Análise quantitativa em medições químicas, preparação

Ele Análise quantitativa em química, Como em qualquer outra disciplina, consiste em determinar as quantidades de uma substância específica. Essas análises respondem à pergunta 'quanto há?de uma substância em diferentes amostras; de solo, mar, rios, refrigerante, líquidos, extratos de plantas, animais, sólidos, cristais, entre muitos outros.

A pergunta 'quanto há?'Formula -se desde que o homem concebeu o interesse de, por exemplo, extrair minerais e pedras preciosas, óleos, especiarias, com o objetivo firme de comercializá -los. Hoje o dinheiro continua sendo uma das principais razões pelas quais quantifica Uma substância ou analito.

Centenas de tubos de teste: materiais de vidro usados ​​diariamente em preparações de amostragem para análise quantitativa. Fonte: pexels.

Um mineral pode ser mais rico em ouro do que em outro. Para saber, é necessário determinar a composição centesimal dos dois minerais e o que possui a maior porcentagem de ouro, será uma fonte mais atraente para extrair o cobiçado metal. O mesmo vale para metais estranhos ou radioativos.

As técnicas a serem quantificadas e nas quais análises quantitativas são muito diversas e variadas. Cada um implica uma especialização separada, bem como suas profundas bases teóricas. No entanto, sempre o ponto em que todos convergem é responder à mesma pergunta já citada; Pergunta que fala sobre qualidade, pureza, desempenho, confiabilidade etc.

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Medidas

Para quantificar qualquer substância ou material, é essencial medir algumas de suas propriedades físicas ou químicas. A propriedade selecionada dependerá da substância e da técnica usada. Uma faixa útil para reconhecer que uma técnica de análise pode quantificar é que o sufixo urso no final de seu nome -métrica.

Por exemplo, as duas técnicas de medição clássicas na química analítica são gravimetria (medição em massa) e Volumetria (medição de volume).

Eles são considerados clássicos porque, em princípio, não precisam de instrumentos muito sofisticados ou do uso da radiação eletromagnética; Mas escalas analíticas, argamassas, cruzamentos e materiais de vidro.

Gravimétrico

Na gravimetria quase sempre procura obter um precipitado após uma série de etapas metodológicas, que é determinado pela massa.

Pode atendê -lo: quais são as leis de peso da química? (Exemplos)

Por exemplo, uma técnica para quantificar os íons cloreto de uma amostra é precipitá -los como cloreto de prata, AGCL; um precipitado branco leitosa que pode ser pesado.

Outro exemplo simples é determinar o conteúdo de umidade de um corpo, material ou sólido.

Para fazer isso, a massa sólida está pesando primeiro antes de introduzi -la em um fogão de 100ºC em aproximadamente, devido ao longo tempo para a água vaporizar. Em seguida, é ponderado e a diferença entre a massa final da inicial é igual à massa de água que vaporizou; isto é, seu teor de umidade, % h₂QUALQUER.

Se essa análise fosse realizada, não ficaria surpreso que seu % H₂Ou era muito alto (~ 95%); Enquanto para as nozes tão chamadas, espera -se que esteja contendo pouca água (% h₂QUALQUER < 10%), característica a la cual se les adjudica ese nombre.

Volumétrico

Por outro lado, em volumetria, trabalhamos com volumes a partir dos quais, depois de aplicar graus, a concentração das espécies dissolvidas de interesse é extraída. Por exemplo, um analito cuja cor é sensível a uma reação específica pode ser determinada por graus colorimétricos.

Da mesma forma, o índice de acidez (AI) de óleos (comestível ou não) pode determinar por graus ácido-base, usando uma solução de uma solução forte padronizada (comum, koh ou NaOH). Com os valores da IA, além de outros parâmetros, diferentes tipos de óleos podem ser caracterizados e classificados de acordo com suas fontes e outras variáveis.

Essas medidas analíticas sempre mostram um resultado acompanhado por uma unidade física (e seus erros experimentais))). Qual é a concentração? Quão puro é a amostra? A quantidade determinada representa um risco à saúde? Qual foi o desempenho da reação?

Essas e mais perguntas são respondidas após medições e processamento de dados.

Preparação de padrões ou padrões

"Com a mesma haste que seus padrões medem, você medirá suas amostras". E esta haste hipotética terá divisões e subdivisões, cada uma com diferentes magnitudes da propriedade do analito que se correlaciona com sua concentração. Essas magnitudes ou valores são finalmente comparadas às obtidas medindo a propriedade do analito.

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Para isso, uma curva de calibração deve sempre ser construída a partir de uma seleção de padrões ou padrão cujas concentrações são conhecidas anteriormente.

E como conhecê -los anteriormente? Por serem variáveis ​​independentes: o analista decide, dependendo do tipo de amostra ou análise, quanto de padrão pesará.

Cogumelos doces

Um exemplo hipotético pode ser enquadrado no estudo do conteúdo de açúcares ou carboidratos totais de inúmeras famílias de cogumelos. O padrão, composto por açúcares detectados anteriormente graças à análise qualitativa de cogumelos, deve imitar idealmente a matriz orgânica das amostras perfeitamente.

Em seguida, preparou os padrões reagindo causando uma mudança de cor. Se sua intensidade de espectroscopia UV-Vis for medida, ela poderá ser comparada às intensidades das cores emitidas pelos açúcares das amostras; E assim, por meio de uma liberação matemática, determine o conteúdo do total de açúcares.

Uma vez feito isso, uma curva de calibração pode ser construída a partir das amostras, para que outros cogumelos (da mesma região ou país), seus açúcares podem ser determinados diretamente sem preparar outros padrões.

Coleta e tratamento

Nas análises quantitativas, existem muitas variáveis ​​que devem ser tratadas rigorosamente, dependendo do tipo de estudo. Muitas vezes, não basta ir lá coletando amostras à direita e à esquerda; Onde é coletado?, É significativo?, O que equivalem?, Qual será o pré -tratamento e os outros procedimentos?

No exemplo de cogumelos, devemos saber quais famílias serão determinadas por açúcares, em que plantações ou origem natural serão coletadas, em que época do ano, características orográficas etc. Cogumelos coletados (óleos, grãos, tintas, meteoritos, substâncias biológicas), o que fazer com eles antes da análise quantitativa?

Quase sempre, uma análise quantitativa é precedida por uma análise qualitativa; Identifique quais compostos as amostras têm, especialmente se você trabalha com elas pela primeira vez.

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Alguns tratamentos podem ser meramente físicos: como a moagem de uma massa vegetal ou a digestão ácida de um mineral. Outros são químicos: uma reação de esterificação, ácido ou hidrólise básica, substituição, amor, etc., Produzir uma espécie capaz de quantificar mais facilmente através da técnica selecionada.

Exemplos

Eles serão mencionados para terminar alguns exemplos diários de análise quantitativa em química:

-Determinação do grau alcoólico de cervejas, vinhos e bebidas feitas à mão.

-A partir da urina de um paciente, pode -se saber se há um aumento ou diminuição na concentração de um ou mais componentes, o que está relacionado à detecção de uma doença. Além disso, se um medicamento for excretado pela urina, você poderá determinar como o primeiro foi "assimilado" pelo corpo.

-Determinação da composição centesimal de amostras de minerais, terra ou estrangeiros.

-Dadas algumas amostras brutas, a proporção H/C está determinada a comparar os trapos da crueza de diferentes origens. Crudes pesadas são caracterizadas por ter um H/C menor que 1; O isqueiro, h/c terá um valor mais acima de 1.

-Determinação da composição nutricional de alimentos e produtos comestíveis.

-Estudos de estabilidade de medicamentos como parte da análise de qualidade relevante para marketing e armazenamento.

-Monitoramento do grau de poluição causado por substâncias em amostras de água de rios, riachos, lagoas ou mares. Além disso, as emanações gasosas das fábricas são determinadas com a composição para evitar grandes quantidades de gases nocivos para o meio ambiente.

Referências

1. Daniel c. Harris. (2007). Análise química quantitativa. (Sétima edição). C. H. Freeman and Company.
2. Os editores da Enyclopaedia Britannica. (31 de janeiro de 2018). Análise química quantitativa. Encyclopædia britannica. Recuperado de: Britannica.com
3. Capítulo 1, Introdução à análise química quantitativa. Recuperado de: 5.CSUDH.Edu
4. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (22 de junho de 2018). Entendendo a análise quantitativa em química. Recuperado de: pensamento.com
5. Avaliação e engenharia de materiais. (2019). Análise química quantitativa. Recuperado de: mee-in.com
6. Xin Wen. (2008). Análise quantitativa (Chem 201). [PDF]. Recuperado de: Valstatela.Edu