1º clase. tema nº 1
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QUIMICA ANALITICA GENERAL
TEMA 1.- INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA.
Características esenciales de la química analítica. Evolución de la
química analítica. Clasificaciones de la química analítica.
PROPIEDADES ANALÍTICAS. Jerarquía metrológica química:
incertidumbre y veracidad. Propiedades analíticas supremas:
Exactitud, Representatividad. Propiedades analíticas básicas:
Precisión, Sensibilidad, Selectividad. Propiedades analíticas
complementarias: Rapidez, Costos, Factores personales. Relaciones
entre propiedades analíticas.
Linus Pauling (1901-1994)
La QUÍMICA ES LA CIENCIAque estudia las sustancias, suestructura (tipos y formas deacomodar sus átomos), suspropiedades y las reaccionesque las transforman en otrassustancias."
Antiguamente química es una ciencia
encargada de estudiar la composición,
propiedades y estructuras de las
sustancias materiales, la forma en que
interactúan y los efectos que se producen
sobre ellas cuando se les añade o extrae
energía en cualquiera de sus formas.
Pilares de la Química
QCA. ANALÍTICA y
QCA-FCA.
QCA. ORGÁNICA y QCA-INORGÁNICA.
BIOQUÍMICA, INGENIERIA,
FARMACEUTICA, AMBIENTAL.
QCA. ANALÍTICA
QUÍMICA ANALÍTICA
IDENTIFICACIÓN o CARACTERIZACIÓN
Simple reconocimiento de los tipos de especies o elementos presentes en una muestra
ANALISIS CUANTITATIVO
DETERMINACIÓN Medida Cuantitativa de un componente en una muestra
¿Cuánto hay de cada componente en la muestra?
ANALIZAR
Examinar
Conocer
ANALISIS CUALITATIVO
¿De qué componentes está constituida
esta muestra?
Que es esto???
Ponderar.
Descomponer
Objeto: estudio de la materia en todas sus manifestaciones (inanimadas y/o animadas), desde los átomos más sencillos hasta los productos naturales o artificiales más complejos,
abarcando todas las formas materiales en sus distintos estados de agregación (gas, líquido, sólido)
Química Analítica (punto de vista clásico), puede definirsecomo la Ciencia que estudia el conjunto de principios teóricos,leyes y técnicas con la finalidad de determinar la composición(química o estructural) de la materia, natural o artificial
Finalidad): investigación y determinación de la composición química y estructural de la materia.
IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA ANALÍTICA Y ANÁLISIS
QUÍMICO
La Química Analítica juega un papel muy importante en la vida diaria .
Malissa la sitúan en el centro de nuestra vida diaria
QUIMICA ANALÍTICA
Producción Consumo
Ejecución
Todos los productos industriales deben
llegar al consumidor cumpliendo ciertas
especificaciones; (composición correcta).
En el caso de los productos naturales, la
presencia o ausencia de ciertos productos
químicos provoca toxicidad para el
consumo
Otra función es el desarrollo de técnicas y métodos de análisis que
permitan la ejecución de esas leyes
Legislación
En el terreno de la legislación
colaborar en la elaboración de leyes
que permitan proteger al
consumidor, al medio ambiente, etc.
(estableciendo normas de calidad,
limites tolerables de tóxicos).
ACTIVIDADES DEL ANÁLISIS QUÍMICO EN LA SOCIEDAD
LA QUÍMICA ANALÍTICA EN LA INDUSTRIA
Desarrolla un papel vital en todas las etapas de
la producción industrial: comienza con los
materiales de partida, continúa con los
productos intermedios, sigue con el control de
calidad y finaliza con el control de los vertidos
ACTIVIDADES DEL ANÁLISIS QUÍMICO EN LA SOCIEDAD
CLÍNICA Y MEDICINA
• Ayuda a los médicos en su diagnosis
•Estudio de la evolución de tratamientos
(determinando compuestos en sangre u orina o
determinando la concentración de ciertos
medicamentos)
•Identificación de tóxicos
ACTIVIDADES DEL ANÁLISIS QUÍMICO EN LA SOCIEDAD
•Protección del consumidor y del medio ambiente
Análisis de aguas y alimentos
Niveles de sustancias peligrosas;
Contaminantes en vertidos industriales
•Agricultura y Ganadería
Análisis de fertilizantes
Determinación de compuestos tóxicos en suelos,
cosechas (insecticidas, pesticidas) o en animales.
