Química analítica

O que é química analítica?

O química analítica É o ramo da química que se dedica a estudar ou analisar (daí o seu nome) a composição do sujeito. Isso significa que é responsável por determinar quais substâncias são feitas, bem como em que proporção seus componentes são.

É uma disciplina puramente experimental que combina conhecimentos e habilidades de diferentes áreas que variam de estatística à física moderna e óptica para desenvolver métodos analíticos que permitam determinar, com um nível adequado de confiança, o que uma amostra contém.

Além de sua importância na pesquisa científica básica, esse ramo da química é aplicado em praticamente todas as indústrias. Isso ocorre porque permite o monitoramento da qualidade de um produto químico ou alimento, até os níveis de poluentes presentes nos resíduos que estão sendo baixados para o meio ambiente.

Breve História da Química Analítica

As origens da química analítica podem ser atribuídas às obras de Antoine Lavoisier no final do século 18, que realizaram estudos importantes relacionados à composição de minerais e ar, bem como ao processo de combustão e respiração animal.

Lavoisier

No entanto, não foi até o século XIX, quando o aprendiz de farmacêutico alemão Carl Freseenius Mohr desenvolvido qual seria as primeiras marchas analíticas para determinar a composição qualitativa de uma amostra. O livro publicado por Mohr é considerado o primeiro texto da química analítica, e muitos de seus princípios ainda são ensinados hoje na sala de aula.

Mohr fez mais do que apenas publicar suas descobertas. Ele também inventou técnicas volumétricas e projetou e construiu alguns dos instrumentos de análise volumétrica mais importantes da química analítica, como pipetas volumétricas e Burette.

Além disso, em seu laboratório em Frankfurt, ele treinou muitos outros aprendizes nas técnicas que desenvolveu. Além de técnicas quantitativas, como volumetria e gravimetria, ele também ensinou técnicas qualitativas de análise química. Para isso e muito mais, ele é considerado o pai da química analítica.

Ramos da química analítica

A química analítica pode ser dividida, em derrames amplos, em duas classes, dependendo do objetivo da análise química:

Química analítica qualitativa

O primeiro problema que procura resolver a química analítica é determinar o que contém uma amostra desconhecida. Isto é, encontre ou identifique quais são seus componentes. Esse tipo de análise é chamado de análise qualitativa; portanto, esse ramo da química analítica também é chamada de química analítica qualitativa.

Pode atendê -lo: ferro (elemento): características, estrutura química, usos

Química analítica quantitativa

Este ramo da química analítica é responsável por determinar quanto há cada componente em uma amostra. Isto é, procura medir em que quantidade, proporção ou concentração são os diferentes componentes, que são chamados analitos.

Na maioria dos casos, a análise quantitativa é sempre precedida por análise qualitativa, pois não se pode determinar quanto de um analito está presente em uma amostra se não se sabe o que as análises existem no mesmo.

É por isso que, exceto em algumas ocasiões em que é conhecido com antecedência o que está sendo analisado, a química analítica qualitativa e quantitativa sempre se junta.

Métodos analíticos

A química analítica usa métodos qualitativos e quantitativos para entender a composição da matéria:

1.  Métodos qualitativos

Métodos qualitativos são baseados em reações químicas, como precipitação e formação complexa, bem como no uso de técnicas de separação para identificar os componentes de uma amostra. Estes são métodos clássicos e incluem os seguintes exemplos:

• Marchas analíticas catiônicas: Conjunto sistemático de testes químicos que identificam a presença de certos cátions de metal.
• Marchas analíticas aniônicas: Conjunto sistemático de testes químicos que confirmam a presença de certos ânions comuns.
• Testes de chama: Uma análise simples que permite identificar alguns metais de acordo com a cor da chama quando a amostra é queimada.

2.  Métodos Quantitativos

Estes consistem em determinar a concentração de uma espécie em uma amostra. Os métodos analíticos são geralmente divididos em técnicas úmidas clássicas, como volumetria e gravimetria, e técnicas instrumentais modernas, como técnicas espectrométricas e cromatografia, que serão explicadas abaixo:

• Métodos de análise volumétrica

Analista químico realizando um diploma

A volumetria refere -se a um conjunto de técnicas para a determinação indireta da concentração de um analito em uma amostra ou em uma alíquota da mesma, com base na medição do volume de um reagente de concentração conhecido que é necessário para consumir estequiometricamente o analito. Essas técnicas também são chamadas de graus ou avaliações.

Pode servir você: oxácido

Todos os métodos volumétricos são baseados em encontrar o ponto de equivalência, no qual é cumprido que:

Como os equivalentes são iguais à concentração normal pelo volume, e a concentração do titular é conhecida, medir seu volume implica que o número de equivalentes do titular será conhecido e, portanto, do analito ou direito, como mostrado à continuação:

Existem muitos métodos analíticos baseados na volumetria, que diferem de acordo com o tipo de reação química que eles usam. Dependendo disso, os seguintes tipos de métodos volumétricos podem ser distinguidos:

• • Volumetria ácida-base: Nesses casos, o analito é um ácido e o título A base, ou o oposto. A reação é uma neutralização ácida-base e o ponto final do grau é determinado pela mudança de cor de um indicador químico.
  • Volumetria de precipitação: Nesta técnica, a reação envolvida é a formação de um precipitado insolúvel.
  • Avaliação ou volumetria da formação complexa: Nesse caso, a reação é a formação de um complexo de metal, às vezes colorido, às vezes não.
  • Volumetria redox: Refere -se à volumetria que implica uma reação de oxidação e redução entre o titular e o analito. Um desempenha o papel de agente oxidante e o outro do redutor.

• Métodos de análise gravimétrica

Escalas analíticas usadas na análise gravimétrica

Ao contrário do caso anterior, esses métodos são baseados na medição da massa ou na mudança na massa de uma amostra depois de serem submetidos a diferentes tipos de tratamentos químicos e térmicos.

Alguns exemplos de métodos gravimétricos comuns no laboratório de química analítica são:

• • Métodos de precipitação: Nesses casos, o analito é geralmente um íon que é precipitado quantitativamente na forma de um sal insolúvel. Referidos filtros de sal e seca e depois determinar sua massa. Com esta massa, a quantidade do analito na amostra original é então determinada.
  • Métodos de volatilização: Ao contrário do anterior, o analito neste caso é separado da matriz de amostra na forma de um gás. Em alguns métodos, esse gás é coletado reagindo com um reagente adequado e depois pesar o produto da referida reação. Em outros, a massa do gás é determinada por meio da diferença de peso antes e depois da volatilização.
  • Eletrodeposição: É semelhante aos métodos de precipitação, exceto pelo fato de o analito ser depositado em um eletrodo devido a uma reação redox gerada por uma corrente elétrica. O aumento da massa do eletrodo permite determinar a quantidade de analito na amostra.

• Métodos instrumentais

Instrumento analítico automatizado

Os métodos analíticos modernos são baseados principalmente no uso de instrumentos científicos avançados capazes de analisar amostras complexas com eficiência, com precisão e, em alguns casos, automatizadas. Esses métodos são baseados na medição de alguma propriedade física que pode ser correlacionada com a concentração do analito na amostra.

Pode atendê -lo: metais alcalinos: propriedades físicas e químicas, usos, obtenção

Algumas técnicas medem diferenças no potencial elétrico ou intensidades de corrente, enquanto outras medem a quantidade de luz emitida ou absorvida por átomos ou moléculas em comprimentos de onda específicos.  Alguns exemplos de métodos analíticos instrumentais são:

• • Métodos espectrométricos: Esses métodos são baseados no fenômeno de absorção de luz por átomos e moléculas, ou na emissão de luz quando os átomos são aquecidos a altas temperaturas. No primeiro caso, as técnicas são chamadas de espectrometria de absorção (atômica ou molecular conforme o caso) e, no segundo, são chamados de espectrometria de emissão atômica.
  • Métodos eletroanalíticos: Ao contrário dos anteriores, essas mudanças medem na eletricidade ou nas propriedades elétricas de uma amostra na presença do analito. Isso inclui medições de intensidade de corrente (como no caso de polarografia), tensão (como no caso de métodos de pH), condutividade elétrica, etc.

• Métodos cromatográficos

A cromatografia pode ser considerada uma classe além de um método analítico separado, pois inclui separação, identificação qualitativa e quantificação, tudo em um em um. Esses métodos podem ser combinados com técnicas volumétricas ou instrumentais para a análise de analitos separados.

Nesta técnica, uma amostra complexa se dissolve em um solvente adequado e flui através de um material poroso, como um gel, um papel de filtro ou areia fina, empurrada pelo mesmo solvente.

Os diferentes solutos presentes na amostra terão diferentes afinidades devido ao material poroso, para que alguns se movam mais rápido por isso do que outros. No final, as frações que estão saindo para análise são coletadas ou são analisadas on -line por meio de um espectrômetro de absorção.