vía seca.

OBJETIVO: Conocer ampliamente los fundamentos de los métodos instrumentales. Aplicar las constantes y unidades de concentración adecuados en los cálculos de las relaciones masa volumen. Minimizar los diferentes tipos de errores que se presentan en la determinación de un análisis químico, a través de los instrumentos. Interpretación del proceso analítico.

PRODUCTOS DE APRENDIZAJE

CRITERIO DE ACREDITACIÓN

METODOS DE EVALUACIÓN

Comprensión y entendimiento de la importancia de los instrumentos utilizados en los laboratorios. Manejo adecuado de los instrumentos y minimización de los diferentes tipos de errores que se puedan presentar. Realización de cálculos de concentraciones en el laboratorio.

Explicar los diferentes métodos para expresar concentraciones. Exponer ensayos de los instrumentos utilizados en el laboratorio.

Preguntas escritas. Reporte de prácticas. Participación en clases.

UNIDAD II

2. Principios del Análisis Volumétrico 2.1 Clasificación de los métodos volumétricos 2.2 Título, titulación y punto de equivalencia 2.3 Soluciones estándar, patrón primario 2.4 Equilibrio ácido-base 2.4.1 Constante de ionización del agua 2.4.2 Indicadores ácido-base 2.4.3 Curvas de titulación

OBJETIVO: Manejar adecuadamente el tratamiento de muestras por vía húmeda. Realizar valoración de soluciones a través de las técnicas de titulación. Aplicar los equilibrios ácido-base en las problemáticas reales que se presenten en las diferentes áreas.




Identificación de las diferentes soluciones a utilizar en un análisis volumétrico. Determinación de las técnicas de valoración y comprender las reacciones que se presenten. Interpretar los equilibrios ácido-base y su aplicación en los procesos químicos y biológicos.

Manejo adecuado del material y las soluciones a utilizar, en la determinación del análisis volumétrico. Determinación de una práctica aplicando el método de análisis volumétrico. Exposición del tema.

Preguntas escritas. Realización de la práctica. Reporte de laboratorio.

UNIDAD III

3. Gravimetría 3.1 Propiedades de los precipitados y reactivos precipitantes 3.1.1 Factores que determinan el tamaño de partícula de los precipitados 3.1.2 Equilibrio de precipitación 3.1.3 Mecanismos de formación de precipitados 3.1.4 Control experimental del tamaño de partícula 3.1.5 Precipitados coloidales y cristalinos 3.2 Etapas del análisis gravimétrico 3.3 Aplicación de cálculos a partir de datos gravimétricos.

OBJETIVO: Aplicar correctamente las mediciones de masa, utilizando la balanza analítica, instrumento de gran exactitud y precisión, que permita la aplicación de los resultados en forma confiable.




Preparación de la muestra para el análisis gravimétrico. Conocimiento y manejo de las etapas del análisis gravimétrico.

Manejo adecuado de la balanza analítica, para la determinación del análisis gravimétrico. Determinación de práctica en el laboratorio.

Preguntas escritas del ensayo y práctica. Exposición y discusión de los métodos gravimétricos. Reporte de laboratorio.

UNIDAD IV

Separaciones Analíticas 4.1 Conceptos 4.2 Interferencias 4.3 Métodos de extracción simple 4.4 Extracciones múltiples 4.4.1 Extracción con disolventes

OBJETIVO: Comprender la importancia de las separaciones analíticas en el laboratorio. Interpretación de los procesos de separación.




Habilidad en el manejo de las diferentes técnicas de separación. Seleccionar el disolvente adecuado para realizar las separaciones analíticas.

Exposición de las técnicas de separación.


UNIDAD V

5.0 Potenciometría 5.1 Introducción a la química electroanalítica 5.1.1 Celdas electroquímicas 5.1.2 Potenciales de celda 5.1.3 Potenciales de electrodos 5.1.4 Electrodos de referencia 5.1.5 Electrodos calomelanos 5.1.6 Potencial de membrana 5.2 Métodos potenciométricos 5.2.1 Medición del pH

OBJETIVO: Comprender el fundamento de la aplicación de los electrodos, así como la importancia de los cuidados del mismo.




Identificación de los diferentes tipos de electrodos. Interpretación de la medición obtenida a través de los métodos potenciométricos.

Exposición de ensayos. Realización de prácticas.

Preguntas escritas del ensayo y de las prácticas. Reporte del ensayo. Reporte de prácticas.

UNIDAD VI

6. Cromatografía 6.1 Fundamentos 6.2 Clasificación de la cromatografía 6.3 Aplicaciones de la cromatografía

OBJETIVO: Identificar las diferencias entre los diferentes métodos cromatográficos, así como sus aplicaciones.




Conocer los fundamentos de las técnicas cromatográficas. Comprender la importancia de la instrumentación en la aplicación de la cromatografía. Interpretar los resultados a través del cromatograma.

Exposición de las técnicas cromatográficas. Interpretación de un cromatograma.

