Pregrado
  1. Química general  1.1. Introducción a la Química  1.2. Estructura atómica  1.2.1. Partículas subatómicas  1.2.2. Modelo Atómico  1.2.3. Números cuánticos  1.2.4. Configuración Electrónica  1.2.5. Tendencias periódicas  1.2.6. Isotopes and their applications  1.3. Enlace químico  1.3.1. Enlace iónico  1.3.2. Enlaces covalentes  1.3.3. Enlace Metálico  1.3.4. Hibridación  1.3.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  1.3.6. Polaridad del enlace y momento dipolar  1.4. Estequiometría  1.4.1. Concepto de mol  1.4.2. Fórmula empírica y molecular  1.4.3. Reactante limitante y reactante en exceso  1.4.4. Porcentaje de Rendimiento y Pureza  1.4.5. Cálculo de dilución  1.5. Estados de la materia  1.5.1. Leyes de los Gases  1.5.2. Materia y Fuerzas Intermoleculares  1.5.3. Estructuras Sólidas y Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma y fluido supercrítico  1.6. Reacciones químicas  1.6.1. Tipos de Reacciones Químicas  1.6.2. Balanceo de ecuaciones químicas  1.6.3. Reacciones termoquímicas  1.6.4. Perfiles de energía de reacción  1.7. Soluciones y mezclas  1.7.1. Unidades de concentración  1.7.2. Propiedades del síndrome  1.7.3. Solubilidad y Reglas de Solubilidad  1.7.4. La ley de Henry y la ley de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partición  1.8. Equilibrio químico  1.8.1. La ley de acción de masas  1.8.2. El principio de Le Chatelier  1.8.3. Cociente de reacción  1.8.4. Para usar esta calculadora en línea para la constante de equilibrio, ingrese la constante de equilibrio (Eq.) y presione el botón de calcular. Aquí es cómo se puede explicar el cálculo de la constante de equilibrio con los valores de entrada dados -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Equilibrio ácido-base  1.9. Ácidos y bases  1.9.1. Definiciones de Arrhenius, Brønsted–Lowry y Lewis  1.9.2. pH y pOH  1.9.3. Titulación ácido-base  1.9.4. Solución Buffer  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Polyprotic Acids and Bases  1.10. Electroquímica  1.10.1. reacciones redox  1.10.2. Celdas Galvánicas y Electrolíticas  1.10.3. Ecuación de Nernst  1.10.4. Electrólisis  1.10.5. Leyes de Faraday de la electrólisis  1.11. Termodinámica  1.11.1. Leyes de la Termodinámica  1.11.2. Entalpía, entropía y energía libre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidad de las reacciones  1.11.4. Ciclos termodinámicos (Ley de Hess, ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. La ley de velocidad y el orden de reacción  1.12.2. Energía de Activación y Catalizador  1.12.3. Teoría de colisiones  1.12.4. Mecanismo de reacción  1.12.5. Teoría del estado de transición
  2. Química orgánica  2.1. Estructura y relaciones  2.1.1. Hibridación en Compuestos de Carbono  2.1.2. Resonancia y aromatización  2.1.3. Orbitales moleculares  2.1.4. Efectos inductivo y mesomérico  2.2. Hidrocarburos  2.2.1. Hidrocarburos  2.2.2. Alqueno  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compuestos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos y Conformación  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Alcoholes y fenoles  2.3.2. Éteres y epóxidos  2.3.3. Aldehídos y cetonas  2.3.4. Ácidos carboxílicos y derivados  2.3.5. Aminas  2.3.6. Ésteres y amidas  2.3.7. Tioles y sulfuros  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomería en Estereoquímica  2.4.2. Quiralidad y actividad óptica  2.4.3. Análisis estructural  2.4.4. Diastereómeros y Enantiómeros  2.5.1. Reacciones de sustitución  2.5.2. Reacciones de eliminación  2.5.3. Reacciones de adición  2.5.4. Reacciones radicales  2.5.5. Reacciones de reordenamiento  2.5.6. Reacciones Pericíclicas  2.6. Espectroscopía y análisis estructural  2.6.1. Espectroscopía Infrarroja  2.6.2. Espectroscopía por resonancia magnética nuclear  2.6.3. Espectrometría de masas  2.6.4. Espectroscopia UV-visible  2.6.5. Cristalografía de rayos X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adición y Condensación  2.7.2. Mecanismo de polimerización  2.7.3. Polímero biodegradable  2.7.4. Polímeros conductores e inteligentes
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Ligandos y compuestos de coordinación  3.1.2. Teoría del campo cristalino  3.1.3. Teoría de Orbitales Moleculares en Compuestos de Coordinación  3.1.4. Distorsión de Jahn–Taylor  3.2. Química del grupo principal  3.2.1. Metales alcalinos y alcalinotérreos  3.2.2. Halógenos y Gases Nobles  3.2.3. Los metales de transición y sus complejos  3.2.4. Lantánidos y Actínidos  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Redes cristalinas y celdas unitarias  3.3.2. Defectos en sólidos  3.3.3. Propiedades eléctricas y magnéticas  3.3.4. Superconductividad  3.4. Química bioinorgánica  3.4.1. Iones metálicos en biología  3.4.2. Reacciones enzimáticas con metales  3.4.3. Intoxicación por metales y desintoxicación  3.4.4. Metaloproteínas y Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Cuántica  4.1.1. Dualidad onda-partícula  4.1.2. Ecuación de Schrödinger  4.1.3. Números Cuánticos y Orbitales  4.1.4. Espectroscopía atómica y molecular  4.2. Mecánica estadística  4.2.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funciones de partición  4.2.3. Estadísticas de Bose-Einstein y Fermi-Dirac  4.3. Termodinámica química  4.3.1. Energía Libre de Gibbs  4.3.2. Transición de fase  4.3.3. Eficiencia termodinámica  4.4. Química de superficies  4.4.1. Absorción y Catálisis  4.4.2. Coloides y Emulsiones
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clásicos  5.1.1. Análisis Gravimétrico  5.1.2. titrímetro  5.2. Métodos instrumentales  5.2.1. Cromatografía  5.2.2. Espectroscopía  5.2.3. Métodos electroanalíticos  5.2.4. Difracción de rayos X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Principios de ingeniería química  6.3. Química Verde  6.4. Farmacéuticos y Síntesis de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohidratos  7.2. Proteínas y enzimas  7.3. Lípidos y membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo y Bioenergética  7.6. Cinética enzimática y mecanismo

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Métodos instrumentales


En el mundo de la química, es importante saber qué sustancias componen una muestra particular. Aquí es donde entra en juego el campo de la química analítica. La química analítica involucra varios métodos para identificar y cuantificar los componentes químicos de materiales tanto naturales como sintéticos. Entre estos métodos, los métodos instrumentales son cruciales para proporcionar mediciones exactas y análisis. Son técnicas que usan instrumentos basados en varios principios físicos y químicos.

Introducción a los métodos instrumentales

Los métodos instrumentales son herramientas importantes en el campo de la química analítica. A diferencia de los métodos clásicos que dependen de reacciones químicas e implican operaciones manuales complejas, los métodos instrumentales usan equipos científicos para aumentar la velocidad y precisión del análisis. Pueden analizar una amplia variedad de muestras y proporcionar detalles tanto cuantitativos como cualitativos. Entonces, ¿de qué se tratan exactamente estos métodos? Incluyen espectroscopia, cromatografía, análisis electroquímico y más.

¿Por qué son importantes los métodos instrumentales?

La importancia de los métodos instrumentales proviene de su capacidad para manejar muestras complejas, ofrecer alta sensibilidad y selectividad, y entregar resultados más rápidamente que los métodos convencionales. Con el avance de la tecnología, estos métodos también se han vuelto más accesibles y fáciles de usar. En entornos industriales, proporcionan una rápida respuesta y ayudan con el control de calidad así como con la investigación y desarrollo.

Espectroscopia

La espectroscopia es un método instrumental basado en la interacción entre la luz y la materia. Se utiliza para analizar la composición de sustancias a través de su espectro. Cuando la luz interactúa con una sustancia química, puede absorber, emitir o dispersar luz en ciertas longitudes de onda, creando un espectro que puede ser analizado.

Tipos de espectroscopia

  • Espectroscopia ultravioleta-visible (UV-Vis)
  • Espectroscopia infrarroja (IR)
  • Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN)
  • Espectrometría de masas (EM)

Ejemplo visual de espectroscopia

fuente de luz Muestra del analista Detectores

Cromatografía

La cromatografía se usa para separar mezclas de sustancias. El principio básico implica una fase móvil que mueve la muestra a través de una fase estacionaria. Los diferentes componentes de la mezcla de la muestra se moverán a diferentes velocidades, lo que hará que se separen. Hay diferentes formas de cromatografía, incluyendo cromatografía en papel, de capa fina (TLC), de gases (GC), y cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC).

Ejemplo visual de cromatografía

fase móvil Fase estacionaria

Análisis electroquímico

El análisis electroquímico mide las propiedades eléctricas de un sistema químico para analizar un analito. Diversos métodos como la potenciometría, la voltametría y la culombimetría pertenecen a esta categoría. Este método es esencial para determinar la concentración de iones y moléculas en una solución.

Ejemplo de una celda electroquímica

        Ánodo (-) | Solución A | Puente salino | Solución B | Cátodo (+) Zn(s) | ZnSO₄(ac, 1M) | KNO₃(ac) | CuSO₄(ac, 1M) | Cu(s) (Zn se oxida a Zn²⁺ y Cu²⁺ se reduce a Cu)

Fluorescencia de rayos X (XRF)

La fluorescencia de rayos X es una técnica analítica no destructiva utilizada para determinar la composición elemental de las sustancias. Funciona irradiando una muestra con rayos X, lo que hace que el material emita rayos X fluorescentes, característicos de los elementos presentes.

Representación visual de la fluorescencia de rayos X

Muestra Detectores

Ejemplo en práctica: Análisis de la contaminación del agua

Imagina que te encargan analizar una muestra de agua que puede estar contaminada con varios metales y contaminantes orgánicos. Usando métodos mecanicistas, puedes usar:

  • ICP-MS (Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente): Para determinar trazas de metales.
  • GC-MS (Cromatografía de Gases-Espectrometría de Masas): Para identificar y cuantificar contaminantes orgánicos.
  • Cromatografía de iones: Para medir las concentraciones de iones en el agua.

Cada método proporciona información específica que puede integrarse para un análisis completo de una muestra de agua.

Conclusión

Los métodos instrumentales en química analítica son fundamentales en el monitoreo ambiental, productos farmacéuticos, y pruebas de alimentos. Cada método tiene sus propias ventajas y áreas de aplicación únicas, y los avances tecnológicos modernos continúan mejorando su precisión, exactitud y facilidad de uso. Comprender estos métodos permite a los químicos realizar análisis detallados y proporcionar soluciones a problemas complejos relacionados con la estructura del material.


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