Manual Analisis Quimicos II

LABORATORIO DE ANALISIS LICENCIATURA

QUIMICO II EN QUÍMICA

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UACJ



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ICB PROGRAMA DE QUÍMICA

ANALISIS QUÍMICOS II

Universidad Autónoma de Ciudad Juárez Instituto de Ciencias Biomédicas

Departamento de Ciencias Química Biológicas

Manual

Q. B. P. ARMANDO MARQUEZ

Cd. Juárez Chihuahua

Fecha:

Contenido



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PRACTICA 1: MAXIMO DE ABSORCION Y CURVAS DE CALIBRACION ---------------- 3

PRACTICA 2: DETERMINACION DE FENOLES TOTALES POR

ESPECTROFOTOMETRIA------------------------------------------------------------------------------- 5

PRACTICA 3: DETERMINACION DE NITROGENO (NITRITO) EN AGUA------------------ 7

PRACTICA 4: DETERMINACION DE FIERRO----------------------------------------------------- 9

PRACTICA 5: NITROGENO DE NITRATO, METODO ESPECTOFOTOMETRICO

ULTRAVIOLETA SEGÚN LA NORMA MEXICANA NMX-AA-082-1986 (MODIFICADA)-

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PRACTICA 6: PRINCIPIO ACTIVO DE UN MEDICAMENTO COMERCIAL--------------- 14

PRÁCTICA 7: DETERGENTES EN MUESTRAS ACUOSAS------------------------------------16

PRÁCTICA 8: DETERMINACION DE CALCIO EN UNA MUESTRA DE AGUA

MEDIANTE ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA (EAA)-------------- 18

PRÁCTICA 9: DESPLAZAMIENTO DE MAXIMOS DE ABSORCION EN ESPECTROS

UV-Vis------------------------------ ------------------------------------------------------------------------20

PRÁCTICA 10: ANÁLISIS DE CADMIO EN AGUA POR FLUORESCENCIA

MOLECULAR----------------------------- ----------------------------------------------------------------23

PRÁCTICA 11: FOSFORO INORGANICO EN SUERO HUMANO---------------------------- 25

PRÁCTICA 12: ESPECTROFOTOMETRIA DE INFRARROJO EN LA IDENTIFICACIÓN

DE COMPUESTOS ORGANICOS--------------------------------------------------------------------- 27

PRÁCTICA 13: PROCESOS DE EMISION MOLECULAR (LUMINISCENCIA)------------- 29

ACTIVIDAD PRELIMINAR POR PARTE DEL ALUMNO---------------------------------------30

PRACTICA No. 1

MAXIMO DE ABSORCION Y CURVAS DE CALIBRACION



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OBJETIVO Determinar el máximo de absorción y elaborar la curva de calibración para una solución de nitrato de cobalto. Mejorar las habilidades en el manejo de espectrofotómetros de visible. FUNDAMENTO TEORICO

CURVAS ESPECTRALES La ley de Beer es de gran importancia en análisis cuantitativo debido que muestra que le variación de A es directamente proporcional a la concentración de un soluto. Para aplicar la ley de Beer debe SELECCIONARSE LA LONGITUD DE ONDA OPTIMA, y para este propósito se determina la curva espectral. En la práctica cada por ciento de transmitancia (%T) o Absorbencia (A) se grafica como una función de la longitud de onda., manteniendo la concentración C y el espesor de celda (b) constantes. Las curvas resultantes se llaman espectros de transmitancia y espectro de absorción respectivamente. Las curvas espectrales son características de le sustancia absorbente, y por tanto estas curvas pueden ser utilizadas para el análisis cualitativo de un soluto en particular. Algunas sustancias tienen espectros con muchos picos. Las sustancias orgánicas generalmente tienen curvas espectrales más complicadas. El espectro en le región IR son altamente discretas y por tanto especialmente útiles para el análisis cualitativo. Para el análisis cuantitativo se seleccione una longitud de onda donde el soluto absorbe fuertemente y las sustancias interferentes absorben mínimamente. PRUEBA DE LA LEY DE BEER Para usar la ley de Beer en análisis exactos de un material homogéneo, siempre se debe probar la validez (u obediencia) de la ley para dicho material y en general esto se aplicará mientras no se conozcan les desviaciones de la ley de Beer por un material homogéneo. Para probar la ecuación A = EbC se prepara una serie de soluciones de concentraciones conocidas, dentro de un rango que se crea cubre las concentraciones de muestras desconocidas y se determina la absorbancia A para cada una de las muestras a espesor y longitud de onda constantes. Las absorbencias medidas son graficadas como una función de la concentración. Si la ley de Beer es obedecida en los rangos de concentración probados, se obtendrá una línea recta que parte del origen. Las desviaciones de la ley son designadas como positiva o negativa de acuerdo a que la curva este arriba o abajo de la línea recta.

PROCEDIMIENTO Preparar una solución 0.2 M de nitrato de cobalto. A partir de la solución anterior prepare soluciones a 0.1, 0.05, 0.025 y 0.0125 M de dicha sustancia para elaborar su curva estándar. Encienda el instrumento espectrofotómetro de visible, déjelo calentar por 20 minutos y fije en cero de absorbancia y/o 100 % de transmitancia contra un blanco de agua destilada. Con la solución 0.2 M mida la absorbancia en intervalos de 40 nm desde 400 hasta 700 nm, grafique longitud de onda contra concentración y determine el máximo de



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absorción, haga dos medidas más en + - 20 nm con respecto al máximo de absorción identificado y establezca el máximo de absorción optimo. Fije la longitud de onda al máximo de absorción, ponga a cero de absorbancia contra el blanco y mida las absorbancias de las muestras estándar, grafique concentración contra absorbancia y obtenga su curva de calibración respectiva. Mediante el programa Excel obtenga el coeficiente de correlación y la ecuación de su curva. Todas las medidas se deben hacer contra un blanco del solvente utilizado en la preparación de muestras.

PRACTICA No. 2



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DETERMINACION DE FENOLES TOTALES POR ESPECTROFOTOMETRIA OBJETIVO Mediante espectrofotometría visible determinar la cantidad de fenoles totales en una muestra problema. FUNDAMENTO TEORICO

Método aprobado por la EPA para la determinación de fenoles totales en muestras de diversos orígenes como aguas residuales, industriales, domésticas, salinas y superficiales.

Este método no diferencia entre distintos tipos de fenoles, solo se reporta la concentración de fenoles totales en la muestra. Los compuestos tipo fenólico reaccionan con la 4-aminoantipirina en presencia de ferricianuro de potasio a un pH de 10, dando lugar a un compuesto colorido (rojo-café). La cantidad de color producido es una función de la concentración de fenol en la muestra.

El fenol puro es un compuesto blanco, sólido, que se licua (fenol líquido) al

agregar 5% de agua. Un gran número de derivados del fenol se han usado como antisépticos, desinfectantes, germicidas, anestésicos locales, antioxidantes y conservadores. El fenol altera y precipita las proteínas celulares envenenando así directamente todas las células. PROCEDIMIENTO

1.- Preparar las siguientes soluciones: aminoantipirina al 2 % en agua destilada. Ferricianuro de potasio K3Fe(CN)6 al 8 % en agua destilada. Buffer pH = 10: 16.9 gr de NH4Cl en 143 ml de NH4OH concentrado y diluir a 250 ml con agua destilada; 2.0 ml de esta solución deben de poder ajustar el pH de 100 ml a 10. Solución patrón de fenol al 0.1 % en agua destilada.

2.- A partir de la solución patrón de fenol prepare la siguiente disolución: diluya 10.0 ml de la sol. patrón a un matraz aforado de 100 ml y afore con agua destilada, de esta última dilución preparar los siguientes estándares de calibración: Concentración (microgramos/L) Volumen de solución 50.0 0.5 ml 100.0 1.0 ml 200.0 2.0 ml 500.0 5.0 ml 800.0 8.0 ml 1000.0 10.0 ml 0.0 blanco (0.0 ml)

3.- A cada una de las soluciones estándar preparadas anteriormente se les agrega lo siguiente (en ese orden): i) 2.0 ml de la solución amortiguada; verifique que el pH sea 10. ii) 2.0 ml de la solución de aminoantipirina y se mezcla.



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iii) 2.0 ml de la solución de ferricianuro de potasio y se mezcla. iiii) Después de 15 min. Se lee la absorbancia a 510 nm. 4.- Sobre su muestra problema repita del paso no. 3 en adelante. 5.- Haga una grafica de absorbancia contra concentración y determine la concentración de su muestra problema.

PRACTICA No. 3

DETERMINACION DE NITROGENO (NITRITO) EN AGUA



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OBJETIVO Determinar la viabilidad de un acuario por medio de la cuantificación de nitrógeno de nitritos presentes en una muestra problema. FUNDAMENTO TEORICO

El ion nitrito puede ser determinado indirectamente por espectroscopia de absorción molecular (visible) mediante la reacción con un reactivo revelador (de color). Nitritos.- En algunos casos, los nitratos como el nitrato de bismuto o los nitratos del agua de pozo pueden ser convertidos en nitritos por la acción de las bacterias intestinales. Los nitritos pueden entonces causar envenenamiento. Los nitritos se usan también para conservar el color de la carne en los procesos de encurtido y salado de la misma. El residuo de nitrito permisible en los alimentos es de 0.01%. Las concentraciones de nitritos en agua de pozo mayores de 10 ppm, pueden producir metahemoglobinemia en los lactantes. Los nitritos pueden interactuar con las aminas libres o en sistemas biológicos para formar nitrosaminas, que son carcinógenas en las animales y se cree que también lo sean para los seres humanos. Estas nitrosaminas se encuentran en las superficies acuáticas como resultado de la contaminación. PROCEDIMIENTO Reactivo revelador.- Preparado al mezclar: 1.0 gr de sulfanilamida, 0.1 gr de N-(1.naftil)etilendiamina hidrocloruro y 10 ml de ácido fosfórico concentrado (85%), se aforan a 100 ml con agua destilada, colóquese esta solución en frasco ámbar a resguardo de la luz y en refrigeración para evitar la descomposición fotoquímica y termal. Patrón de nitrito.- Disolver 0.125 gr de nitrito de sodio en 0.1 lt, de esta solución tome 2.5 mL y afore a 25 mL, calcule la concentración de nitrito de sodio y de nitrógeno en ppm. Curva estándar.- Preparar 25 ml de cada una de las siguientes concentraciones: 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 y 5.0 ppm. partiendo de la solución patrón de nitrito De estas soluciones tome 2.5 ml de cada una y afórelas a 25 ml con agua destilada.

A cada una de las soluciones adicione 1.0 ml del reactivo revelador, espere 10 min y lea la absorbancia a 543 nm. Blanco de referencia.- A 25 ml de agua destilada agregue 1.0 ml de reactivo revelador y espere 10 min, calibre a 100 % T y 0 de absorbancia. Calcular la cantidad de nitrógeno presente en la muestra como nitrito en ppm (mg/lt)



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PRACTICA No. 4



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DETERMINACION DE FIERRO

OBJETIVO Determinar y comprobar mediante espectrofotometría visible la cantidad de fierro en forma ferrosa contenido en una tableta vitamínica comercial FUNDAMENTO TEORICO

HIERRO

El hierro es un mineral responsable de ayudar a la creación de hemoglobina. Por lo que una deficiencia provoca anemia, fatiga y baja las defensas. Alrededor de dos terceras partes del hierro en el cuerpo se utiliza para la producción de hemoglobina, y el resto se encuentra en enzimas, músculo y otros tejidos.

Función

El hierro combinado con el oxígeno genera la hemoglobina. Esta transporta el oxígeno desde nuestros pulmones hasta cada una de las células de nuestro cuerpo.

Deficiencia

Anemia, fatiga, depresión, palpitaciones y bajas resistencias a las infecciones.

Exceso

Altos índices de este elemento pueden aumentar el riesgo de enfermedades del corazón.

Fuentes

Hígado, carne magra, sardinas, yema de huevo, vegetales de hoja verde, dátiles, higos secos y cereales enriquecidos.

PROCEDIMIENTO Reactivo Hidroquinona.- Preparar 50.0 ml de hidroquinona con una concentración de 10.0 gr/L. Reactivo O-fenantrolina.- Pesar 0.125 gr de O-fenantrolina, disolverlos en 5.0 ml de etanol y aforar a 50.0 ml con agua destilada. [Citrato trisódico.- Preparar 50 ml de citrato trisódico con una concentración de 25.0gr/L, (nota.- ácido cítrico)]. Estándar de fierro.- Preparar 100.0 ml de sulfato de amonio y fierro hexahidratado con una concentración de 0.04 gr de fierro/L. Disuelva la sal de fierro en agua en un matraz volumétrico que contenga 0.2 ml de ácido sulfúrico concentrado. Curva estándar.- En un matraz aforado de 50.0 ml poner 5.0 ml de la sol. estándar de fierro y [añadir a gotas solución de citrato trisódico hasta pH = 3.5 después] agregar 1.0 ml de la solución de hidroquinona y 1.5 ml de la solución de O-fenantrolina y aforar a 50 ml con agua destilada. Prepare otras tres soluciones ahora



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con 2.5, 1.0 y 0.5 ml de la solución estándar de fierro de la misma manera que para la de 5.0 ml, [tomando en cuenta que ahora el volumen de citrato de sodio es proporcional al volumen de estándar]. Muestra problema.- Colocar una tableta de vitamina en una vaso de precipitado de 200.0 ml y agregar 25.0 ml de ácido clorhídrico 6M y hervir durante 15 min. De preferencia en la campana de extracción. Filtrar esta solución directamente a un matraz aforado de 100.0 ml (recuerde hacer 2 a 3 lavados sobre el vaso y el filtro con 5 a 10 ml de agua destilada), dejar enfriar y aforar a 100.0 ml con agua destilada. Diluir 5.0 ml de la solución anterior a 100.0 ml con agua destilada en un matraz aforado (en caso de que la vitamina comercial a determinar indique que contiene menos de 15.0 mg, tome 10.0 ml en vez de 5.0 ml). de esta ultima dilución tome 5.0 ml y [agregue gota a gota citrato de sodio hasta pH = 3.5] después añada 1.0 ml de solución de hidroquinona, 1.5 ml de O-fenantrolina y afora a 50.0 ml con agua destilada y deje reposar por 10 minutos. Blanco de referencia.- A 5.0 ml de agua destilada [agregue citrato de sodio hasta un pH = 3.5 después] añada 1.0 ml de solución de hidroquinona, 1.5 ml de O-fenantrolina y afora a 50.0 ml con agua destilada. Construir su grafica de absorbancia contra concentración y calcular la cantidad de fierro en la tableta. Leer a 540 nm.

PRACTICA No. 5

NITROGENO DE NITRATO METODO



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ESPECTROFOTOMETRICO ULTRAVIOLETA SEGÚN LA NORMA MEXICANA NMX-AA-082-1986

(modificada) OBJETIVO Determinar la cantidad de N como nitrato por espectrofotometría de u ultravioleta. Mejorar las habilidades en el manejo de espectrofotómetros de ultravioleta. FUNDAMENTO TEORICO Aunque los nitratos son un producto normal del metabolismo humano el agua con altas concentraciones en nitratos representa un riesgo para la salud, especialmente en los niños. Si se bebe agua con elevadas concentraciones de nitratos la acción de determinados microorganismos en el estómago puede transformar los nitratos en nitritos, que al ser absorbido en la sangre convierte a la hemoglobina en metahemoglobina. La metahemoglobina se caracteriza por inhibir el transporte de oxígeno en la sangre. Aunque la formación de metahemoglobina es un proceso reversible, si puede llegar a provocar la muerte, especialmente en niños (“síndrome del bebé azul"). Pero también los nitratos pueden formar nitrosaminas y nitrosamidas compuestos que pueden ser cancerígenos.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) fija el límite de nitrato en el agua de consumo humano en 50 mg/l de nitrato (como N). En cambio, la Agencia para la Protección del Medio Ambiente Norteamérica (EPA) sitúa este límite en 10 mg/l de nitrato. Por su parte, la Comunidad Europea fijan los niveles máximos permitidos de nitratos en 50mg/l de N.

La concentración de nitratos en una muestra de agua se determina midiendo la absorbancia en el ámbito de ultravioleta a 220 nm y comparándola con una curva de calibración. La relación entre absorbancia y concentración es lineal hasta una concentración de 11 μg/L. El mínimo detectable es de 0.01 μg /L. El método es rápido y adecuado para pruebas de control rutinario. Nota.- la Norma ha sido modificada para adecuarla a volúmenes menores. REACTIVOS Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser grado analítico a menos que se indique otra cosa. Solución madre de nitratos Pesar 0.0722 g de nitrato de potasio anhidro y diluir a 100 mL con agua destilada. Preservar con 0.2 mL de cloroformo (CHCl3); 1 mL = 100 μg N_NO3. Esta solución es estable por seis meses. Solución patrón de nitrato Diluir 5 cm3 de solución madre de nitratos a 50 cm3 con agua destilada; 1 cm3 = 10 μg NNO3. Solución de ácido clorhídrico (densidad 1.19 g/cm3) 1N



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Diluir 8.3 cm3 de ácido clorhídrico concentrado (HCl) a 100 cm3 con agua destilada. CURVA DE CALIBRACION Diluir los siguientes volúmenes de la solución patrón y completar a 5 cm3, 0, 0.1, 0.3, 0.7, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0 y 3.5 cm3 obteniéndose las siguientes concentraciones; 0, 0.2, 0.6, 1.4, 2.0, 3.0, 4.0, 6.0, y 7.0 μg de N_NO3/cm3 ( de 0 a 35.0 μg de N_NO3). Añadir 0.1 cm3 de solución de HCl 1N a cada una de las soluciones de la curva y agitar vigorosamente. Trazar la curva de calibración graficando las absorbancias obtenidas contra las concentraciones correspondientes. INTERFERENCIAS Interfiere la materia orgánica disuelta, detergentes, nitritos y cromo hexavalente. Los nitratos absorben la luz a 220 nm, la materia orgánica absorbe la luz tanto a 220 como a 275 nm, por lo que una segunda medición a 275 nm se usa para corregir los valores de nitrógeno de nitratos. MUESTREO Y ALMACENAMIENTO Las muestras deben ser representativas de las condiciones que existan en el punto y hora de muestreo y tener el volumen suficiente para efectuar las determinaciones correspondientes. Para el caso de pozos y tanques elevados se deja fluir el agua de 5 a 10 minutos con el fin de desalojar el agua estacionada en la tubería. Posteriormente se recoge la muestra en recipientes de vidrio o plástico, y debe ser analizada lo más pronto posible. En caso de requerir almacenamiento, mantener en refrigeración por un máximo de 48 horas entre 275 y 278 K (2 y °c). PROCEDIMIENTO Tomar 5.0 cm3 de muestra clara, filtrar si es necesario, primero por el papel de poro fino y posteriormente a través del filtro de membrana. Añadir 0.1 cm3 de solución de HCl 1N y agitar vigorosamente. Hacer las lecturas de absorbancia en la misma forma que la curva de calibración. Leer las absorbancias de las muestras a 275 nm, para determinar interferencias debidas a materia orgánica. CALCULOS Corrección por materia orgánica disuelta. Restar dos veces la lectura de absorbancia a 275 nm (A 275) de la lectura de absorbancia a 220 nm (A 220). Si el valor de la lectura a 275 nm es mayor del 10% del valor de la lectura a 220 nm, este método no es aplicable. AC = A 220 - 2 A 275 Leer en la curva de calibración la concentración correspondiente a las observancias ya corregidas de las muestras y determinar el contenido de nitrógeno de nitratos en μg N_NO3/cm3. En caso de haber trazado la curva de calibración graficando las absorbancias obtenidas contra los μg correspondientes (de 0 a 35.0 μg), el contenido en μg N_NO3/cm3 se determina mediante la siguiente fórmula: ug N - NO-3/cm3 = C / V Donde: C = μg leídos de la curva. V = Volumen de muestra en cm3 para el análisis.



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PRACTICA No. 6



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PRINCIPIO ACTIVO DE UN MEDICAMENTO COMERCIAL OBJETIVO Determinar y comprobar mediante espectrofotometría ultravioleta el contenido real del principio activo de un medicamento comercial. FUNDAMENTO TEORICO Las especies que absorben en el UV o VIS es un proceso de dos etapas, que implican una excitación electrónica cuyo tiempo de vida es del orden de 10 –8 s, al cabo del cual termina por algún proceso de relajación, siendo el más común como calor. La absorción de radiación UV - VIS es causa de la excitación de los electrones enlazantes, por lo tanto está en función de los tipos de enlaces en las especies en estudio. Clasificación de las especies absorbentes en base a transiciones que implican: 1) electrones ¶ y n, 2)electrones d y f, y 3)electrones de transferencia de carga. Todos los compuestos orgánicos son capaces de absorber REM, ya que todos contienen electrones de valencia que pueden ser excitados. Energía de los electrones de enlaces sencillos son altas (UV vacío) < 185. En el UV – VIS grupos funcionales con electrones de valencia con energía de excitación bajas.

El propranolol pertenece al grupo de medicamentos llamados bloqueantes beta.

Se usa para tratar la presión alta, para aliviar la angina (dolor de pecho) y en los pacientes con ataque al corazón para ayudar a prevenir más ataques al corazón. El propanolol también se usa para corregir latidos irregulares, prevenir migrañas y tratar temblores. PROCEDIMIENTO Estándar: disuelva el estándar en 100 mL de agua destilada a una concentración de 400 ppm. Problema: triture el numero de tabletas equivalente a 400 mg de propanolol, transfiéralas a un matraz de 500 mL y disuélvalas con 350 mL de ácido clorhídrico 1:100 en agitación constante, afore a 500 con el mismo ácido, centrifuge aproximadamente 20 mL de esta solución. Ensayo: transfiera 5 mL de cada una de las soluciones anteriores y agrégueles lo siguiente: 10 mL de agua destilada. 1 mL de Hidróxido de sodio al 20 % 25 mL de heptano. Agite durante 5 min. y deje separar las capas. Determine la absorbancia de la fracción no polar de cada una de las soluciones a una longitud de onda de 293 nm, use como blanco heptano.



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Calcule la concentración o cantidad del principio activo de las tabletas a partir de la ecuación. Cp = 0.5 Cs (Ap / As) Medicamento: INDERALICI Clorhidrato de propranolol...........40.0 mg Excipiente c.b.p. ........................1 tab.

PRACTICA No. 7



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DETERGENTES EN MUESTRAS ACUOSAS

OBJETIVO Conocer y aplicar técnica de separación por extracción.

Realizar una prueba del contenido de detergentes a una muestra de agua residual.

FUNDAMENTO TEORICO A mediados del siglo XX los detergentes comenzaron a ser usados como productos limpiadores en sustitución de los jabones comunes y pronto su demanda se multiplicó al grado que en la actualidad una gran variedad de ellos son los agentes de limpieza más populares tanto en uso doméstico como industriales.

Son muchas las dificultades causadas por un alto contenido de los detergentes en aguas y aguas residuales, en primer lugar es indeseable la formación de espuma en los ríos desde el punto de vista estético y a su vez la toxicidad de los surfactantes que contienen representan un serio peligro a la flora y fauna acuática; sin dejar de pensar que esta agua al ser utilizadas para irrigación contaminen los suelos y por lo consiguiente los cultivos. La formación de espuma en las corrientes dificulta la transferencia del oxígeno atmosférico en el agua, lo que también ocurre en las unidades de aeración de plantas de tratamiento. Los detergentes contienen un elevado porcentaje de fosfatos los cuales son nutrientes, que estando presentes en un cuerpo de agua contribuyen a una superpoblación de la flora acuática, que al morir, por acción degradativa de los microorganismos ocasionan una mayor demanda de oxígeno perjudicial para los peces y para el propio cuerpo de agua; este fenómeno se conoce como eutroficación.

En los Estados Unidos Mexicanos el surfactante más ampliamente utilizado es el sulfonato de alquil benceno ABS, por lo que es utilizado para estandarizar los siguientes métodos analíticos:

Método colorimétrico del Azul de Metileno.

El método se basa en la formación de una sal, cuando el azul de metileno reacciona con los surfactantes (ABS, otros sulfonatos y ésteres sulfatados). La sal es soluble en cloroformo y la intensidad del color es proporcional a su concentración. La intensidad es medida espectrofotométricamente.

PROCEDIMIENTO

El procedimiento requiere que la muestra se encuentre libre de color y de turbiedad; lo cual se logra adicionando 25 ml de suspensión de hidróxido de aluminio y aproximadamente 150 ml. de muestra y filtrando a través de papel filtro.

En un embudo de separación tomar 100 ml. de muestra o parte alícuota aforada a 100 ml. con agua destilada. Correr un testigo de agua destilada.

Adicionar unas gotas de fenolftaleína para estimar si la muestra está ácida (incolora) o alcalina (color rosa). Neutralizar a pH de 7 con NaOH o H2SO4 1N.

Extraer con 25 ml de la solución de azul de Metileno y 10 ml de cloroformo (cuidado con la presión generada).

Transferir la capa de cloroformo a un segundo embudo de separación.



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Repetir esta operación de extracción dos veces más, cada una con 10 ml de cloroformo.

Adicionar 50 ml de solución de lavado al segundo embudo de separación (el que contiene los 3 extractos de cloroformo), agitar vigorosamente por 30 segundos, dejar escapar el gas, para luego separar las fases (Nuevamente, cuidado con la presión generada).

Transferir la capa de cloroformo a un matraz aforado de 100 ml filtrando a través de un embudo de tallo largo que contenga lana de vidrio.

Repetir la extracción de la solución de lavado dos veces más, usando 10 ml de cloroformo en cada ocasión.

Diluir con cloroformo hasta la marca del matraz de 100 ml y agitar bien.

Leer absorbancia de la a 652 nm contra un testigo de cloroformo.

RESULTADOS.

Compile sus resultados de absorbancia en una tabla.

Realice cálculos para obtener los miligramos de detergentes en la muestra

Calcular las ppm de ABS con la siguiente ecuación.

ppm (ABS) = A x 1000 V1

En donde:

A.- mg. De ABS leídos en la curva de calibración.

V1.-Volumen de muestra.

1000.- Factor de conversión.

PRACTICA No. 8



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DETERMINACION DE CALCIO EN UNA MUESTRA DE AGUA MEDIANTE ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORCION ATOMICA (EAA)

OBJETIVO Conocer y aplicar la técnica la adición del estándar.

Describir la instrumentación, los componentes y el funcionamiento básicos de un equipo de absorción atómica. Aplicar los principios fundamentales de la EAA en la determinación del calcio en una muestra de agua. FUNDAMENTO TEORICO Calcio. El calcio es uno de los elementos que hace parte de la dureza del agua. Existe principalmente en forma de bicarbonatos. Las aguas potables de buena calidad contienen de 100 a 140mg/L del calcio. Las aguas que sobrepasan los 200mg de calcio presentan inconvenientes para los usos domésticos e industriales. Principios generales de la EAA. Los métodos espectroscópicos se basan en la medida de la radiación electromagnética emitida o absorbida por la materia; los métodos de emisión utilizan la radiación emitida cuando un analito es excitado por energía térmica, eléctrica o radiante; los métodos de absorción están basados en la disminución de la potencia de la radiación electromagnética como consecuencia de la absorción que se produce en su interacción con el analito. Las interferencias existentes en EAA se clasifican como: Interferencias debidas a la llama Interferencias de ionización. Interferencias debidas a la matriz Interferencias químicas Interferencias espectrales.

Este método consiste en la medición de las especies atómicas por su absorción a una longitud de onda particular. La especie atómica se logra por atomización de la muestra, siendo los distintos procedimientos utilizados para llegar al estado fundamental del átomo lo que diferencia las técnicas y accesorios utilizados.

La técnica de atomización más usada es la de A.A con llama, que nebuliza la muestra y luego la disemina en forma de aerosol dentro de una llama de aire acetileno u óxido nitroso-acetileno.

PROCEDIMIENTO



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Consulte en el manual de instrucciones del equipo, las condiciones estándares para el calcio. Gire cada uno de los controles en sentido opuesto de las manecillas del reloj. Coloque la cabeza del quemador para la llama aire-acetileno. Encienda el equipo Coloque la lámpara de cátodo hueco de calcio y aplique la corriente que recomienda el fabricante. Deje que se estabilice la corriente, durante aproximadamente 10 minutos. Optimice la longitud de onda. Alinee la lámpara para conseguir la ganancia óptima del equipo. Ajuste la posición del quemador. Conecte los gases aire y acetileno y ajuste el flujo de cada uno de ellos. Prenda el quemador. Aspire un blanco y ponga en cero el instrumento. Aspire la solución de sensibilidad para el calcio y ajuste la velocidad de aspiración de nebulizador para obtener la máxima ganancia. Ajuste los gases combustible y oxidante para obtener también una máxima ganancia. Aspire un blanco y ponga de nuevo en cero el instrumento. Agregue 10ml de la solución de óxido de lantano al 5% P/V a 100ml de la muestra y de los estándares; proceda al análisis de la muestra.

PRACTICA No. 9

DESPLAZAMIENTO DE MAXIMOS DE ABSORCION EN ESPECTROS UV-Vis



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OBJETIVO Comprobar mediante adiciones de una base los desplazamientos batocromicos / hipsocromicos en un sistema absorbente en función del pH y la formación de complejos de transferencia de carga. FUNDAMENTO TEORICO Transiciones n * se observan entre 150 y 250 nm. Las absortividades molares relacionadas a este tipo de transición son de baja magnitud (100 a 3000 L/cm mol), los disolventes polares desplazan el máximo de absorción a mas cortas. Al aumentar la polaridad del disolvente los picos n ¶* se desplazan hacia el azul, por el contrario la transición ¶ ¶* se desplaza hacia el rojo.

Los máximos de absorción de alguno cromóforos pueden servir para la identificación de grupos funcionales, considérese el efecto del disolvente y la estructura molecular. La conjugación de cromóforos tiende a desplazar hacia el rojo los máximos de absorción. Conjugación entre el oxígeno de doble enlace en aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos y un doble enlace tiene el mismo efecto.

PROCEDIMIENTO

Preparar 100 ml de disolución CuCl2 0.05M a partir de CuCl2 2H2O sólido

Poner 10 ml de esta disolución en cinco tubos de ensayo numerados del 1 al 5, a los que debe añadir 0, 1, 2, 4 y 15 gotas, respectivamente, de la disolución acuosa de amoniaco.

Seguidamente registrar los espectros de absorción de los tubos 1 (10 ml de CuCl2 0.05

M) al 5 (10 ml de CuCl2 0.05 M + 15 gotas de NH3(ac)), con un barrido desde = 400

nm hasta = 850 nm y determinar los máximos de absorción que se alcanzan.

Tubo nº 1: según el espectro:

1 2 3 4 5

10 ml de CuCl2 0.05 M

1 gota NH3(ac)

2 gotas NH3 (ac)

4 gotas NH3(ac)

15 gotas NH3(ac)



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10 ml de NiNO3 0.08 M

25 gotas NH3 (ac)

Amax = max = nm

al


Amax max nm

A continuación repetir el experimento empleando NiNO3 en lugar de CuCl2 y nuevas cantidades de NH3(ac) en los tubos de ensayo. Preparar 100 ml de disolución de

NiNO3 0.08M a partir de NiNO3 6H2O sólido,

Depositar 10 ml de esta disolución en cinco tubos de ensayo numerados del 1 al 5, a los que se añaden 0, 1, 2, 10 y 25 gotas, respectivamente, de la disolución acuosa de NH3.

Graficar los Espectros: 1 CuCl2 2 NiNO3

Correr los espectros de absorción de los tubos 1 (10 ml de NiNO3 0.05 M) al 5 (10 ml

de NiNO3 0.05 M + 25 gotas de NH3(ac)), con un barrido desde = 400 nm hasta = 850 nm y determinar los máximos de absorción que se alcanzan:


Amax max nm

al


Amax max nm

1 gota NH3(ac)

2 gotas NH3 (ac)

10 gotas NH3 (ac)

4 1 3 2 5



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Graficar los Espectros: 1 CuCl2 2 NiNO3

PRACTICA No. 10

ANÁLISIS DE CADMIO EN AGUA POR FLUORESCENCIA MOLECULAR



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OBJETIVO Describir la instrumentación, los componentes y el funcionamiento básico de un equipo de emisión molecular. Aplicar los principios fundamentales de la fluorescencia molecular para la determinación del cadmio en una muestra problema. FUNDAMENTO TEORICO Elemento químico relativamente raro, símbolo Cd, número atómico 48; tiene relación estrecha con el zinc, con el que se encuentra asociado en la naturaleza. Es un metal dúctil, de color blanco argentino con un ligero matiz azulado. Es más blando y maleable que el zinc, pero poco más duro que el estaño. Peso atómico de 112.40 y densidad relativa de 8.65 a 20ºC (68ºF). Su punto de fusión de 320.9ºC (610ºF) y de ebullición de 765ºC (1410ºF) son inferiores a los del zinc. Cuando la gente respira el Cadmio este puede dañar severamente los pulmones. Esto puede incluso causar la muerte. El Cadmio primero es transportado hacia el hígado por la sangre. Allí es unido a proteínas para formar complejos que son transportados hacia los riñones. El Cadmio se acumula en los riñones, donde causa un daño en el mecanismo de filtración. Esto causa la excreción de proteínas esenciales y azúcares del cuerpo y el consecuente daño de los riñones. Lleva bastante tiempo antes de que el Cadmio que ha sido acumulado en los riñones sea excretado del cuerpo humano. Las aguas residuales con Cadmio procedentes de las industrias mayoritariamente terminan en suelos. Las causas de estas corrientes de residuos son por ejemplo la producción de Zinc, minerales de fosfato y las bioindustrias del estiércol. El Cadmio de las corrientes residuales pueden también entrar en el aire a través de la quema de residuos urbanos y de la quema de combustibles fósiles

Determinación de cadmio por fluorescencia molecular con el reactivo 5-sulfónico-8-hidroxiquinoleína. El método investigará la influencia que sobre la señal analítica poseen distintas variables (pH, concentración de reactivo, temperatura, etc.) en orden a conseguir la mejor sensibilidad posible. A continuación se evaluarán las características analíticas del método y finalmente se aplicará la metodología desarrollada al análisis de muestras reales. Se llevará a cabo siguiendo el método con una concentración constante de analito dentro del intervalo lineal. Los principales aspectos a tener en cuenta en la optimización del método para cinc son:

Efecto del pH de la disolución reguladora (hay que prestar atención a los "blancos" y a la longitud de onda del máximo que puede desplazarse al cambiar el valor del pH). Efecto de la fuerza iónica de la disolución reguladora. Efecto de la concentración de reactivo. Efecto del tiempo de formación del complejo y estabilidad del mismo.



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Influencia de la temperatura tanto en la formación del complejo (fuera del compartimento de medida) como en la intensidad de fluorescencia del mismo (dentro del compartimento de medida). PROCEDIMIENTO

Condiciones iniciales de trabajo Concentración de cadmio: 0,3 ppm pH reguladora: 2 (probar entre 2 y 8) Concentración de reguladora (efecto de la fuerza iónica): 0,1 M (probar hasta 2M) Concentración de reactivo: 10-2 M (probar hasta 10-4 M) Patrones y reactivos. Patrones de Cd(II): Preparación a partir de una disolución patrón de Cd(II) de 1.000 mg·L-1. Las disoluciones de trabajo se preparan cada día por dilución adecuada con la concentración óptima de reguladora. Disolución reguladora: Las disoluciones reguladoras se prepararán por disolución de la sal (p.ej. acetato sódico), en concentración seleccionada, en agua desionizada y adición de la cantidad de ácido (p.ej. ácido acético) correspondiente hasta alcanzar el pH apropiado. Disolución de 5-sulfónico-8-hidroxiquinoleína: disolución "madre" 0,01 M del reactivo en agua desionizada. Precauciones: Se ha de poner especial cuidado en la preparación y conservación de las disoluciones, cuidando de modo especial la limpieza de los contenedores de las disoluciones al objeto de evitar contaminaciones cruzadas. Para ello es absolutamente necesario lavar los matraces utilizados con ácido nítrico al 10% dejándolos toda la noche. Análisis de muestra problema. Se llevará a cabo el análisis de contenido en Cd(II) en agua residual sin tratar (se recomienda las técnicas de calibrado: con patrones externos y con adiciones estándar. Las muestras deben ser preparadas en una disolución reguladora similar a la utilizada en los patrones, por lo tanto, al objeto de diluirlas al mínimo se les debe añadir una reguladora concentrada hasta alcanzar la concentración final óptima. Con el o los máximos de absorción/emisión elaborar curva de calibración y reportar concentración de la muestra problema.

PRACTICA No. 11

FOSFORO INORGANICO EN SUERO HUMANO



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OBJETIVO Determinar la cantidad de fosforo presente en una muestra sanguínea de un paciente sano y uno con deficiencia de fosforo. FUNDAMENTO TEORICO Este macromineral está presente en todas las células y fluidos del organismo, y su presencia en el cuerpo ronda los 650 mg. Participa de la división de las células y por tanto del crecimiento, por tanto su presencia es fundamental.

El fósforo interviene en la formación y el mantenimiento de los huesos, el desarrollo de los dientes, la secreción normal de la leche materna, la formación de los tejidos musculares y el metabolismo celular

Fosfatos: Los fosfatos tienen muchos efectos sobre los organismos. Los efectos son mayormente consecuencias de las emisiones de grandes cantidades de fosfatos en el ambiente debido a la minería y los cultivos. El incremento de la concentración de fósforo en las aguas superficiales aumenta el crecimiento de organismos dependientes del fósforo, como son las algas. Estos organismos usan grandes cantidades de oxígeno y previenen que los rayos de sol entren en el agua. Esto hace que el agua sea poco adecuada para la vida de otros organismos. El fenómeno es comúnmente conocido como eutrofización.

Determinación de fósforo a partir de un filtrado libre de proteínas que reacciona con molibdato de amonio en condiciones reductoras para dar un producto de color azul en función de la cantidad de molibdeno V. El fósforo inorgánico reacciona con molibdato de amonio para formar un complejo de coloración intensa después de que éste es reducido. La primera reacción produce fosfomolibdato de amonio que al reducirse produce un complejo de molibdeno V conocido como azul de molibdeno. Reacción: 7 PO4

-3 + 12 (NH4)6Mo7O24 + 36 H2O 7 (NH4)3PO4 . 12MoO3 + 51 NH4+ + 72

OH- 7 (NH4)3PO4 . 12MoO3 + Agente reductor Mo (V) Especie azul PROCEDIMIENTO

Preparación de reactivos: Acido tricloroacético al 5 % (200 mL).



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Acido sulfúrico 5 M (50 mL) Acido aminonaftilsulfónico reducido.- pesar 0.5 gr de ácido aminonaftilsulfónico y diluir en 5 mL de solución al 20% de sulfito de sodio (Na2SO3); una vez disuelto añadirlos a 195 mL de solución al 15% de bisulfito de sodio (NaHSO3). Solución estándar de fósforo (100 mg/dL).- pesar 0.439 gr de fosfato diácido de potasio (KH2PO4) y diluirlo a 100 ml con agua destilada Curva de fósforo.- Tomar 1 ml de la solución estándar y aforarlo a 100 mL con ácido tricloroacético al 5%, esto da una concentración de 1mg/dL de P, marque la solución como no. 1. De esta última solución tome 2 y 5 mL y dilúyalos a 10 mL con ácido tricloroacético al 5% cada uno para así obtener 0.2 mg/dL y 0.5 mg/dL de concentración respectivamente y márquelos como nos. 2 y 3.

Molibdato de amonio.- pese 2.5 gr de molibdato de amonio [(NH4)6Mo7O24.4H2O], diluir en 80 mL de agua destilada y adicionar 30 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) 5 M. No debe de presentar coloración azul. Tratamiento de la muestra problema (suero): Agregue a un tubo de ensayo 9.5 mL de ácido tricloroacetico al 5% mas 0.5 mL de suero, mezcle y deje reposar por 5 min. Centrifugue a 1500 rpm durante 5 min; en caso de no contar con centrifuga, filtre con papel filtro No. 42. Tome 5 ml del sobrenadante y deposítelo en un tubo de ensayo, márquelo como muestra problema con el numero 5. Blanco.- ponga 5 mL de ácido tricloroacético al 5% en un tubo de ensayo y márquelo como no. 4. Tratamiento general: Tome 5 ml de las soluciones marcadas como 1, 2 y 3 y a cada una agregue 5 mL de ácido tricloroacético al 5%. A todos los tubos (1, 2, 3, 4 y 5) agrégueles 1 ml de la solución de molibdato de amonio y mezcle bien. Finalmente adicione a cada tubo 0.4 ml de la solución de ácido aminonaftilsulfónico reducido y mezcle, deje reposar de 5 a 10 min.

Mida la absorbancia de todos sus tubos a 690 nm, calibrando a cero con agua destilada y restando la absorbancia del blanco (4) a las demás absorbancia medidas. Grafique las absorbancias contra concentración y calcule la concertación de su muestra problema (suero). Multiplique por 20 para determinar la concentración original en suero.

PRACTICA No. 12



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ESPECTROFOTOMETRIA DE INFRARROJO EN LA IDENTIFICACION DE

COMPUESTOS ORGANICOS.

OBJETIVO Obtener el espectro de absorción de diversas muestras orgánicas. Conocer y preparar muestras en estado liquido, solido y gaseoso para su estudio mediante espectrofotometría de infrarrojo. FUNDAMENTO TEORICO ESPECTROFOTOMETRIA INFRARROJA.- Cada compuesto químico tiene asociado un espectro infrarrojo característico, donde los máximos de absorción corresponden a determinadas energías de vibración (tensión, flexión, etc.) de los enlaces químicos presentes. Por tanto, esta técnica permite detectar la presencia, en el material analizado, de diferentes impurezas, (p.e. átomos de hidrógeno formando enlaces, OH, NH, SiH....). Por último, es posible cuantificar el número de enlaces presentes en la muestra analizada, conociendo previamente la absortividad asociada al tipo de enlace correspondiente. ESPECTROSCOPIA DEL INFRARROJO MEDIO.- la aplicación de la espectroscopia basada en la transformada por Fourier al intervalo entre 650 y 4000 cm-1. Este método también se ha empleado para el estudio de especies transitorias que de otra forma requerirán un barrido de longitud de onda muy rápido. En este caso, la ventaja proviene del hecho de que se puede observar todo el espectro en forma simultánea. La espectroscopia basada en la transformada de fourier, y de un solo haz proporciona un método útil para el estudio de las soluciones diluidas. En este caso, se obtienen los interferogramas para el disolvente y la muestra por separado. PROCEDIMIENTO

Con las muestras proporcionadas elabore lo siguiente: Una pastilla de KBr para tratar la muestra solida, se deberá hacer por medio del pistón de presión, se recomienda que la relación KBr/muestra sea de 100 a 20 mgr. Esta muestra también deberá ser procesada mediante una extracción básico clorofórmica.; La muestra liquida deberá depositarla en la aditamento especial para líquidos (en caso de contar con un equipo ATR se le indicara lo consecuente). Para el estudio de la muestra gaseosa deberá impregnar dos papeles filtro de aprox. 3 cm de diámetro y colocarla dentro de la cámara de gases Una vez obtenidas sus muestras se colocan en el área de muestra dentro de su instrumento y se corre el escaneo de acuerdo al programa instrumental, no olvide correr un background para evitar la interferencia del bióxido de carbono atmosférico



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Una vez obtenidos los espectros respectivos identifique los grupos funcionales mediante su número de onda, también identifique las moléculas con ayuda del software del equipo.

PRACTICA No. 13



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PROCESOS DE EMISION MOLECULAR (LUMINISCENCIA).

OBJETIVO Observar el fenómeno luminiscente de fluorescencia y el cambio en la eficacia o rendimiento cuántico en función de cambios en el pH y en la rigidez estructural. Comprobar el fenómeno del desplazamiento de Stokes. FUNDAMENTO TEORICO Cuando la REM es absorbida a cierta longitud de onda y reemitida a igual longitud de onda se observa el fenómeno de fluorescencia resonante, pero es más común que la misma sea reemitida a una longitud de onda más larga que la Fluorescencia resonante, a este fenómeno se le llama desplazamiento o líneas de Stokes. Rendimiento cuántico. Relación entre el numero de moléculas que emiten luminiscencia y el número total de moléculas excitadas, ej. la fluoresceína tiende a un valor de 1. Rigidez. La Fluorescencia se favorece en moléculas con estructura rígidas ej. fluoreno contra bifenilo. Al disminuir la rigidez aumenta la velocidad de conversiones interna y por la tanto aumenta la probabilidad de desactivación sin radiación. El pH.- Las formas ácidas o básicas están asociadas a especies resonantes y dependiendo de estas se puede ver favorecida o no la Fluorescencia. PROCEDIMIENTO

Preparar las siguientes soluciones y materiales: Fenolftaleína al 2 % en solución etanólica, 25 mL. Fluoresceína al 0.5 % en solución etanolica, acuosa, acida y amoniacal, 25 mL de cada una. Sulfato de quinina al 1% en solución básica, acida y neutra. Credencial de elector, billetes de diversas nominaciones. Con el material anterior proceder a irradiarlo con luz de longitud de onda de ultravioleta cercano, anotar las observaciones respectivas, a las soluciones preparadas agregar bases o ácidos y anotar sus observaciones, no olvide mantener siempre bajo irradiación ultravioleta sus muestras. Anote la longitud de onda de excitación y deduzca las longitudes de onda de emisión para establecer si existe o no un desplazamiento de Stokes.



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TODAS LOS REPORTES DEBEN INCLUIR ADEMAS: REACCION QUIMICA (CUANDO ASI SE REQUIERA) MATERIAL Y SUSTANCIAS OBSERVACIONES RESULTADOS, CALCULOS Y GRAFICAS DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN BIBLIOGRAFIA

ACTIVIDAD PRELIMINAR POR PARTE DEL ALUMNO:

El alumno deberá elaborar su propia lista de material y reactivos (en función de los procedimientos a realizar), solicitarlos al almacén con sus respectivos vales y tenerlos preparados y listos para la hora o el día de práctica.

Manual Analisis Quimicos II

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