Gestión Académica

La asignatura Química Analítica III,  se imparte en el tercer curso del Grado en Química y se encuentra dentro del Bloque Fundamental (materia Química Analítica) e introduce a los estudiantes en los métodos y técnicas de separación, imprescindibles en estudios de Química.  El contenido de la asignatura proporciona a los alumnos conocimientos básicos y aplicados sobre las técnicas analíticas de separación modernas así como los criterios que les permitan seleccionar la técnica más adecuada para resolver un problema analítico particular e interpretar finalmente los resultados.

La asignatura de Química Analítica III se divide en tres bloques. El Bloque I proporciona una descripción completa de las técnicas de separación, como la cromatografía y la electroforesis, que son cruciales en los laboratorios actuales. Teniendo en cuenta el papel en expansión de la química bioanalítica en entornos académicos e industriales, el Bloque II aborda el ámbito del Bioanálisis, dando una visión general de los inmunoensayos y biosensores. A continuación, el Bloque III aborda el estudio de las herramientas quimiométricas básicas utilizadas en la selección y optimización de métodos analíticos, y para proporcionar la máxima información química relevante a partir de los datos químicos.

Las técnicas y los fundamentos desarrollados en esta asignatura son esenciales tanto para la formación académica básica del alumno, permitiéndole una mejor comprensión y asimilación de conceptos en asignaturas del propio curso (p.e. Experimentación en Química Orgánica I o Química Física II y Química Física III), como para asignaturas del curso siguiente. De hecho, esta asignatura es llave para poder desarrollar la asignatura Experimentación en Química Analítica II de cuarto curso.  Por otra parte, asignaturas del mismo curso, como la Química Analítica II o las de cursos precedentes darán una base sólida al alumno para abordar los contenidos de Química Analítica III, en particular la Química Analítica I, la cual es imprescindible tener superada (asignatura llave) para poder acceder a Química Analítica III. 

El profesorado pertenece al área de Química Analítica del Departamento de Química Física y Analítica. En el caso del grupo en Castellano, la teoría será impartida por el Dr. José Manuel Costa, quien también será tambien responsable de las PAs y de las TGs.

Es recomendable que el alumno conozca los sistemas de unidades físicas, que sepa formular,  que maneje con soltura los procedimientos de cálculo básicos (logaritmos, exponenciales, manejo de calculadoras etc.) y que conozca los principios básicos de la Química Analítica; es decir, haber superado las asignaturas de Química General, Matemáticas, Cálculo Numérico, Estadística Aplicada y Física de primer curso, así como la Química Analítica I (llave) y la Experimentación en Química Analítica I de segundo curso y la Química Analítica II de tercer curso. Es recomendable que los estudiantes dispongan de unos conocimientos básicos de inglés para utilizar bibliografía científica.

4.1. Competencias generales

1. Demostrar capacidad de análisis y síntesis (CG-1).
2. Resolver problemas de forma efectiva (CG-2).
3. Utilizar un idioma extranjero (inglés) (CG-7).
4. Expresarse correctamente (tanto en forma oral como escrita) en castellano (CG-8).
5. Aprender de forma autónoma (CG-9).
6. Adquirir motivación por la calidad (CG-11).
7. Sensibilizarse con los temas vinculados con el medio ambiente (CG-12).
8. Desarrollar el razonamiento crítico (CG-17).
9. Trabajar en equipo (CG-18).

4.2. Competencias específicas

1. Aplicar los principios y procedimientos utilizados en el análisis químico para la determinación, identificación y caracterización de compuestos químicos (CE-6).
2. Relacionar el fundamento de las técnicas analíticas (ópticas, electroquímicas, etc) con sus aplicaciones (CE-15).
3. Aplicar la metrología a procesos y productos químicos, incluyendo la gestión de la calidad (CE-18).
4. Demostrar conocimiento y comprensión de los hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con la Química Analítica (CE-19).
5. Resolver problemas cuantitativos y cualitativos según modelos previamente desarrollados (CE-20).
6. Adquirir habilidad para evaluar, interpretar y sintetizar información química (CE-22).
7. Procesar y computar datos en relación con la información y datos químicos (CE-24).
8. Interpretar datos procedentes de observaciones y medidas de laboratorio en términos de significado y la teoría que soporta (CE-30).
9. Relacionar la Química con otras disciplinas (CE-34).
10. Realizar cálculos y análisis de error con utilización correcta de magnitudes y unidades (CE-35).

