Explicamos qué es la química analítica y en qué se centra esta rama de la química. Además, los métodos analíticos que utiliza.

química analítica
La química analítica utiliza diferentes métodos analíticos.

¿Qué es la química analítica?

Esto se llama química analítica en una rama de la química que se centra en la comprensión de la materia, es decir, el análisis de los materiales que componen una muestra, utilizando métodos experimentales o de laboratorio para este fin.

química analítica se puede clasificar en química analítica cuantitativa y cualitativa. La química analítica cuantitativa se utiliza para determinar la cantidad, concentración o proporción de uno o más componentes de una muestra, es decir, se encarga de cuantificar el material.

La química analítica cualitativa se utiliza para conocer los componentes de una muestra, es decir, para identificar cada componente de la muestra. Además, la química analítica también se utiliza para la separación de los componentes de una muestra. En general, la sustancia en cuestión (a identificar o cuantificar) se denomina analito.

El conocimiento que dio origen a la química analítica nació de la idea moderna de la composición química de la materia, nacida en el siglo XVIII.

Un paso importante en el desarrollo de esta disciplina fue la comprensión de la correlación entre las propiedades físicas de la materia y su composición química. El estudio de la espectroscopia, la electroquímica y la polarografía fue fundamental.

Sin embargo, la invención de métodos de análisis químico para una mejor comprensión de la materia avanzaría en paralelo con el desarrollo científico y tecnológico, de modo que las características generales del campo de la química analítica no se definirían hasta el siglo XX.

La química analítica utiliza los siguientes métodos analíticos para la comprensión de la materia:

Métodos cuantitativos

  • Métodos volumétricos. Conocidos como titulización o evaluación, son métodos cuantitativos que utilizan un reactivo cuya concentración se conoce (sustancia valorizante), para determinar la de otro reactivo cuya concentración es desconocida (analito o sustancia a analizar en la muestra), mediante una reacción química En las titulizaciones, se suelen utilizar indicadores que marcan el punto final de la reacción. Existen diferentes tipos de diplomas:
    • Titulación ácido-base. Estos son los que un ácido reacciona con una base utilizando un indicador ácido-base. La base se suele colocar en una bureta (recipiente químico utilizado para medir volúmenes) y en un Erlenmeyer se coloca un volumen conocido de ácido con unas gotas de fenoflateína (indicador) añadidas. La fenolftaleína adquiere el color rosado en el medio base y es incolora en un medio ácido. Entonces el método es añadir la base al ácido hasta que la disolución final se vuelve rosada, lo que significa que la reacción entre el ácido y la base ha alcanzado su punto final. Un instante antes de llegar al criterio de valoración, la reacción alcanza su punto de equivalencia, donde la cantidad de sustancia del evaluador es igual a la cantidad de sustancia en el analito. Si en la reacción la estenometría es 1:1, es decir, reaccionan a la misma cantidad de sustancia analito que la evaluación, se puede utilizar la siguiente ecuación para determinar la cantidad de analito:
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Dónde:

    • [X] es la concentración conocida de la sustancia éxtasis expresado mol/L o unidades equivalentes.
    • V(X) es el volumen de la sustancia éxtasis exentos de la bureta, expresados en L o unidades equivalentes.
    • [Y] es la concentración desconocida del analito y, expresada en mol/L o unidades equivalentes.
    • V(Y) es el volumen de la sustancia y contenida en el Erlenmeyer, expresada en L o unidades equivalentes.

Es importante tener en cuenta que si bien esta ecuación es ampliamente utilizada, a menudo varía dependiendo del tipo de grado utilizado.

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    • Titulaciones redox. La base es la misma que en las titulizaciones ácido-base, pero en este caso, on tiene una reacción redox entre el analito y una disolución oxidante o reductora, según corresponda. El indicador utilizado puede ser un potencímetro (equipo para medir la diferencia de potencial) o un indicador redox (compuestos que tienen un color definido en cada uno de sus estados de oxidación).
    • Formación de diplomas de complejos. Consisten en la reacción de formación de complejos entre el analito y la sustancia valorizante.
    • Patrones de precipitación. Consisten en la formación de un precipitado. Son muy específicos y los indicadores utilizados son muy específicos para cada reacción.
  • Métodos gravimétricos. Un método cuantitativo para medir el peso de un material o sustancia antes y después de un cambio. El instrumento de medición suele ser una balanza analítica. Hay varios métodos gravimétricos:
    • precipitación. Consiste en la formación de un precipitado, de modo que durante su pesaje, su cantidad se puede calcular en la muestra original utilizando relaciones estereométricas. El precipitado se puede recoger de la disolución en la que se encuentra por filtración. Para aplicar este método, el analito debe ser poco soluble y bien definido químicamente.
    • volatilización. Esto es para volatilizar el analito para separarlo de la muestra. Luego, el analito se recupera por absorción en un material, este material se pesa y el aumento de peso se debe a la incorporación del analito, cuyo peso se calcula por la diferencia de peso del material absorbente antes y después de absorber el analito. Este método sólo se puede aplicar cuando el analito es la única sustancia volátil en la muestra.
    • enchapado. Consiste en una reacción redox donde el analito se deposita sobre un electrodo que forma parte de un compuesto. Luego se pesa el electrodo antes y después de la reacción redox, de esta manera se puede calcular la cantidad de analito depositado.

Métodos instrumentales más avanzados:

  • Métodos espectrométricos. Los dispositivos se utilizan para medir el comportamiento de la radiación electromagnética (luz) en contacto con la sustancia o compuesto que se está analizando.
  • Métodos electroanalíticos. Similar a la espectrometría, pero se utiliza electricidad en lugar de luz para medir el potencial eléctrico o la corriente eléctrica transmitida por la sustancia a analizar.
  • Métodos cromatográficos. La cromatografía es un método de separación, caracterización y cuantificación de mezclas complejas. Se utiliza para separar uno o más componentes de una mezcla mientras se identifican y se calcula la concentración o cantidad en la muestra, es decir, otros cuantificadores. El método cromatográfico consiste esencialmente en una fase estacionaria y una fase móvil que forma parte de un equipo o estructura utilizada para analizar la muestra. La fase estacionaria es inmóvil y consiste en una sustancia que se adhiere a un sistema generalmente diseñado en forma de columna y la fase móvil es una sustancia (líquida o gaseosa) que pasa por la fase estacionaria. La separación de los componentes (analitos) se realiza según la afinidad de cada uno de ellos para la fase estacionaria o para la fase móvil, que dependerá de diversas propiedades químicas y físicas (de cada una o ambas fases). Existen diferentes tipos de cromatografía en función de las sustancias utilizadas como fase móvil y estacionaria, las condiciones impuestas al método y los diseños de los equipos cromatográficos. Por ejemplo, la siguiente imagen muestra la separación de los diferentes componentes de una mezcla que se ha inyectado en una columna cromatográfica. Se pueden observar los diferentes colores de cada componente a medida que bajan por la fase estacionaria que llena la columna:
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Vea también: Acto material de la conservación