ACTIVIDADES DEL ANÁLISIS QUÍMICO EN LA SOCIEDAD
Arqueología y Arte
Participación en la conservación de obras de arte
Criminología
Química forense
A la vista de la elevada presencia del Análisis Químico en las actividades de nuestra sociedad Chalmers afirma que : “ La sociedad moderna
depende de la Química Analítica desde la química prenatal hasta la sepultura”
ANALÍTICA
Examinar, Conocer,
Ponderar.
Descomponer
Tangible
Intangible
ANALIZAR
RESULTADOS –
INFORMACIÓN –
TOMAR
DESICIONES
OBJETOS
SISTEMAS
HECHOS
COMPORTAMIENTOS
ACTITUDES
OBJETIVOS
(CAMPO DE
APLICACIÓN)
OBJETIVOS
(CAMPO DE
APLICACIÓN)
La Química Analítica (definición antigua) es la ciencia
que desarrolla y mejora métodos e instrumentos
para obtener información sobre la composición y
naturaleza química de la materia.
La definición actual es más amplia y genérica....
DEFINICIÓN DE QUÍMICA ANALÍTICA
DEFINICIONES DE QUÍMICA ANALÍTICA
Laitinen Es la ciencia de la
caracterización y la
medida química
MassartEs es la ciencia
de la medida
química.
PR
AG
MÁ
TIC
AS Kowalski
Es llave para
resolver
problemas
relacionados
con sistemas
materiales
Grasselli No es la
aplicación de
varias técnicas
a la medida de
un parámetro
clave, sino la
solución del
problema.
Pardue y WooEs el conjunto de
procesos funcionales y
aproximaciones
operacionales que se
integran para resolver
problemas con la ayuda
de la información
cualitativa y cuantitativa
conseguida.
FILOSOFICAMalissa
Ciencia que produce información acerca de la composición y estructura de la materia
METROLÓGICAS
DEFINICIONES DE QUÍMICA ANALÍTICA
EUROANALYSIS VIII (1993)
Es la disciplina científica que desarrolla y aplica métodos,instrumentos y estrategias para obtener información sobre lacomposición y naturaleza de la materia en el espacio y en eltiempo
De todas estas definiciones se desprende que la
QUÍMICA ANALÍTICA
es una Ciencia Metrológica, con clara misión
aplicada , dirigida a resolver problemas, y que
desde un punto de vista filosófico permite al ser
humano ampliar el conocimiento y la visión que
tiene del mundo
La Química Analítica es “Una ciencia metrológica que
desarrolla, optimiza y aplica herramientas (materiales,
metodologías y estrategias) de amplia naturaleza, que
se concretan en procesos de medida encaminados a
obtener información (bio)química de calidad, tanto
parcial (presencia/concentración en una muestra de
analitos diversos) como global sobre materias o
sistemas de amplia naturaleza (química, bioquímica y
biológica) en el espacio y en el tiempo para resolver
problemas científicos, técnicos, económicos y sociales.
DEFINICIÓN ACTUAL DE LA QUÍMICA
ANALÍTICA
• es una ciencia metrológica.
• tiene carácter doble: básico (desarrolla) y práctico (aplica)
• genera información sobre la materia o sistema en estudio, diferenciando esta información en global y/o parcial teniendo en cuenta donde y cuando existen
• considera a los procesos analíticos como vías genéricas de conseguir información
CARACTERÍSTICAS DE LA QUÍMICA
ANALÍTICA
tiene en cuenta las herramientas estratégicas (planificación, diseño, optimización y adaptación) las metodologías y materiales (aparatos, instrumentos y reactivos) relacionándolos entre sí para implementar los procesos de medida.
Incluye y diferencia los problemas científicos, técnicos, económicos y sociales.
Incorpora la calidad de forma directa (en cuanto a la información generada) e indirecta (referida a herramientas y procesos).
CARACTERÍSTICAS DE LA QUÍMICA
ANALÍTICA
CARACTERISTICAS ESENCIALES DE LA QUÍMICA
ANALÍTICA
Principios de las Ciencias Experimentales:Objetividad: análisis y sus resultados deben tener una aceptación universal
Repetibilidad: el análisis aplicado un sin número de veces en diferentes
lugares y tiempos, por diferentes analistas deben arrojar los mismos resultados
Coherencia se sustenta en el principio de la no contradicción de principios
aplicados y de los resultaos encontrados.
Seguimiento del método científicoesta metodología es común a todas las
ciencias experimentales y sigue un proceso.
ESTRUCTURA
JERARQUIZADA DE LA
QUÍMICA ANALÍTICA
Visión de Pardue y Woo
Toma de Muestra
Tratamiento de Muestra
Reacciones QuímicasCambios físicos
Separaciones
MEDIDA
Tratamiento de datos
Evaluación estadística
INVESTIGACION
ANALISIS QUÍMICO
EDUCACION DESARROLLO
SELECCIÓN
DE HIPOTESIS
SELECCIÓN
DE DATOSINTERPRETACION
DETERMINACION
PROBLEMA
ASIMILACION
DE DATOSPLANIFICACION
QUIMICA ANALITICA
HERRAMIENTAS
TIPOS DE
HERRAMIENTAS
ESTRATÉGICAS
METODOLÓGICAS
MATERIALES
HERRAMIENTAS
NATURALEZA DE LAS HERRAMIENTAS
HERRAMIENTAS
QUÍMICAS
INGENIERILES
FÍSICAS
BIOLÓGICAS
BIOQUÍMICASINFORMÁTICAS
MATEMÁTICAS
QUÍMICAS: Reactivos, reacciones químicas, etc.
FÍSICAS: Fuentes de radiación (p.e. láser), aparatos instrumentos, balanzas,
etc.
MATEMÁTICAS: Tratamiento estadístico de los datos, eliminación de ruidos
de las señales analíticas, etc.
BIOQUÍMICAS: Reactivos inmunológicos, enzimas inmovilizadas
BIOLÓGICAS: Uso de tejidos animales o vegetales para preparar sensores.
INFORMÁTICAS: Programas de adquisición y/o tratamientos de datos
DEFINICIONES DE ANÁLISIS QUÍMICO
H.N. Wilson
Comprende un conjunto de
técnicas , físicas y químicas,
que se emplean para
determinar la composición
de cualquier sustancia.
L. Meites
Es la observación (aspecto
cualitativo) o medida
(aspecto cuantitativo) de las
propiedades del material con
el fin de identificar y
determinar las proporciones
en que los componentes se
hayan presentes en la
muestra.
S. Arribas
Análisis Químico es el
conjunto de técnicas
operativas puestas al servicio
de la determinación de la
composición química de una
muestra natural o artificial.
Según Taylor, el ANÁLISIS QUÍMICO involucra una jerarquía que pasa de lo general a lo especifico e incluye
las siguientes definiciones:
TÉCNICA: Principio científico útil para obtenerinformación sobre la composición de la materia
MÉTODO: Adaptación particular de la técnica para unpropósito concreto
PROCEDIMIENTO: Directrices escritas necesariaspara utilizar un método
PROTOCOLO: Serie de instrucciones definitivas quedeben ser seguidas, sin excepción, si el resultado analíticoha de ser aceptado para un propósito dado
Según Pardue y Woo, los términos Análisis, Medida y Determinación se definen de modo jerárquico:
•ANALISIS QUÍMICO Uno de los cuatro componentesprimarios de la Química Analítica.•DETERMINACIÓN Afecta al analito•MEDIDA Propiedad del analito
I.