4.3. Resultados del aprendizaje

1. Conocimiento y comprensión de los distintos principios básicos que fundamentan las técnicas de separación, los métodos bioquímicos y quimiométricos (CE-13, CE-14, CE-15, CE-19)
2. Conocimiento sobre el funcionamiento de los diferentes equipos cromatográficos (CE-13, CE-14, CE-15)
3. Asimilar y analizar información analítica de forma crítica demostrable en pruebas escritas y/u orales  (CG-1, CG-8) .
4. Procesar adecuadamente datos analíticos y extraer la información analítica de los mismos cualitativa y cuantitativa (CE-6, CE-14, CE-15, CE-18, CE-20, CE-22, CE-24, CE-30, CE34, CE-35).

BLOQUE 1: Técnicas Analíticas de Separación

Tema 1. TECNICAS DE SEPARACION NO CROMATOGRAFICAS PARA PREPARACIÓN DE MUESTRAS

Introducción general: necesidad del pre-tratamiento de muestra. Preparación de muestras líquidas: diálisis, filtración, extracción líquido-líquido, extracción en fase sólida, microextracción en fase sólida. Preparación de muestras sólidas: extracción Soxhlet, extracción en fluídos supercríticos. Fundamentos, instrumentación y aplicaciones.

Tema 2. INTRODUCCION A LAS SEPARACIONES CROMATOGRAFICAS

Introducción general a la cromatografía. Métodos cromatográficos de análisis: clasificación. Cromatografía en columna: fundamentos básicos y características de los picos cromatográficos. Resolución cromatográfica. Eficacia y selectividad de la columna cromatográfica.  Ensanchamiento de banda. Ecuación de van Deemter.  Optimización de las separaciones cromatográficas. 

Tema 3. CROMATOGRAFIA DE GASES (GC)

Introducción general. Componentes básicos de un cromatógrafo de gases: gas portador y reguladores de flujo. Programación de la temperatura. Inyección de la muestra: inyectores y tipos de inyección .Mecanismos de separación: columnas y fases estacionarias. Detectores más comunes en GC. Hibridación gases-masas. Aplicaciones.

Tema 4. CROMATOGRAFIA LIQUIDA DE ALTA RESOLUCION (HPLC)

Introducción. Instrumentación: sistemas de bombeo y generación de gradientes, sistemas de inyección, la columna cromatográfica, fases estacionarias. Mecanismos de separación: cromatografía de reparto en fase normal y en fase inversa, cromatografía de adsorción, cromatografia de intercambio iónico, cromatografía de exclusión por tamaños, cromatografía de afinidad. Tipos de detectores: ópticos y electroquímicos. Derivatización. Técnicas híbridas: HPLC-ICP-MS. Aplicaciones. Separaciones quirales.

Tema 5. ELECTROFORESIS 

Clasificación de las técnicas electroforéticas: electroforesis libre y electroforesis de zona. Teoría de la electroforésis capilar: flujo electro-osmótico y migración electroforética. Configuración instrumental básica: sistemas de introducción de la muestra y capilares. Sistemas de detección: ópticos, electroquímicos, espectrometría de masas. Técnicas híbridas: CE-ICP-MS, CE-ESI-TOF-MS. Modalidades de electroforesis. Aplicaciones.

BLOQUE 2: Bioanálisis

Tema 6. BIOANALISIS

Métodos enzimáticos de análisis: fundamentos y aplicaciones. Introducción a los métodos inmunoquímicos. La reacción inmunológica: reactivos y características. Clasificación de las técnicas de inmunoensayo. Técnicas basadas en la inmunoprecipitación: inmunoturbidimetría e inmunonefelometría. Inmunoensayos con marcas: Introducción. Configuraciones de ensayo: inmunoensayos competitivos y no competitivos. Inmunoensayos homogéneos y heterogéneos. Radioinmunoensayos. Enzimoinmunoensayos: ELISA, EMIT. Fluoro-inmunoensayos. Inmunoensayos de flujo lateral. Aplicaciones. Sensores y Biosensores: concepto e introducción. Clasificación y campos de aplicación.

BLOQUE 3: Quimiometría

Tema 7. QUIMIOMETRIA

Análisis multivariante: introducción. Análisis inicial. Reconocimiento de pautas y clasificación: análisis por componentes principales, análissi de clusters, análisis discriminante. Calibración multivariante.

