1.

DATOS DE LA ASIGNATURA
Nombre de la asignatura:
Carrera:
Clave de la asignatura:
SATCA
1
Qumica Analtica

Ingeniera Bioqumica

BQG-1021

3-3-6


2. PRESENTACIN
Caracterizacin de la asignatura.

La presencia de este curso de Qumica Analtica, disciplina perteneciente a las
Ciencias Qumicas, dentro de la retcula de planes de estudio como Ingeniera
Bioqumica (IBQ), tiene el carcter de introductorio a sus fundamentos, tales como:
compromisos de diferentes perfiles hacia la Qumica Analtica, pasos del anlisis y el
reporte analtico, errores y estadstica en el tratamiento de los datos analticos,
aplicacin del equilibrio qumico a diferentes sistemas y actividad.

Los aprendizajes derivados de esta experiencia curricular apoyan la construccin de
diferentes aspectos del perfil de la IBQ, como: el diseo, seleccin, adaptacin y
escalamiento de equipos y procesos en los que se aprovechen de manera sustentable
los recursos biticos, la identificacin, prevencin, control y solucin a problemas de
alta direccin dentro de la prctica de la Ingeniera Bioqumica, la identificacin y
aplicacin de tecnologas emergentes, la participacin en el diseo y aplicacin de
normas y programas de gestin y aseguramiento de la calidad, en empresas e
instituciones, la formulacin y evaluacin de proyectos con criterios de sustentabilidad,
la realizacin de investigacin cientfica y tecnolgica, as como la difusin de los
resultados.

Intencin didctica

El curso consta de cuatro unidades en se identifican, comprenden, aplican y relacionan
los fundamentos de Qumica analtica (primera unidad), mtodos volumtricos
(segunda unidad), mtodos electroanalticos (tercera unidad) y mtodos gravimtricos
(cuarta unidad), con el propsito de que: el estudiante de IBQ disponga de las bases
tanto para el estudio de un curso secuencial de Anlisis Instrumental, como para la
realizacin de actividades experimentales en cursos del plan de estudio, como
Bioqumica I y II, Microbiologa, Cintica Qumica y Biolgica, Fsicoqumica, entre
otros. Que el estudiante y el egresado de IBQ estn en capacidad de: interpretar los
reportes analticos que sobre los materiales, intermediarios y productos de procesos de
fabricacin sean generados por profesionales de la Qumica o Qumica-Biolgica en los
Laboratorios de Aseguramiento y Control de Calidad.

Que el estudiante se concientice de la necesidad de trabajar en un ambiente laboral
interdisciplinario y multidisciplinario (reconocimiento y apreciacin por la

1
Sistema de asignacin y transferencia de crditos acadmicos

multidisciplinariedad de profesiones que estn involucradas con la Qumica Analtica y
la relacin de sta con cada una de ellas) y capacidad de comunicarse con
profesionales de otras reas, distingan los elementos que dan soporte al estudio,
reconozcan la importancia de la asignatura como elemento referente para atender
necesidades de reas como: farmacutica, alimentaria, ambiental, energtica, entre
otras, desarrollen un pensamiento crtico, independiente que pueda ser aplicado a la
resolucin de nuevos problemas, manifiesten compromiso tico, traducido en un
ejercicio diario, respetuoso de la autora intelectual, evitando el plagio y privilegiando
siempre la honestidad acadmica, desarrollen capacidad de organizacin en el trabajo
individual y grupal, manejen las tecnologas de la informacin.

Para el alcance de estos propsitos didcticos, se requiere abordar los diferentes
temas de manera terico-prctica, con lo que se promueve un aprendizaje significativo
al contrastar la experimentacin con la teora, adems de promover el trabajo
organizado en equipo, procesos mentales de induccin-deduccin y de anlisis-
sntesis, que la extensin y profundidad de los temas se desarrolle para el nivel de
licenciatura, con la realizacin de suficientes ejercicios lo que favorece la consistencia
mnima deseable que asegura un aprendizaje significativo, que los estudiantes
desarrollen las capacidades de recopilacin de la informacin, organizacin, anlisis,
reflexin y sntesis de la misma. En este ltima etapa es necesario orientar al
estudiante en que es necesario aplicar sin excepcin el reconocimiento a la autora
intelectual de las fuentes de informacin seleccionadas, que el Profesor-a del curso sea
un excelente organizador que garantice en su instrumentacin didctica una planeacin
integral adecuada y que realice un correcto seguimiento del desempeo del estudiante.

3. COMPETENCIAS A DESARROLLAR
Competencias especficas:
Identificar, comprender, aplicar y
relacionar los fundamentos de qumica
analtica.

Identificar, comprender, aplicar y
relacionar los mtodos volumtricos.

Identificar, comprender, aplicar y
relacionar los mtodos
electroanalticos.

Identificar, comprender, aplicar y
relacionar los mtodos gravimtricos.
Competencias genricas:
Competencias genricas:
El curso de Qumica Analtica I contribuye
al desarrollo de las siguientes
competencias genricas:
Competencias genricas:

1.- Competencias instrumentales
Capacidad de anlisis y sntesis
Capacidad de organizar y planificar
Conocimientos generales bsicos
Conocimientos bsicos de la carrera
Comunicacin oral y escrita en su
propia lengua
Conocimiento de una segunda lengua
Habilidades bsicas de manejo de la
computadora
Habilidades de gestin de informacin
(habilidad para buscar y analizar
informacin proveniente de fuentes
diversas)
Solucin de problemas
Toma de decisiones.

2.-Competencias interpersonales
Manifestacin del compromiso tico,
traducido entre otras acciones en el
ejercicio diario, respetuoso de la
autora intelectual, evitando el plagio y
privilegiando siempre la honestidad
acadmica-
Capacidad crtica y autocrtica
Trabajo en equipo
Habilidades interpersonales
Capacidad de trabajar en equipo
interdisciplinario
Capacidad de comunicarse con
profesionales de otras reas
Apreciacin de la diversidad y
multiculturalidad
Habilidad para trabajar en un ambiente
laboral

3.-Competencias sistmicas
Capacidad de aplicar los
conocimientos en la prctica
Habilidades de investigacin
Capacidad de aprender
Capacidad de adaptarse a nuevas
situaciones
Capacidad de generar nuevas ideas
(creatividad)
Liderazgo
Conocimiento de culturas y
costumbres de otros pases
Habilidad para trabajar en forma
autnoma
Capacidad para disear y gestionar
proyectos
Iniciativa y espritu emprendedor
Preocupacin por la calidad
Bsqueda del logro
4.-HISTORIA DEL PROGRAMA
Lugar y fecha de
elaboracin o revisin
Participantes
Observaciones
(cambios y justificacin)
Instituto Tecnolgico de
Villahermosa del 7 al 11
de septiembre del 2009

Representantes de los
Institutos Tecnolgicos de:
Celaya, Culiacn,
Durango, Mrida, Morelia,
Tehuacn, Tepic, Tijuana,
Tuxtepec, Veracruz y
Villahermosa
Reunin nacional de Diseo e
innovacin curricular de las
carreras de Ingeniera
Ambiental, Ingeniera
Bioqumica, Ingeniera Qumica
e Ingeniera en Industrias
Alimentarias
Anlisis, enriquecimiento y


Instituto Tecnolgico de
Culiacn e Instituto
Tecnolgico de Veracruz


Representante de la
Academia de Ingeniera
Bioqumica
elaboracin del programa de
estudio propuesto en la
Reunin Nacional de Diseo
Curricular de la carrera de
Ingeniera Bioqumica

Instituto Tecnolgico de
Celaya

Representantes de los
Institutos Tecnolgicos de:
Celaya, Culiacn,
Durango, Mrida, Morelia,
Tehuacan, Tijuana,
Tuxtepec, Veracruz y
Villahermosa
Reunin Nacional de
Consolidacin de las carreras
de Ingeniera Ambiental,
Ingeniera Bioqumica,
Ingeniera Qumica e Ingeniera
de Industrias Alimentarias .





5.-OBJETIVOS GENERAL
Identificar, interpretar, aplicar y relacionar los mtodos volumtricos, electroanalticos y
gravimtricos utilizados para la evaluacin de materiales, intermediarios y productos de
procesos y recursos biticos.
6.- COMPETENCIAS PREVIAS
Matemticas:
Manejar operaciones algebraicas.
Resolver ecuaciones de primer y segundo grado con una incgnita.
Resolver ecuaciones simultneas .
Manejar Logaritmos
Estadstica medidas de tendencia central (conocimientos de nivel medio-superior
suficientes)

Fsica :
Principios bsicos de Electricidad y Magnetismo

Qumica:
Estructura atmica y propiedades peridicas.
Enlace, estructura y propiedades en compuestos qumicos inorgnicos.
Estequiometra.
Unidades Fsicas y Qumicas para expresar la concentracin de soluciones.
Introduccin al Equilibrio Qumico cido-Base.

7.-TEMARIO

Unidad Temas Subtemas
1 Fundamentos. 1.1. La Qumica Analtica en relacin a los
perfiles de los tcnicos-as, cientficos-
as e ingenieros-as.
1.2. Pasos generales en el anlisis
qumico y utilizacin del reporte
analtico.
1.2.1. Muestreo.
1.2.2. Preparacin de la muestra.
1.2.3. Determinacin analtica o
anlisis.
1.2.4. Elaboracin del reporte.
1.2.5. Interpretacin del reporte y
generacin de las conclusiones
relativas.
1.3. Errores y tratamiento estadstico de
los datos analticos.
1.3.1. Concepto y clasificacin de
errores.
1.3.2. Eliminacin y control de errores.
1.3.3. Clculo del valor ms probable
y Lmites de Confianza.
1.3.4. Criterios estadsticos para
rechazo de valores dudosos.
1.3.5. Comparacin entre medias y
entre desviaciones estndar
(prueba t de student y prueba de
significancia)
1.4. Aplicacin del Equilibrio Qumico en
diferentes sistemas.
1.4.1. Equilibrio cido-base mono, di y
poliprtico.
1.4.2. Solubilidad de compuestos
inicos.
1.4.2.1. Producto de Solubilidad
(Kps).
1.4.2.2. Efecto del in comn.
1.4.3. Reacciones de un metal y un
ligando
1.4.3.1. Constante de formacin
de complejos (Kf) o
constante de estabilidad.
1.5. Actividad.
1.5.1. Fuerza inica (concepto,
clculo, su efecto sobre la
solubilidad de las sales).
1.5.2. Coeficiente de actividad
(concepto, clculo, efecto de la
fuerza inica, la carga y el
tamao del in sobre el,
aplicaciones).
1.5.3. Constante de Equilibrio en
trminos de actividad.
1.5.4. Concepto de pH desde el punto
de vista de la actividad.

2 Mtodos Volumtricos. 2.1. Estandarizacin
2.1.1. Concepto de estndar primario,
estndar secundario y
estandarizacin.
2.1.2. Procedimientos y clculo
involucrados en la
estandarizacin: alcuotas y
pesadas individuales.
2.2. Volumetra Acido-Base
2.2.1. Titulaciones Acido Base en
sistemas acuosos: curvas,
deteccin del punto final
(indicadores, electrodo para
medir pH):
2.2.1.1. Acido Fuerte-Base Fuerte
2.2.1.2. Acido Dbil-Base Fuerte
2.2.1.3. Base Dbil-Acido Fuerte
2.2.1.4. Sistemas poliprticos.
2.3. Volumetra en reacciones de
formacin de complejos.
2.3.1. Complejos metal-quelato
(cidos y bases de Lewis) y
efecto quelato
2.3.2. Volumetra con AEDT :
propiedades cido-base,
complejos con el AEDT,
constante de formacin
condicional, curvas de titulacin e
indicadores.
2.4. Volumetra en reacciones de
formacinde precipitados.
2.4.1. Curva de titulacin
2.4.2. Estudio de algunas de las
titulaciones importantes:a).-
Mtodo de Mohr, b).-Mtodo de
Volhard, c).- Mtodo de Fajans.

3 Mtodos
electroanalticos.
3.1. 3.1 Fundamentos de Electroqumica
3.1.1. Conceptos bsicos
3.1.2. Diferenciacin entre Celdas
Electroqumicas: Celdas
galvnicas y celdas electrolticas.
3.1.3. Potenciales Estndar
3.1.4. Ecuacin de Nernst
3.1.5. E y la Constante de Equilibrio
3.1.6. Celdas como Sondas Qumicas
3.1.7. La utilidad de E
3.2. Electrodos y Potenciometra
3.2.1. Electrodos de Referencia e
Indicadores.
3.2.2. Potencial de unin
3.2.3. Medicin de pH con un
electrodo de vidrio,(fundamento,
alcances).
3.2.4. Electrodos selectivos de iones
3.3. Electrodos y Conductimetra
3.3.1. Aplicaciones
3.4. Titulaciones Redox
3.4.1. La forma de una curva de
titulacin redox.
3.4.2. Sistemas para medir el punto
final o el punto de equivalencia
(Indicadores, Soluciones
titulantes autoindicadoras,
Electrodos = potenciometra)
3.4.3. Estudio de determinaciones
representativas de algunos de los
siguientes mtodos:
3.4.3.1. con Yodo (Directos e
Indirectos)
3.4.3.2. con KMnO4
3.4.3.3. con K2Cr2O7
3.4.3.4. con Ce
+4

4 Mtodos Gravimtricos. 4.1. Concepto y clasificacin
4.2. Mtodos Gravimtricos por
Precipitacin
4.3. Mtodos Gravimticos por
Volatilizacin.

7.-SUGERENCIAS DIDCTICAS
Realizar al inicio del curso, una visita al centro de Informacin de la Institucin para
orientar a los estudiantes en la bsqueda de material relacionado con la asignatura.
Induccin a la investigacin documental, de campo o experimental (desarrollar la
induccin, deduccin, sntesis y anlisis para fomentar las cualidades de
investigacin
Fomentar el uso de la tecnologa de informacin, particularmente consultando
material disponible en Internet sobre el contenido del curso y que tenga respaldo
cientfico.
Fomentar la discusin en clase de artculos cientficos y de informacin de otras
fuentes de la sociedad (libros, reportes, notas periodsticas, entre otras)
Realizar talleres de solucin de problemas (desarrollar la induccin, deduccin,
sntesis y anlisis para fomentar las cualidades de investigacin).
Participacin en seminarios (discutir en grupos para intercambiar ideas
argumentadas as como analizar conceptos y definiciones).
Trabajos en equipo (desarrollar prcticas de tal manera que los estudiantes apliquen
los conocimientos adquiridos y los relacionen con su carrera y con otras carreras de
las Ingenieras y tambin de las ciencias).
8.-SUGERENCIAS DE EVALUACIN
Resolucin de problemas.
Participacin en seminarios (investigacin documental, de campo y en algunos
casos experimental) includa la discusin grupal.
Investigaciones en miniproyectos.
Desarrollo de prcticas de laboratorio y talleres. Considerando actitudes: ticas
en el trabajo experimental, puntuales y de calidad en los compromisos
contrados, de limpieza y orden en reas de trabajo.
Reporte de prcticas en laboratorio y de talleres.
Exmenes escritos
Uso de tecnologas de informacin asociada a las actividades enlistadas.
9.-UNIDADES DE APRENDIZAJE
Unidad 1: Fundamentos.
Competencia especfica a desarrollar Actividades de aprendizaje
Identificar, comprender, aplicar y
relacionar los fundamentos de qumica
analtica.
Identificar los compromisos-capacidades
que el estudio de la Qumica Analtica les
otorga a tcnicos-as, cientficos-as e
ingenieros-as, en la realizacin de trabajos
multidisciplinarios.
Diferenciar claramente los fines y pasos del
anlisis qumico y del reporte analtico.
Explicar la diferencia entre errores
determinados o sistemticos y errores al azar
o indeterminados y podr ejemplificar o
identificar a cada uno.
Utilizar a la Estadstica o
Microestadstica para el tratamiento
de datos analticos.
Interpretar el comportamiento del
equilibrio qumico en:
a).- sistemas cido-base monoprticos (casos
hidrlisis y soluciones amortiguadoras),
diprticos
(caso aminocidos) y poliprticos, a
travs del clculo de:
pH, [H
+
] y de la composicin de las
soluciones (concentracin de las
especies que las constituyen),
b).-soluciones de sales escasamente solubles
a travs del clculo de la composicin de las
soluciones (concentracin de las especies
que las constituyen), y del efecto del in
comn sobre esta composicin,
c).- reacciones entre un metal y el
ligando (formacin de complejos), a travs.
del clculo de la composicin de las
soluciones (concentracin de las
especies que las constituyen).
Calcular e interpretar la influencia de
los siguientes parmetros en el
sistema o condicin que se trate
(solubilidad de un compuesto inico,
pH, K): Fuerza Inica, Actividad,
Coeficiente de Actividad


Unidad 2: Mtodos Volumtricos.

Competencia especfica a desarrollar Actividades de aprendizaje
Identificar, comprender, aplicar y
relacionar los mtodos volumtricos.
Relacionar trminos comunes en
Mtodos Volumtricos con su
concepto:
volumetra, alcuota, titulacin,
estandarizacin, estandar primario y
secundario, soluciones estandar
primaria y secundaria, curva de
titulacin, punto de equivalencia,
punto final, indicador, titulacin por
retroces, entre otros.
Resolver ejercicios sobre clculo de
concentracin de la especie qumica
buscada, cuando se utiliza un mtodo
volumtrico cido-base, de formacin
de complejos y de formacin de
precipitados.
Desarrollar un miniproyecto terico-prctico
relacionado con el uso de
mtodo(s) volumtrico(s) (cido-base,
formacin de complejos,
formacin de precipitados) en
controles de materias primas,
productos o procesos, presentando
sus resultados en un seminario.
Incluir investigacin sobre manejo
de residuos especficos segn el
caso tratado en el miniproyecto y aplicar la
estrategia ms adecuada
(orientado por su Profesor-a) para los
residuos que se generen en el
desarrollo del mismo
Unidad 3: Mtodos Electroanalticos.
Competencia especfica a desarrollar Actividades de aprendizaje
Identificar, comprender, aplicar y
relacionar los mtodos
electroanalticos.
Relacionar correctamente cada uno
de los siguientes trminos con su
significado:
mtodo electroanaltico, celda
galvnica o voltaica, celda
electroltica, batera, electrodo,
electrodo indicador, electrodo
metlico, electrodo selectivo de
iones, electrodo de referencia,
puente salino, potencial estndar de
reduccin, ecuacin de Nernst.
Realizar ejercicios sobre
determinacin del agente oxidante o
reductor, escritura de reacciones de
media celda, clculo del potencial
estndar de reaccin, clculo de
capacidad terica de
almacenamiento elctrico.
Realizar ejercicios que implican el
uso de la ec. de Nernst (clculo de E,
relacin de Eo y K, concentracin de
las especies qumicas, Eo', curvas de
titulacin redox ).
Desarrollar a travs de un Seminario,
una explicacin detallada del
fundamento de la operacin y
mantenimiento de un electrodo
combinado de vidrio para medicin
del pH en el laboratorio y dentro de
reactores biolgicos (fermentadores),
apoyndose en elementos terico-prcticos.
Interpretar los resultados alcanzados
en la medicin de conductividad y pH
y el clculo de resistividad, para
definir el tipo de agua de laboratorio
que se est utilizando de acuerdo a
dos o tres de las especificaciones
(conductividad, resistividad, pH), de
la ASTM (American Society for
Testing and Materials).
Desarrollar experiencias electroforticas.

Unidad 4: Mtodos Gravimtricos.
Competencia especfica a desarrollar Actividades de aprendizaje
Identificar, comprender, aplicar y
relacionar los mtodos gravimtricos.
Relacionar correctamente cada uno
de los siguientes trminos con su
significado:
mtodo o anlisis gravimtrico,
absorcin, adsorcin, agente
desecante, agente enmascarante,
agente precipitante, coloide,
co-precipitacin, post-precipitacin,
digestin, doble capa elctrica,
calcinacin, nucleacin, solucin
sobresaturada, humedad, slidos
totales, agua no esencial, peso constante,
anlisis termogravimtrico.
Realizar ejercicios sobre clculos
gravimtricos e interpretacin de las
condiciones de realizacin de estos mtodos.

10.-FUENTES DE INFORMACIN
DE TEXTO.-
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York.(***)
6. Harris, D.C. (2007) Anlisis Qumico Cuantitativo, 6. ed. en Ingls, 3.en Espaol.,
Revert, Barcelona.(***)
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Analytical Chemistry, 8a. ed., Brooks/Cole Pub. Co., Pacific Grove, California (***)
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Analtica 8. ed. Thomson, (***)
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1. ed., Mir, Mosc.
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ed., McGraw Hill, Nueva York.
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Ready Reference Handbook, 4. ed., McGraw-Hill, Nueva York.
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27. Angelo, T.A. (1995) Aplicacin intencional de habilidades racionales de alto orden,
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inferencia y la evaluacin Beginning the dialogue: Thoughts on promoting critical
thinking: classroom assessment for critical thinking. Teaching of Psychology 22 (1):
6-7

Publicaciones Peridicas:

SQM Revista de la Sociedad Qumica de Mxico

Publicaciones de ACS:
J ournal of Chemical Education
Biotechnology Progress
Analytical Chemistry

Bases de datos de patentes:

De los E.U.A: http://www.uspto.gov
-De Europa: http://ep.espacenet.com
-De Mxico: http://www.impi.gob.mx/banapanet

11.-PRCTICAS PROPUESTAS
1. Prcticas o Talleres de anlisis sobre procedimientos de Estandarizacin de
soluciones utilizadas en mtodos volumtricos: (cido-Base, Formacin de
Precipitados, Formacin de Complejos, Redox).
2. Taller de anlisis de literatura sobre determinaciones volumtricas en muestras de
diferente origen, entre otros: frmacos, alimentos, bebidas, plantas o sus
componentes, solventes.
3. Algunas aplicaciones de Volumetra cido-Base en muestras de diferente origen:
a).- Determinacin de cido actico en un vinagre.
b).- Determinacin de cido lctico en leche.
4. Determinacin de cloruros en una muestra de alimentos.
5. Determinacin de slidos (totales, solubles, suspendidos, entre otros) en agua, por
mtodos gravimtricos.