Q.
A.
D
A
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O
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L
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A
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CIENCIA Y
TECNOLOGÍA
SOCIEDAD
ECONOMÍA
INCERTIDUMBRE
INFORMACIÓN
100%
100%
Veracidad
Ex
ac
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Inc
ertid
um
bre
INFORMACIÓN QUÍMICO-ANALÍTICA - (I.Q.A.)
Calidad
real
Calidad
Referencial
Calidad
ideal
INTRÍNSECA
CONSIDERADA
VERDADERA
Inf. Analítica
Generada
Jerarquía metrológica Química
xiResultado
individual
1 alícuota
-
xMedia
(n<30)
“(n<30)
alícuotas Muestra
’ Media
(n>30)
“(n>30)
alícuotas
Cuasi-
población
Veracidad
absoluta ^
X
Media
resultado
AlícuotasPoblaciónI
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Valor considerado
verdadero(n>30) dif.
Lab. MRC
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PROPIEDADES ANALÍTICAS
COMPLEMEN
TARIAS
BÁSICAS
SUPREMAS EXACTITUD RepresentatividadCalidad de
resultados
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Calidad del
Proceso
analítico
RAPIDEZ
COSTO
F. PERSONALES
R
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B
U
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Z
Exactitud.
Representatividad.
SUPREMAS
Coherencia entre un resultado y las necesidades
informativas del cliente
Diferencia entre una medida o resultado y el
valor verdadero, expresada como un error.
Sensibilidad
Precisión
Selectividad
BÁSICAS
Grado de concordancia entre una serie de resultados
obtenidos sobre la misma muestra aplicando de forma
repetida e independiente el mismo método analítico.
Capacidad de un método analítico para discriminar entre
concentraciones semejantes de analito o capacidad para
poder detectar (análisis cualitativo) o determinar (análisis
cuantitativo) pequeñas concentraciones del analito en la
muestra.
Capacidad de un método analítico para originar
resultados que dependan de forma exclusiva
(especificidad) o casi exclusiva del analito (o analitos)
para su identificación o cuantificación en la muestra.
RobustezPropiedad analítica de un proceso de medida que describe
su resistencia al cambio en la respuesta cuando se varían
ligeramente las condiciones experimentales en las que se
desarrolla.
COMPLEMENTARIAS
Tiempo de análisis, que generalmente se expresa como el
número de muestras procesadas de forma completa por
unidad de tiempo.
Gasto total que se origina por análisis de cada muestra o
grupo de muestras.
Engloba características del proceso analítico como seguridad
y comodidad.
Factores
personales
Costo
Rapidez
TRAZABILIDAD
INCERTIDUMBRE
ROBUTEZ
PRODUCTIVIDAD
PRECISIÓN
RAPIDEZ
BAJO COSTO
EXACTITUD
FACTORES PERSONALES
VERACIDAD
METROLOGÍA
FIABILIDAD
TRANSFERIBILIDAD
OTRAS PROPIEDADES
RELACIONES ENTRE PROPIEDADES ANALÍTICAS
JERÁRQUICAS
SUPREMAS
BÁSICAS
COMPLEMENTARIAS
SUPREMAS
DE FUNDAMENTO
BÁSICAS
COMPLEMENTARIAS PRODUCTIVIDAD
CONTRADICTORIAS
BÁSICAS
COMPLEMENTARIAS PRODUCTIVIDAD
EXACTITUD
COMPLEMENTARIAS
PRECISIÓN
SENSIBILIDAD