Los contenidos de la asignatura se presentan a los alumnos en clases presenciales, de tres tipos:

 (a) Clases expositivas, en las que el profesor desarrollará el contenido de la asignatura. Al comienzo de cada tema se expondrán claramente los objetivos principales del tema en estudio. Al final del tema se plantearán cuestiones que permitirán interrelacionar los conocimientos ya adquiridos. Para un mejor seguimiento de las clases presenciales se le proporcionará se le proporcionará al alumno parte del material docente utilizado por el profesor en el Campus Virtual. La explicación de cada uno de los temas se hará utilizando la pizarra y/o medios audiovisuales.

(b) Prácticas de aula en las que se desarrollarán y resolverán problemas numéricos en donde se apliquen los temas desarrollados en las clases de teoría.  Se fomentará la participación activa de los estudiantes, a los que se les facilitarán previamente las series de problemas.

(c) Tutorías grupales (obligatorias) en las que se discutirán los problemas y las cuestiones propuestas por el profesor, relacionadas con el temario de la asignatura. El objetivo general de estos trabajos es que los alumnos conozcan la utilidad de los métodos analíticos de separación estudiados en la asignatura, para su aplicación real en áreas tales como el medioambiente, la tecnología, la industria, el diagnóstico clínico, el campo forense, los alimentos, etc.  Los estudiantes dispondrán con suficiente antelación de los enunciados de las cuestiones y ejercicios que deben resolver de forma individual, o colectiva, antes de la tutoría.

Se utilizará el Campus Virtual para permitir una comunicación fluida entre profesores y alumnos y como instrumento básico para poner a disposición de los alumnos el material que los profesores consideren necesario.  La asignatura tiene 6 créditos que corresponden a 150 horas de trabajo total del alumno. La distribución de ese trabajo se muestra en la siguiente cronograma:

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

Las calificaciones resultantes de la evaluación del aprendizaje de los estudiantes reflejarán la capacidad del estudiante para comunicar eficazmente el dominio de las metas y objetivos descritos anteriormente.

En la convocatoria ordinaria, la evaluación consistirá en:

1.  La realización de una prueba escrita, cuya calificación máxima será de 10 puntos. La nota obtenida en esta prueba supondrá un 90% de la nota final de la asignatura. La prueba tendrá tres horas de duración y constará de una parte teórica (6 puntos) y otra de problemas numéricos (4 puntos). Para superar esta prueba será necesario obtener una calificación superior al 40% de los puntos asignados en cada uno de los apartados (teoría y problemas), siendo preciso además obtener una calificación mínima final de 5 puntos .
2. Desarrollo de las tutorías grupales, valorado de 0 a 10 puntos. Se evaluará la calidad y la participación cuantitativa en estas sesiones. Tendrá un peso del 10% en la nota final de la asignatura.

En las convocatorias extraordinarias la evaluación consistirá únicamente en la prueba escrita con una estructura similar a la descrita para la convocatoria ordinaria, que supondrá el 100% de la calificación. En esta prueba será necesario alcanzar una nota mínima de 5,0 sobre 10 para superar la asignatura. Se mantiene la necesidad de obtener una nota mínima superior al 40% de  los puntos asignados en cada uno de los apartados (teoría y problemas) 

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

En las clases expositivas y en las prácticas de aula se utilizará como apoyo presentaciones en Power-Point, cuyo material estará disponible en el Campus Virtual o bien les será entregado previamente a los estudiantes. Los materiales auxiliares (publicaciones, ejercicios, problemas sobre supuestos, etc.) se dispondrán en los mismos lugares.

La bibliografía en que se apoyan los distintos temas del programa se relaciona a continuación:

BLOQUE 1

• Técnicas de separación en Química Analítica. Editorial Síntesis, R. Cela, R.A. Lorenzo, M.C. Casais, 2002.
• Principios de Análisis Instrumental. 6ª Edición. D.A. Skoog, F.J. Holler, S.R. Crouch; Cengage Learning, 2008.

BLOQUE 2

• Bioanalytical Chemistry. Mikkelsen, S.R., Cortón, E.; Wiley & Sons, 2004

BLOQUE 3

• Estadística y Químiometría para Química Analítica, 4ª Edición. J.Miller, J. Miller; Pearson Education, 2002

Otros textos complementarios son:

• Chemical Analysis. Modern Instrumentation Methods and Techniques. 2ª Edición; F. Rouessac, A. Rouessac. Wiley, 2007

• Quimiometría; Editorial Síntesis; Ramis Ramos, G., García Alvarez-Coque, C.; 2014