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 .

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Page 1: 1º clase. Tema nº 1

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.

Page 2: 1º clase. Tema nº 1

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."

Page 3: 1º clase. Tema nº 1

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.

Page 4: 1º clase. Tema nº 1

Pilares de la Química

QCA. ANALÍTICA y

QCA-FCA.

QCA. ORGÁNICA y QCA-INORGÁNICA.

BIOQUÍMICA, INGENIERIA,

FARMACEUTICA, AMBIENTAL.

QCA. ANALÍTICA

Page 5: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 6: 1º clase. Tema nº 1

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.

Page 7: 1º clase. Tema nº 1

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).

Page 8: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 9: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 10: 1º clase. Tema nº 1

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.

Page 11: 1º clase. Tema nº 1

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”

Page 12: 1º clase. Tema nº 1

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)

Page 13: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 14: 1º clase. Tema nº 1

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

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

Page 15: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 16: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 17: 1º clase. Tema nº 1

• 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

Page 18: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 19: 1º clase. Tema nº 1

CARACTERISTICAS ESENCIALES DE LA QUÍMICA

ANALÍTICA

Page 20: 1º clase. Tema nº 1

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.

Page 21: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 22: 1º clase. Tema nº 1

HERRAMIENTAS

TIPOS DE

HERRAMIENTAS

ESTRATÉGICAS

METODOLÓGICAS

MATERIALES

Page 23: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 24: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 25: 1º clase. Tema nº 1

I.

Q.

A.

D

A

T

O

S

R

E

S

U

L

T

A

D

O

S

CIENCIA Y

TECNOLOGÍA

SOCIEDAD

ECONOMÍA

INCERTIDUMBRE

INFORMACIÓN

100%

100%

Veracidad

Ex

ac

titud

Inc

ertid

um

bre

INFORMACIÓN QUÍMICO-ANALÍTICA - (I.Q.A.)

Calidad

real

Calidad

Referencial

Calidad

ideal

INTRÍNSECA

CONSIDERADA

VERDADERA

Inf. Analítica

Generada

Page 26: 1º clase. Tema nº 1

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

D

E

A

L

E

X

P

E

R

I

M

E

N

T

A

L

Valor considerado

verdadero(n>30) dif.

Lab. MRC

^

X’

R

E

P

R

E

S

E

N

T

A

T

I

V

I

D

A

D

I

N

C

E

R

T

I

D

U

M

B

R

E

P

R

E

C

I

S

I

Ó

N

Page 27: 1º clase. Tema nº 1

PROPIEDADES ANALÍTICAS

COMPLEMEN

TARIAS

BÁSICAS

SUPREMAS EXACTITUD RepresentatividadCalidad de

resultados

P

R

E

C

I

S

I

Ó

N

S

E

N

S

I

B

I

L

I

D

A

D

S

E

L

E

C

T

I

V

I

D

A

D

M

U

E

S

T

R

E

O

Calidad del

Proceso

analítico

RAPIDEZ

COSTO

F. PERSONALES

R

O

B

U

S

T

E

Z

Page 28: 1º clase. Tema nº 1

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.

Page 29: 1º clase. Tema nº 1

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.

Page 30: 1º clase. Tema nº 1

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

Page 31: 1º clase. Tema nº 1

TRAZABILIDAD

INCERTIDUMBRE

ROBUTEZ

PRODUCTIVIDAD

PRECISIÓN

RAPIDEZ

BAJO COSTO

EXACTITUD

FACTORES PERSONALES

VERACIDAD

METROLOGÍA

FIABILIDAD

TRANSFERIBILIDAD

OTRAS PROPIEDADES

Page 32: 1º clase. Tema nº 1

RELACIONES ENTRE PROPIEDADES ANALÍTICAS

JERÁRQUICAS

SUPREMAS

BÁSICAS

COMPLEMENTARIAS

SUPREMAS

DE FUNDAMENTO

BÁSICAS

COMPLEMENTARIAS PRODUCTIVIDAD

CONTRADICTORIAS

BÁSICAS

COMPLEMENTARIAS PRODUCTIVIDAD

EXACTITUD

COMPLEMENTARIAS

PRECISIÓN

SENSIBILIDAD