Preguntas escritas de la exposición. Reporte de prácticas. Participación en clases.

UNIDAD VII

7. Espectroscopia 7.1 Propiedades de la radiación electromagnética.7.1.1 Propiedades mecánico cuánticas de la radiación. 7.2 Componentes de los instrumentos ópticos 7.2.1 Fuentes de radiación. 7.2.2 Selectores de la longitud de onda 7.2.3 Detección y medición de la energía radiante 7.2.4 Recipientes para muestras 7.3 Espectroscopia de absorción molecular UV-Visible e Infrarrojo 7.4 Espectroscopia de emisión de flama 7.5 Espectroscopia de absorción atómica

OBJETIVO: Aplicar los métodos espectroscópicos en la medición cualitativa y cuantitativa de elementos en los procesos relacionados con la física, química y la biología.




Comprensión del funcionamiento de los espectrofotómetros. Identificación de las diferentes técnicas espectroscópicas. Interpretación de resultados.

Exposición del tema. Realización de prácticas.


UNIDAD VIII

8. Automatización 8.1 Tipos de sistemas analíticos automáticos 8.2 Análisis continuos y discontinuos 8.3 Análisis por inyección de flujo 8.4 Sistemas de transporte de muestras y reactivos 8.5 Inyectores de muestras y detectores

OBJETIVO: El alumno tendrá la habilidad de operar un equipo automatizado




Conocimiento de los fundamentos de la automatización en la instrumentación.

Desarrollo de prácticas.

Preguntas escritas. Reporte de prácticas.

BIBLIOGRAFÍA:

Cristian G. (1990), Química Analítica, Editorial Limusa Noriega, 2ª. Edición.

Dantorie Hernández D. (1993), Manual de Aplicaciones de la Espectroscopia de Absorción Atómica en Sistemas Biológicos.

Swing G.W. (1978), Métodos Instrumentales de Análisis Químicos, Editorial Mc Graw Hill.

Frey P. (1983), Problemas de Química y como resolverlos, Editorial C.E.C.S.A.

Garzón G. (1991), Fundamentos de Química General con Manual de Laboratorio, Editorial Mc Graw Hill, 2ª. Edición.

Orozco F. (1978), Análisis Químico Cuantitativo, Editorial Porrúa.

Skoog D., West D., (1963), Fundamental of Analytical of Chemistry, Holt, Rinehart and Winston New York.

Skoog D. Leary J. (1994), Análisis Instrumental, Mc Graw Hill, 4a. Edición.

U.S. Environmental Protection Laboratory (1972), Handbook for Analytical Quality Control in Water and Wastewater Laboratory.

Jenkins David, Snoeyink V. (2000), Química del Agua, Editorial Limusa, S.A. de C.V. Grupo Noriega Editores, 7a. Edición.

Rodier J. (1981), Análisis de las Aguas, Editorial Omega.

Robert L. Peckson, L. Donald Shields (1990), Métodos modernos de Análisis Químico, Editorial Limusa, S.A. de C.V., 5ª. Edición.

Jenkins David, Snoeyink V. (2000), Química del Agua, Manual de Laboratorio, Editorial Limusa, S.A. de C.V. Grupo Noriega Editores, 7a. Edición.

R.A. Day Jr., A.L. Underwood (1989), Química Analítica Cuantitativa, Prentice Hall Hispanoamericana, 5a. Edición.

Skoog, West, Holler, Crouch, (2000), Química Analítica, Mc Graw Hill, 7ª. Edición.


LICENCIATURA EN BIOLOGÍA






UNIDAD I









UNIDAD II









UNIDAD III









UNIDAD IV









UNIDAD V









UNIDAD VI









UNIDAD VII









UNIDAD VIII









BIBLIOGRAFÍA:

















LICENCIATURA EN ECOLOGÍA






UNIDAD I









UNIDAD II









UNIDAD III









UNIDAD IV









UNIDAD V









UNIDAD VI









UNIDAD VII









UNIDAD VIII









BIBLIOGRAFÍA:
















Junio 12 de 2003

RENE FERNANDO MOLINA MARTÍNEZ COORDINADOR DE DOCENCIA P R E S E N T E . En respuesta a la comisión asignada para participar en la elaboración de programas para el Plan de Estudios Flexible, nos dirijimos a usted para hacerle entrega de tres juegos del Programa: ANÁLISIS QUÍMICO E INSTRUMENTAL, que formará parte del nuevo Plan de Estudios para las licenciaturas de Biología, Ecología e Ingeniería Ambiental. Sin más por el momento, nos despedimos de usted enviándole un saludo cordial.

A T E N T A M E N T E ______________________________ ______________________________________ ING. ROCÍO LÓPEZ VIDAL Q.B.A. MIGUEL ÁNGEL PÉREZ MÉNDEZ PROFESOR INVESTIGADOR PROFESOR INVESTIGADOR C.c.p. Interesados.

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