• Che cos'è la chimica analitica?

Spieghiamo cos'è la chimica analitica e su cosa si concentra questa branca della chimica. Inoltre, i metodi analitici che usi.

La chimica analitica utilizza diversi metodi analitici.

Che cos'è la chimica analitica?

La chimica analitica è detta branca della chimica che si concentra sulla comprensione del questione, cioè del analisi dei materiali che compongono un campione, utilizzando metodi sperimentali o di laboratorio.

La chimica analitica può essere classificata in chimica analitica quantitativa e qualitativa. La chimica analitica quantitativa viene utilizzata per determinare la quantità, la concentrazione o proporzione di uno o più componenti di un campione, cioè si tratta di quantificare la materia.

La chimica analitica qualitativa viene utilizzata per sapere quali sono i componenti di un campione, ovvero si occupa di identificare ciascun componente del campione. D'altra parte, la chimica analitica viene utilizzata anche per la separazione dei componenti di un campione. Generalmente, la sostanza in questione (quella da identificare o quantificare) è chiamata analita.

La conoscenza che ha dato origine alla chimica analitica è nata dall'idea moderna della composizione chimica della materia, emersa nel XVIII secolo.

Una pietra miliare nello sviluppo di questo disciplina Era la comprensione della correlazione tra le proprietà fisiche della materia e la sua composizione chimica. Fondamentali in questo sono stati lo studio della spettroscopia, dell'elettrochimica e della polarografia.

Tuttavia, l'invenzione di metodi di analisi chimica che consentissero una comprensione più completa della materia sarebbe avanzata di pari passo con lo sviluppo scientifico e tecnologico, in modo che le caratteristiche generali del campo della chimica analitica sarebbero state definite solo nel ventesimo secolo.

La chimica analitica utilizza i seguenti metodi analitici per comprendere la materia:

Metodi quantitativi

• Metodi volumetrici. Detti titolazione o titolazione, sono metodi quantitativi in ​​cui un reagente la cui concentrazione è nota (sostanza titolante) viene utilizzato per determinare quella di un altro reagente la cui concentrazione è sconosciuta (analita o sostanza da analizzare nel campione), mediante un reazione chimica Nelle titolazioni, generalmente, vengono utilizzati indicatori che segnano il punto finale della reazione. Ci sono diversi tipi di gradi:
  • Titolazioni acido-base. Sono quelli in cui a acido con una base utilizzando un indicatore acido-base. In generale, la base viene posta in una buretta (contenitore chimico utilizzato per misurare i volumi) e una beuta viene posta in una beuta. volume acido noto con l'aggiunta di poche gocce di fenolftaleina (indicatore). La fenolftaleina diventa rosa in un mezzo basico ed è incolore in un mezzo acido. Quindi il metodo consiste nell'aggiungere la base all'acido fino a quando la soluzione finale diventa rosa, il che significa che la reazione tra l'acido e la base ha raggiunto il suo punto finale. Un istante prima di raggiungere il punto finale, la reazione raggiunge il suo punto di equivalenza, che è dove la quantità di sostanza nel titolante è uguale alla quantità di sostanza nell'analita. Se la stechiometria nella reazione è 1: 1, ovvero la stessa quantità di sostanza analita reagisce come titolante, è possibile utilizzare la seguente equazione per determinare la quantità di analita:
    

Dove:

• • [X] è la concentrazione nota della sostanza X, espresso mol/L o unità equivalenti.
  • V (X) è il volume della sostanza X erogato dalla buretta, espresso in L o unità equivalenti.
  • [sì] è la concentrazione sconosciuta dell'analita sì, espresso in mol/L o unità equivalenti.
  • V (Y) è il volume della sostanza sì contenuto nel matraccio di Erlenmeyer, espresso in L o unità equivalenti.

È importante chiarire che, sebbene questa equazione sia ampiamente utilizzata, spesso varia a seconda del tipo di laurea utilizzato.

