Universidad Nacional Abierta y a Distancia Vicerrectoría Académica y de Investigación Guía de actividades y rúbrica de evaluación – Fase 3 – Métodos instrumentales 1. Descripción general del curso Escuela o Unidad Académica Nivel de formación Campo de Formación Nombre del curso Código del curso Tipo de curso Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Profesional Formación disciplinar Química Analítica e Instrumental 301102 Metodológico Habilitable Si ☐ No ☒ Número de créditos 3 2. Descripción de la actividad Tipo de Individual actividad: Momento de la Inicial evaluación: Peso evaluativo de la actividad: 75 puntos Fecha de inicio de la actividad: miércoles, 17 de abril de 2019 ☐ Colaborativa ☒ Número de 3 semanas Intermedia, unidad 3: ☒ Final ☐ ☐ Entorno de entrega de actividad: Seguimiento y evaluación Fecha de cierre de la actividad: jueves, 9 de mayo de 2019 Competencia a desarrollar: El estudiante comprende los principios básicos de las técnicas analíticas a través de su aplicación en problemas de análisis cualitativo y cuantitativo derivados del campo de alimentos. Temáticas a desarrollar: Unidad 3 – Métodos instrumentales ● Principios básicos de espectrofotometría UV-Vis, ley de Lamber Beer, cualificación y cuantificación de analitos de una muestra problema a través de espectroscopía UV-Vis, curvas de calibración. ● Principios básicos de análisis elemental, cualificación y cuantificación de analitos de una muestra problema a través de absorción atómica. ● Principios básicos de espectroscopía FTIR, cualificación y cuantificación de analitos de una muestra problema a través de espectroscopía FTIR. ● Principios básicos de cromatografía, cromatografía en fase líquida, cromatografía en fase gaseosa, cromatografía por exclusión por tamaño. Pasos, fases o etapa de la estrategia de aprendizaje a desarrollar Fase 3 – Métodos instrumentales Integrada por una actividad colaborativa, donde el estudiante realiza un análisis y discusión del problema analítico, a partir de los conceptos relacionados a la tercera unidad del curso (paso 4); propone una posible alternativa de solución al problema identificado a través de métodos instrumentales. Paso 4. El estudiante profundiza los principios básicos de los métodos instrumentales para aplicarlos en la solución del problema analítico de estudio Con el desarrollo de esta fase, el estudiante comprende los principios básicos de las técnicas analíticas a través de su aplicación en problemas de análisis cualitativo y cuantitativo derivados del campo de alimentos. Actividades a desarrollar Antes de dar inicio con el desarrollo de los pasos que conforman la Fase 3, es necesario que realice las siguientes acciones: a. Haga una lectura comprensiva de la bibliografía asignada para esta unidad, las cuales se encuentran en el entorno de conocimiento. b. Asuma uno de los roles que se encuentran en los lineamientos para el desarrollo del trabajo colaborativo de esta guía. Pasos a desarrollar Paso 4. Métodos instrumentales. Realice la lectura y análisis de las siguientes referencias bibliográficas que se encuentran en el entorno de conocimiento: - Chatwal, G. R., Anand, S. K. (2008). Spectroscopy: atomic and molecular (pp. 14-75, 176-253). Mumbai: Himalaya Publishing House. - Gismera, G. M. J., Quintana, M. M. D. C., & Da, S. D. C. M. D. (2012). Introducción a la cromatografía líquida de alta resolución (pp. 11-92). Madrid: Editorial Universidad Autónoma de Madrid. - Lajunen, L. H. J. (1998). Spectrochemical analysis by atomic absorption and emission (pp. 1-29). Cambridge: Royal Society of Chemistry. - Rodríguez, Alonso, Juan José. (2014). Química y análisis químico (pp. 329-357). Murcia: Cano Pina. c. A partir de la problemática identificada en la Fase 1, el grupo colaborativo realiza una discusión académica (sustentada, con argumentos soportados en las lecturas realizadas y en coherencia con el contenido de la unidad estudiada), sobre el efecto de esta problemática de contaminación en el campo de los alimentos. d. Publique en el foro la problemática identificada en el Fase 1. Por ejemplo: Estudiante Alimento Contaminante 1 Tomate Metilparation Límite permisible (mg/kg) 0,2 e. Cada estudiante realiza una lluvia de ideas a partir los conceptos relacionados a la tercera unidad del curso, que permita proponer el método instrumental más adecuado para la cuantificación del analito de la problemática seleccionada por el grupo colaborativo. f. Publique en el foro la lluvia de ideas de manera organizada. g. Con la lluvia de ideas organizada, el grupo colaborativo selecciona una problemática a trabajar y para esta: ○ Plantea el procedimiento de la preparación de muestra para análisis. ○ Propone una posible alternativa de solución al problema identificado a través de métodos instrumentales. ○ Define las relaciones matemáticas para identificar y determinar el analítico de la problemática identificada. h. Por orden de ingreso al foro, cada estudiante resuelve los siguientes ejercicios con base en la lectura y análisis de las siguientes referencias que se encuentran en el entorno de conocimiento y que se asocian a los métodos instrumentales de espectroscopia UV-Vis, absorción atómica, espectroscopia FTIR y cromatografía: -Chatwal, G. R., & Anand, S. K. (2008). Spectroscopy: atomic and molecular (pp. 14-75, 176-253). Mumbai: Himalaya Publishing House. - Gismera, G. M. J., Quintana, M. M. D. C., & Da, S. D. C. M. D. (2012). Introducción a la cromatografía líquida de alta resolución (pp. 11-92). Madrid: Editorial Universidad Autónoma de Madrid. - Lajunen, L. H. J. (1998). Spectrochemical analysis by atomic absorption and emission (pp. 1-29). Cambridge: Royal Society of Chemistry. - Rodríguez, Alonso, Juan José. (2014). Química y análisis químico (pp. 292-296). Murcia: Cano Pina. 1a Estudiante N° 1 Para la determinación del contenido de fósforo en harina por el método de espectroscopia UV-Vis, se obtuvieron los siguientes datos de absorbancia para las soluciones estándar: Estándar Concentración (ppm) Absorbancia 1 2 0,112 2 4 0,222 3 6 0,342 4 8 0,456 5 10 0,532 6 12 0,585 A partir de los datos de la tabla: -Grafique los datos experimentales de absorbancia en función de la concentración. -Utilice el método de mínimos cuadrados para realizar un ajuste lineal que le permita determinar la ecuación correspondiente. 1b A partir de la curva de calibración del numeral anterior se 1c 1d 2a requiere calcular la concentración en una muestra para lo cual se tomó 1 g de harina y luego de tratarla adecuadamente se llevó a un volumen de 100 mL. La lectura de absorbancia de esta solución fue de 0,237. Determine la concentración de fósforo en la muestra de harina. Indique las aplicaciones de la espectroscopia de absorción atómica en el campo alimentos Para la cromatografía en fase liquida indique qué criterios se tienen en cuenta para la elección de la fase móvil y la fase estacionaria Estudiante N° 2 Para la determinación del contenido de níquel en un alimento por el método de espectroscopia UV-Vis, se obtuvieron los siguientes datos de absorbancia para las soluciones estándar: Estándar Concentración (molar) Absorbancia 1 2,0 0,113 2 4,0 0,225 3 6,0 0,341 4 8,0 0,455 5 10,0 0,531 6 12,0 0,584 A partir de los datos de la tabla: -Grafique los datos experimentales de absorbancia en función de la concentración. -Utilice el método de mínimos cuadrados para realizar un ajuste lineal que le permita determinar la ecuación correspondiente. 2b 2c 2d 3a A partir de la curva de calibración del numeral anterior se requiere calcular la concentración en una muestra que luego de tratarla adecuadamente se llevó a un volumen de 250 mL. La lectura de absorbancia de esta solución fue de 0,436. Determine la concentración de níquel en la muestra de harina. Indique las ventajas y las desventajas del método instrumental de absorción atómica frente a los otros métodos instrumentales. Cite las principales aplicaciones de cromatografía de exclusión por tamaño. Estudiante N° 3 Para la determinación del contenido de ácido ascórbico en un jugo por el método de 2-nitroanilina midiendo la absorbancia a una longitud de onda de 540 nm, se obtuvieron los siguientes datos de absorbancia para las soluciones estándar: Estándar Concentración (molar) Absorbancia 1 0 0,000 2 0,1 0,129 3 0,2 0,232 4 0,3 0,362 5 0,4 0,473 6 0,5 0,622 A partir de los datos de la tabla: -Grafique los datos experimentales de absorbancia en función de la concentración. -Utilice el método de mínimos cuadrados para realizar un ajuste lineal que correspondiente. 3b 3c 3d 4a le permita determinar la ecuación A partir de la curva de calibración del numeral anterior se requiere calcular la concentración de ácido ascórbico en una muestra para lo cual se tomó 10 mL y se llevó a un volumen de 100 mL. La lectura de absorbancia de esta solución fue de 0,235. Determine la concentración de ácido ascórbico en la muestra. Defina la diferencia entre emisión atómica y absorción atómica. Cite las principales aplicaciones de cromatografía en fase gaseosa Estudiante N° 4 Para determinar la concentración de cobalto en una muestra se construyó la siguiente curva de calibración: Estándar Concentración (ppm) Porcentaje de Tramitancia (%) 1 32 52,2 2 48 38,0 3 60 29,1 4 80 20,0 5 100 13,0 A partir de los datos de la tabla: -Grafique los datos experimentales de transmitancia en función de la concentración. -Utilice el método de mínimos cuadrados para realizar un ajuste lineal que le permita determinar la ecuación correspondiente. 4b 4c 4d 5a A partir de la curva anterior, determine la concentración de Cobalto en mg en cada 100 g de muestra, si un 1,0 g de una muestra problema, se disolvió a 100 mL y se midió dando una tramitancia de 30 % Indique para qué tipo de muestras en el campo de los alimentos, es adecuado el uso del método instrumental de absorción atómica. Cite las principales aplicaciones en el campo de los alimentos, del método instrumental de cromatografía de gases. Estudiante N° 5 La provitamina A se determina como Þ-caroteno, para lo cual se hace una extracción previa, se purifica y el extracto se diluye a un volumen conocido y se lee el extracto a 450 nm. Para determinar su concentración en una muestra de un alimento se construyó la siguiente curva de calibración Estándar Concentración (ug/cm3) Porcentaje de Tramitancia (%) 1 2,3 84,0 2 4,6 70,0 3 6,9 60,5 4 9,2 52,0 5 11,5 46,5 A partir de los datos de la tabla: -Grafique los datos experimentales de transmitancia en función de la concentración. -Utilice el método de mínimos cuadrados para realizar un ajuste lineal que le permita determinar la ecuación correspondiente. 5b 5c 5d A partir de la curva anterior, determine la concentración en 1,0 g de extracto que se llevó a un volumen de 100 mL, donde se determinó un 66 % de tramitancia. Indique los pasos para el tratamiento de una muestra de FeSO4 para el análisis a través de absorción atómica. Cite las principales aplicaciones de cromatografía líquida de alta definición. Entrega de la actividad El grupo consolida el trabajo con la solución del paso 4, indicando para el caso los procedimientos para la preparación de la muestra, el método instrumental de análisis, las relaciones matemáticas para identificar, determinar e identificar el analito de la problemática identificada y el nombre del estudiante que desarrolló cada conjunto de ejercicios. El documento de entrega debe tener las siguientes características: i. Portada, es la hoja de presentación del documento y debe llevar el siguiente orden: encabezado con el nombre de la actividad “Fase 3 – Métodos Instrumentales”, título del trabajo que corresponde a la problemática seleccionada, nombres y apellidos de los estudiantes que participaron en el desarrollo de la actividad, nombre del tutor de grupo, nombre de la universidad y fecha (día, mes y año) j. Paso 4. Propuesta de una posible alternativa de solución al problema identificado a través de métodos instrumentales k. Referencias bibliográficas con normas APA versión 6.0 en español. La entrega del documento consolidado la debe hacer únicamente el estudiante que tenga el rol de moderador, en el recurso que se encuentra en el entorno de seguimiento y evaluación. Para el desarrollo de la actividad, es importante tener en cuenta los siguientes aspectos: l. El estudiante debe elegir un rol para el trabajo colaborativo y cumplir su función durante todo el desarrollo de la actividad. m. Se deben realizar mínimo dos participaciones por semana y deben ser aportes nuevos, no repetidos, con argumentos soportados en las lecturas realizadas y en coherencia con el avance del trabajo publicado en el foro. Los aportes deben ser acordes al desarrollo de la actividad. n. Si el estudiante desea realizar la actividad de forma individual, deberá solicitar el aval al docente al iniciar el desarrollo de la actividad y no a pocos días del cierre. o. El estudiante que no presente aportes asociados al avance realizado a lo largo del desarrollo de la actividad y sea incluido en el consolidado final no se tendrá en cuenta para la calificación. p. El estudiante debe evidenciar los aportes en el foro, no se tendrán en cuenta aportes que no se publiquen en ese espacio. q. El proceso de calificación se hará con base a los aportes generados en el foro y al documento que se entregue en el entorno de seguimiento y evaluación. Entorno de Conocimiento − Consulta el Syllabus para conocer la estructura del curso y el material bibliográfico de la unidad. Entornos para su desarrollo Entorno de Aprendizaje Colaborativo − Realiza aportes e intervenciones en el foro titulado “Unidad 3: Fase 3 – Métodos Instrumentales”. Entorno de Seguimiento y Evaluación − El estudiante que desarrolle las funciones del Moderador deberá hacer la entrega del documento final en el recurso titulado “Unidad 3: Fase 3 – Métodos instrumentales – Entrega de la actividad”. − Registra en el E-portafolio los avances, logros y dificultades que presente en el desarrollo de la actividad. Individuales: − Pública en el foro el rol seleccionado. − Pública en el foro la problemática asociada a la contaminación de alimentos. − Pública en el foro la lluvia de ideas de todo lo que conoce del tratamiento de la muestra y el método instrumental asociado a la problemática asociada a la contaminación de alimentos − Soluciona los ejercicios a b, c y d que le corresponden, según el orden de ingreso al foro. Productos a entregar por el Colaborativos: estudiante − Seleccionan un problema. − El procedimiento para preparación de muestra para análisis − El método de análisis instrumental para la cuantificación del analito en la problemática identificada − Las relaciones matemáticas para identificar, determinar e identificar el analítico de la problemática identificada. − Trabajo consolidado con el desarrollo del paso 4. Lineamientos generales del trabajo colaborativo para el desarrollo de la actividad Planeación de actividades para el desarrollo del trabajo colaborativo Roles a desarrollar por el estudiante dentro del grupo colaborativo Roles y responsabilid ades para la producción de entregables por los estudiantes Para esta actividad que se desarrolla en grupo, es importante que cada estudiante participe activamente y realice aportes oportunos que sirvan como insumo al avance que se tiene en el foro, así como la revisión de temáticas que se estudiarán en la Unidad 3. Cuando finalice la actividad, deberán realizar como acción básica una reflexión en el E-portafolio, basado en el desempeño que tuvo para desarrollar la actividad propuesta. Es importante en términos de los productos a entregar, generar dinámicas que definen las acciones de cada integrante del grupo, para este fin se presenta una estructura de roles, que determinan las responsabilidades en la entrega de los productos que cada estudiante debe realizar. Se recomienda tener en cuenta, que trabajar colaborativamente tiene por objeto conducir a la obtención de metas comunes, por eso diseñar actividades de este tipo se convierte en la base fundamental para la construcción colaborativa de conocimiento. Moderador: quien organiza parte del trabajo consolidado y vigila que se cumplan las tareas propuestas. Responsable de entregar el producto de equipo. Colaborador antifraude: encargado de organizar los aportes en el documento a entregar. Revisa redacción y ortografía además tendrá la misión de revisar que los aportes incluidos en el trabajo final no sean copypaste. Evaluador: es el crítico, revisa que los aportes que se van haciendo correspondan con lo solicitado y esté de acuerdo con lo estipulado en la rúbrica de evaluación. Investigador: lidera las consultas de material bibliográfico y las propuestas de investigación. Creativo: vigila el tiempo, aporta ideas y hace preguntas para que los otros también aporten ideas. Uso de referencias Políticas de plagio Las Normas APA es el estilo de organización y presentación de información más usado en el área de las ciencias sociales. Estas se encuentran publicadas bajo un Manual que permite tener al alcance las formas en que se debe presentar un artículo científico. Aquí podrás encontrar los aspectos más relevantes de la sexta edición del Manual de las Normas APA, como referencias, citas, elaboración y presentación de tablas y figuras, encabezados y seriación, entre otros. Puede consultar como implementarlas ingresando a la página http://normasapa.com/ En el acuerdo 029 del 13 de diciembre de 2013, artículo 99, se considera como faltas que atentan contra el orden académico, entre otras, las siguientes: literal e) “El plagiar, es decir, presentar como de su propia autoría la totalidad o parte de una obra, trabajo, documento o invención realizado por otra persona. Implica también el uso de citas o referencias falsas, o proponer citas donde no haya coincidencia entre ella y la referencia” y liberal f) “El reproducir, o copiar con fines de lucro, materiales educativos o resultados de productos de investigación, que cuentan con derechos intelectuales reservados para la Universidad. Las sanciones académicas a las que se enfrentará el estudiante son las siguientes: a. En los casos de fraude académico demostrado en el trabajo académico o evaluación respectiva, la calificación que se impondrá será de cero punto cero (0.0) sin perjuicio de la sanción disciplinaria correspondiente. b. En los casos relacionados con plagio demostrado en el trabajo académico cualquiera sea su naturaleza, la calificación que se impondrá será de cero punto cero (0.0), sin perjuicio de la sanción disciplinaria correspondiente. 3. Formato de Rubrica de evaluación Formato rúbrica de evaluación Actividad Actividad Tipo de actividad: ☐ ☒ individual colaborativa Momento de la Intermedia, Inicial ☐ Final ☒ ☐ evaluación unidad 3 Niveles de desempeño de la actividad individual Aspectos Puntaje Valoración evaluados Valoración alta Valoración baja media El estudiante relaciona los El estudiante no El estudiante relaciona conceptos básicos relaciona los los conceptos de de los métodos conceptos de básicos de los métodos instrumentales básicos de los instrumentales con la con la métodos problemática problemática instrumentales con identificada, a de una identificada, a la problemática propuesta adecuada 6 través de una identificada, a Relación de para el tratamiento de propuesta que no través de propuesta los conceptos la muestra para su corresponde al que no corresponde básicos de los análisis. tratamiento de la al tratamiento de la métodos muestra. muestra. instrumentale s (Hasta 3 (Hasta 6 puntos) (Hasta 1 punto) puntos) El estudiante relaciona El estudiante El estudiante no 6 los conceptos de básicos de los métodos instrumentales con la problemática identificada, a través de una lluvia de ideas acerca el método analitico adecuado para su solución. (Hasta 6 puntos) El estudiante aplica los conceptos relacionados con los principios Aplicación de básicos de espectroscopía UV-Vis, conceptos relacionados a través de la solución de preguntas con los asociadas curvas de principios básicos de los calibración. métodos analiticos. (Hasta 12 puntos) El estudiante aplica los conceptos relacionados con los principios básicos de relaciona los conceptos de básicos de los métodos instrumentales con la problemática identificada, a través de una lluvia de ideas acerca un método analitico no adecuado para su solución. (Hasta 3 puntos) El estudiante aplica los conceptos relacionados con los principios básicos de espectroscopía UV-Vis, a través de cálculos incorrectos que no evidencian la solución de preguntas sobre curvas de calibración. (Hasta 6 puntos) El estudiante aplica los conceptos relacionados con relaciona los conceptos de básicos de los métodos instrumentales con la problemática identificada, a través de una lluvia de ideas sobre el método analitico no adecuado para su solución. (Hasta 1 punto) El estudiante no aplica los conceptos relacionados con los principios básicos de espectroscopía UV-Vis, a través de la solución incorrecta de preguntas asociadas curvas de calibración. 12 (Hasta 2 puntos) El estudiante no aplica los conceptos relacionados con los principios básicos 12 espectroscopía UV-Vis, a través de la solución de preguntas a la cuantificación de analitos por este método. los principios básicos de espectroscopía UV-Vis, a través de cálculos incorrectos que no evidencian la solución de preguntas sobre la cuantificación de analitos por este método. (Hasta 6 (Hasta 12 puntos) puntos) El estudiante aplica los El estudiante aplica los conceptos conceptos relacionados relacionados con con los principios los principios básicos de básicos de espectroscopía de espectroscopía de absorción atómica, a absorción través de la solución atómica, a través preguntas sobre su de la solución aplicación en la incorrecta a las cuantificación de preguntas sobre muestras su aplicación en la cuantificación de muestras (Hasta 6 (Hasta 12 puntos) puntos) El estudiante aplica los El estudiante de espectroscopía UV-Vis, a través de la solución incorrecta de preguntas sobre la cuantificación de analitos por este método. (Hasta 2 puntos) El estudiante no aplica los conceptos relacionados con los principios básicos de espectroscopía de absorción atómica, a través de la solución incorrecta de preguntas sobre su aplicación en la cuantificación de muestras 12 (Hasta 2 puntos) El estudiante no 12 conceptos relacionados con los principios de cromatografía, a través de la solución preguntas sobre su aplicación en la cuantificación de muestras aplica los aplica los conceptos conceptos relacionados con los relacionados con principios de los principios de cromatografía, a cromatografía, a través de la través de la solución preguntas solución incorrecta sobre su aplicación a las preguntas en la cuantificación sobre aplicación de muestras en la cuantificación de muestras (Hasta 6 (Hasta 12 puntos) (Hasta 2 puntos) puntos) Niveles de desempeño de la actividad colaborativa Aspectos Puntaje Valoración evaluados Valoración alta Valoración baja media El grupo relaciona El grupo no un tratamiento no relaciona un El grupo relaciona un adecuado de la tratamiento tratamiento adecuado muestra, para la adecuado de la de la muestra, para la problemática muestra para la problemática asociada asociada a la problemática 6 a la contaminación en contaminación en asociada a la Relación del el campo de alimentos el campo de contaminación en el método alimentos campo de alimentos instrumental con la (Hasta 3 (Hasta 6 puntos) (Hasta 1 punto) problemática puntos) estudiada El grupo relaciona un El grupo relaciona El grupo no método instrumental un método relaciona un adecuado para la instrumental no método problemática asociada adecuado para la instrumental 6 a la contaminación en problemática adecuado para la el campo de alimentos asociada a la problemática contaminación en asociada a la el campo de alimentos (Hasta 6 puntos) El grupo presenta un Consolidado y trabajo completo y entrega del ordenado de acuerdo a los lineamientos de la trabajo guía. (Hasta 3 puntos) contaminación en el campo de alimentos (Hasta 3 puntos) (Hasta 1 punto) El grupo presentan el trabajo sin tener en cuenta los lineamientos de la guía. El grupo no presenta un trabajo completo y ordenado de acuerdo a los lineamientos de la guía. (Hasta 2 puntos) (Hasta 1 punto) Calificación final 3 75