• Ce este chimia analitică?

Vă explicăm ce este chimia analitică și pe ce se concentrează această ramură a chimiei. De asemenea, metodele analitice pe care le folosești.

Chimia analitică folosește diferite metode analitice.

Ce este chimia analitică?

Chimia analitică se numește o ramură a chimie care se concentrează pe înțelegerea materie, adică al analiză a materialelor care alcătuiesc o probă, folosind metode experimentale sau de laborator.

Chimia analitică poate fi clasificată în chimie analitică cantitativă și calitativă. Chimia analitică cantitativă este utilizată pentru a determina cantitatea, concentrația sau proporţie a unuia sau mai multor componente dintr-o probă, adică se ocupă cu cuantificarea materiei.

Chimia analitică calitativă este folosită pentru a ști care sunt componentele unei probe, adică se preocupă de identificarea fiecărei componente a probei. Pe de altă parte, chimia analitică este folosită și pentru separarea componentelor unei probe. În general, substanța în cauză (cea care trebuie identificată sau cuantificată) se numește analit.

Cunoștințele care au dat naștere chimiei analitice au apărut din ideea modernă a compoziției chimice a materiei, care a apărut în secolul al XVIII-lea.

O etapă importantă în dezvoltarea acestui lucru disciplina A fost înțelegerea corelației dintre proprietățile fizice ale materiei și compoziția sa chimică. În aceasta, studiul spectroscopiei, electrochimiei și polarografiei au fost fundamentale.

Totuși, inventarea unor metode de analiză chimică care să permită înțelegerea mai deplină a materiei ar avansa odată cu dezvoltarea științifică și tehnologică, astfel încât caracteristicile generale ale domeniului chimiei analitice să fie definite abia în secolul XX.

Chimia analitică folosește următoarele metode analitice pentru a înțelege materia:

Metode cantitative

• Metode volumetrice. Cunoscute sub denumirea de titrare sau titrare, sunt metode cantitative în care un reactiv a cărui concentrație este cunoscută (substanța titrant) este utilizat pentru a determina pe cea a unui alt reactiv a cărui concentrație este necunoscută (analit sau substanță de analizat în probă), prin intermediul unui reactie chimica În titrari, în general, se folosesc indicatori care marchează punctul final al reacției. Există diferite tipuri de grade:
  • Titrari acido-bazice. Sunt cele în care a acid cu o bază folosind un indicator acido-bazic. În general, baza se pune într-o biuretă (recipient chimic folosit pentru măsurarea volumelor) și un balon se pune într-un balon erlenmeyer. volum acid cunoscut cu câteva picături de fenolftaleină (indicator) adăugate. Fenolftaleina devine roz într-un mediu bazic și este incoloră în mediu acid. Apoi metoda constă în adăugarea bazei la acid până când soluția finală devine roz, ceea ce înseamnă că reacția dintre acid și bază și-a atins punctul final. Cu o clipă înainte de a ajunge la punctul final, reacția atinge punctul de echivalență, care este acolo unde cantitatea de substanță din titrant este egală cu cantitatea de substanță din analit. Dacă stoichiometria în reacție este 1: 1, adică aceeași cantitate de substanță analitică reacționează ca titrantul, se poate folosi următoarea ecuație pentru a determina cantitatea de analit:
    

Unde:

• • [X] este concentrația cunoscută a substanței X, exprimat mol/L sau unități echivalente.
  • V (X) este volumul substanței X eliberat din biuretă, exprimat în L sau unități echivalente.
  • [Y] este concentrația necunoscută a analitului Y, exprimat în mol/L sau unități echivalente.
  • V (Y) este volumul substanței Y conținute în balonul Erlenmeyer, exprimate în L sau unități echivalente.

Este important de clarificat faptul că, deși această ecuație este utilizată pe scară largă, ea variază adesea în funcție de tipul de grad folosit.

• • Titrari redox. Baza este aceeași ca și în titrarile acido-bazice, dar în acest caz există o reacție redox între analit și un dizolvare oxidant sau reducător, după caz. Indicatorul utilizat poate fi un potențiometru (echipament pentru măsurarea diferenței de potențial) sau un indicator redox (compuși care au o culoare definită în fiecare dintre stările lor de oxidare).
  • Calificări de formare complexă. Ele constau în reacția complexă de formare între analit și titrant.
  • Titrari de precipitatii. Ele constau în formarea unui precipitat. Sunt foarte specifici și indicatorii folosiți sunt foarte specifici fiecărei reacții.
• Metode gravimetrice. Metoda cantitativă care constă în măsurarea greutății unui material sau substanță înainte și după efectuarea oricăror modificări. Instrumentul pentru a efectua măsurare este în general o balanţă analitică. Există mai multe metode gravimetrice:
  • Precipitare. Constă în formarea unui precipitat, astfel încât atunci când este cântărit, cantitatea acestuia din proba originală să poată fi calculată folosind relații stoichiometrice. Precipitatul poate fi colectat din soluția în care se găsește prin filtrare. Pentru a aplica această metodă, analitul trebuie să fie slab solubil și bine definit din punct de vedere chimic.
  • Volatilizare. Constă în volatilizarea analitului pentru a-l separa de probă. Apoi analitul este recuperat prin absorbția sa într-un anumit material, acest material este cântărit și câștigul de greutate Se va datora încorporării analitului, a cărui greutate va fi calculată prin diferența de greutăți a materialului absorbant înainte și după absorbția analitului. Această metodă poate fi aplicată numai atunci când analitul este singura substanță volatilă din probă.
  • Electrodepunerea. Este format dintr-un reactie redox unde analitul este depus pe un electrod ca parte a unui compus. Electrodul este apoi cântărit înainte și după reacția redox, astfel se poate calcula cantitatea de analit depusă.

Metode instrumentale mai avansate:

• Metode spectrometrice. Aparatele sunt folosite pentru a măsura comportamentul radiațiilor electromagnetice (ușoară) în contact cu substanța sau compusul analizat.
• Metode electroanalitice. Similar cu spectrometricul, dar electricitate în loc de lumină pentru a măsura potenţialul electric sau curent electric transmisă de substanţa de analizat.
• Metode cromatografice. The cromatografia este o metodă de separare, caracterizare și cuantificare a amestecurilor complexe. Este folosit pentru a separa una sau mai multe componente ale unui amestec si in acelasi timp sa le identifici si sa le calculezi concentratia sau cantitatea in proba, adica cuantifica-le. Metoda cromatografică constă practic dintr-o fază staționară și o fază mobilă care fac parte dintr-un echipament sau o structură care este utilizată pentru analizarea probei. Faza staționară este imobilă și constă dintr-o substanță care aderă la un sistem conceput în general sub formă de coloană, iar faza mobilă este o substanță (lichidă sau gazoasă) care curge prin faza staționară. Separarea componentelor (analiților) are loc în funcție de afinitatea fiecăruia dintre ei pentru faza staționară sau pentru faza mobilă, care va depinde de diverse proprietăți chimice și fizice (ale fiecăreia sau ale ambelor faze). Există diferite tipuri de cromatografie în funcție de substanțele utilizate ca fază mobilă și staționară, de condițiile impuse metodei și de proiectarea echipamentului cromatografic. De exemplu, în imaginea următoare puteți vedea separarea diferitelor componente ale unui amestec care a fost injectat pe o coloană cromatografică. Puteți vedea diferit culorile a fiecărei componente pe măsură ce coboară prin faza staționară care umple coloana: