Quimica de aguas - Universidad de Chile

UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE QUIMICA AMBIENTAL
ASIGNATURA
CARRERA
SEMESTRE
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QUIMICA ANALITICA
QUIMICA DE AGUAS
ING. BIOTECNOLOGIA - QUÍMICA AMBIENTAL
2DO SEMESTRE
NUMERO DE HORAS SEMANALES
CÁTEDRA
: 3,0
AYUDANTÍA
: 1,5
LABORATORIO
: 3,0
EVALUACIÓN
CÁTEDRA
AYUDANTÍA
LABORATORIO
: 60% (3 pruebas)
: 10%
: 30%
CONDICIÓN DE APROBACIÓN:
1.- En cada UNIDAD debe obtenerse a lo menos nota 4,0.
2.- A lo menos 2 pruebas de cátedra debe obtenerse nota 4,0 o superior y la tercera
nata debe ser sobre 3,5.
3.- Los alumnos que cumplan con el punto 1, pero no el punto 2, se les tomara una
prueba del tema correspondiente a la prueba con nota inferior a 3,5.
ASISTENCIA OBLIGATORIA
CÁTEDRA
: 75%
AYUDANTÍA
: 75%
LABORATORIO : 100%
OBJETIVOS: En este curso se dan los contenidos básicos de las reacciones ácido base,
redox, por formación de complejos y de precipitación que ocurren en agua, capacitando al
alumno para comprender los procesos físico - químicos que se producen en aguas
naturales. Además, se busca integrar una serie de conceptos vinculados a las
problemáticas que generan contaminantes que alteran los equilibrios naturales.
PROGRAMA
1. INTRODUCCIÓN
1.1. Aspectos generales del equilibrio químico en solución acuosa.
1.2. Modelos de equilibrio químico y uso de la computación en el equilibrio químico. 1.3.
Etapa del proceso analítico. Propiedades Analíticas
1.4. Expresión de resultados, molaridad, normalidad, ppm, ppb, porcentaje, mol/Kg
Efecto de dilución y preconcentración.
2. REACCIONES ACIDO-BASE
2.1. Introducción a las reacciones ácido-base y al medio
acuoso. Constantes de acidez y basicidad.
2.2. Sales derivadas de ácidos y bases fuertes.
2.3. Acidos y bases débiles. Cálculo de pH a partir de diferentes modelos de acuerdo al
sistema y condiciones de trabajo con sus respectivas expresiones y campo de
validez. Curvas de dilución de ácidos y bases débiles.
2.4. Soluciones tampones. Cálculo del pH y las concentraciones en equilibrio de todas las
especies. Diferentes modelos con sus respectivas expresiones y campo de validez
para su cálculo.
2.5. Ecuación de Henserson. Limitación. Campo de válidez
2.6. Capacidad tampónica. Efecto de dilución .
2.7. Acción de ácidos y bases sobre tampones.
2.8. Acidos polipróticos. Cálculo del pH y las concentraciones de las especies en
equilibrio en solución a partir de diferentes modelos con sus respectivas expresiones
y campo de validéz para su cálculo.
2.9. Sales de ácidos polipróticos. Anfólicos. Cálculo pH y las concentraciones en
equilibrio de todas las especies, partir de los diferentes modelos con sus respectivas
expresiones y campo de validéz para su cálculo.
2.10. Titulaciones ácido base.
3. REACCIONES DE PRECIPITACIÓN
3.1. Separación de especies químicas mediante la formación de compuestos poco
solubles. Precipitación selectiva
3.2. Cálculo de solubilidad a partir de diferentes modelos con su respectivo campo de
validez. 3.3. Titulaciones simétricas y asimétricas.
3.4. Solubilidad de óxido e hidróxido.
Estabilidad. 3.5. Solubilidad de carbonatos.
Estabilidad.
3.6. Solubilidad de sulfuros y fosfatos. Producto de
solubilidad 3.7. Actividad de la fase sólida.
3.8. Efecto de electrolito inerte sobre solubilidad. Correlación no ideal
3.9. Coexistencia de fases en equilibrio. Formación cristalina. Iniciación y producción de
fase sólida
4. REACCIONES DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS
4.1. Aspectos generales de complejos. Tipos de complejos. Constantes parciales y
totales de formación de complejos
4.2. Cálculo de las concentraciones en equilibrio de las diferentes especies. Diferentes
modelos con sus expresiones para su cálculo. Campo de validez, error menor que
5%.
4.3. Diagrama de distribución de complejos.
4.4. Efecto de la formación de complejos en la solubilidad de las sales puras.
4.5. Estabilidad aparente de los complejos en función de la acidez.
4.6. Constante de formación de complejos en función del pH o constante aparente.
4.7. Competencia de ligandos.
4.8. Compuestos complejos polidentados.
4.9. Complejos inorgánicos en aguas naturales.
4.10. Complejos orgánicos en aguas naturales. Problemas de especificidad.
4.11. Enlace metálicos por polimerización y en la interfase solución-sólido.
4.12. Necesidad de especiación química.
5. REACCIONES DE OXIDO - REDUCCIÓN
5.1. Factores que alteran el potencial normal. a) pH; b)compuestos poco solubles;
c)complejos. 5.2. Condiciones redox en aguas naturales.
5.3. Cinéticas de los procesos de reducción,
5.4. Determinaciones potenciométricas. Medidas de pH, de potenciales. Mediciones
en aguas naturales.
BIBLIOGRAFIA
1. Aquatic Chemistry. On Introduction Empleasizing Chemical Equilibria in Natural
Watter.
2. D.A: Skoogg y D,M. West. Fundamental of Analytical Chemistry, 4°. De. CBS College,
EE. UU. (1982)
3. Buttler, J.N. "Ionic Equilibrium. A.Mathematical Approach" Addison- Wesley
Publishing Company, Inc. 1964.
4. Charlot, G. "Análisis cuantitativo".
5. Fischer, R. y Peters, D. "Compendio de Análisis químico cuantitativo". 6. Kolthof, J.
"Análisis
químico cuantitativo".
7. Ramette,R.W."Equilibrio y análisis químico". Versión Española de Fiedler, Fondo
Educativo Interamericano, 1983.
8. Hamilton-Simpson-Ellis "Cálculos de Química Analítica" Séptima Edición, Mc GrawHill 1990.