• • Titolazioni redox. La base è la stessa delle titolazioni acido-base, ma in questo caso si ha una reazione redox tra l'analita e un scioglimento ossidante o riducente, a seconda dei casi. L'indicatore utilizzato può essere un potenziometro (apparecchiatura per misurare la differenza di potenziale) o un indicatore redox (composti che hanno un colore definito in ciascuno dei loro stati di ossidazione).
  • Qualifiche formative complesse. Consistono nella complessa reazione di formazione tra l'analita e il titolante.
  • Titolazioni per precipitazione. Consistono nella formazione di un precipitato. Sono molto specifici e gli indicatori utilizzati sono molto particolari per ogni reazione.
• Metodi gravimetrici. Metodo quantitativo che consiste nel misurare il peso di un materiale o di una sostanza prima e dopo aver apportato modifiche. Lo strumento per eseguire il misurazione è generalmente una bilancia analitica. Esistono diversi metodi gravimetrici:
  • Precipitazione. Consiste nella formazione di un precipitato, così che quando viene pesato, la sua quantità nel campione originale può essere calcolata utilizzando relazioni stechiometriche. Il precipitato può essere raccolto dalla soluzione in cui si trova mediante filtrazione. Per applicare questo metodo, l'analita deve essere scarsamente solubile e chimicamente ben definito.
  • Volatilizzazione. Consiste nel volatilizzare l'analita per separarlo dal campione. Quindi l'analita viene recuperato dal suo assorbimento in un materiale, questo materiale viene pesato e il guadagno di peso Sarà dovuto all'incorporazione dell'analita, il cui peso sarà calcolato dalla differenza di peso del materiale assorbente prima e dopo aver assorbito l'analita. Questo metodo può essere applicato solo quando l'analita è l'unica sostanza volatile nel campione.
  • Elettrodeposizione. Si compone di un reazione redox dove l'analita viene depositato su un elettrodo come parte di un composto. L'elettrodo viene quindi pesato prima e dopo la reazione redox, in questo modo si può calcolare la quantità di analita depositata.

Metodi strumentali più avanzati:

• Metodi spettrometrici. Gli apparecchi sono utilizzati per misurare il comportamento della radiazione elettromagnetica (luce) a contatto con la sostanza o il composto in esame.
• Metodi elettroanalitici. Simile allo spettrometrico, ma il elettricità invece della luce per misurare il potenziale elettrico o corrente elettrica trasmessa dalla sostanza da analizzare.
• Metodi cromatografici. Il cromatografia è un metodo di separazione, caratterizzazione e quantificazione di miscele complesse. Viene utilizzato per separare uno o più componenti di a miscela e allo stesso tempo identificarli e calcolarne la concentrazione o quantità nel campione, cioè quantificarli. Il metodo cromatografico consiste essenzialmente in una fase stazionaria e una fase mobile che fanno parte di un'apparecchiatura o struttura utilizzata per analizzare il campione. La fase stazionaria è immobile ed è costituita da una sostanza che aderisce a qualche sistema generalmente concepito sotto forma di colonna e la fase mobile è una sostanza (liquida o gassosa) che attraversa la fase stazionaria. La separazione dei componenti (analiti) avviene in base all'affinità di ciascuno di essi per la fase stazionaria o per la fase mobile, che dipenderà da diverse proprietà chimiche e fisiche (di ciascuna o di entrambe le fasi). Esistono diversi tipi di cromatografia a seconda delle sostanze utilizzate come fase mobile e stazionaria, delle condizioni imposte al metodo e dei progetti dell'attrezzatura cromatografica. Ad esempio, nell'immagine seguente è possibile vedere la separazione dei diversi componenti di una miscela che è stata iniettata su una colonna cromatografica. Puoi vedere il diverso colori di ciascun componente mentre scendono attraverso la fase stazionaria che riempie la colonna: