• Vad är analytisk kemi?

Vi förklarar vad analytisk kemi är och vad denna gren av kemi fokuserar på. Även de analytiska metoder du använder.

Analytisk kemi använder sig av olika analysmetoder.

Vad är analytisk kemi?

Analytisk kemi kallas en gren av kemi som fokuserar på att förstå materia, det vill säga av analys av de material som utgör ett prov, med hjälp av experimentella eller laboratoriemetoder.

Analytisk kemi kan delas in i kvantitativ och kvalitativ analytisk kemi. Kvantitativ analytisk kemi används för att bestämma mängden, koncentrationen eller andel av en eller flera komponenter i ett prov, det vill säga det handlar om att kvantifiera materia.

Kvalitativ analytisk kemi används för att veta vilka komponenterna i ett prov är, det vill säga det handlar om att identifiera varje komponent i provet. Å andra sidan används analytisk kemi också för separation av komponenterna i ett prov. I allmänhet kallas ämnet i fråga (den som ska identifieras eller kvantifieras) en analyt.

Kunskapen som gav upphov till analytisk kemi uppstod från den moderna idén om materiens kemiska sammansättning, som uppstod på 1700-talet.

En viktig milstolpe i utvecklingen av detta disciplin Det var förståelsen av sambandet mellan materiens fysikaliska egenskaper och dess kemiska sammansättning. I detta var studiet av spektroskopi, elektrokemi och polarografi grundläggande.

Uppfinningen av metoder för kemisk analys som skulle möjliggöra en fullständigare förståelse av materia skulle emellertid gå framåt tillsammans med den vetenskapliga och tekniska utvecklingen, så att de allmänna egenskaperna för området analytisk kemi skulle definieras först på 1900-talet.

Analytisk kemi använder följande analytiska metoder för att förstå materia:

Kvantitativa metoder

• Volumetriska metoder. De kallas titrering eller titrering och är kvantitativa metoder där ett reagens vars koncentration är känd (titrantämne) används för att bestämma koncentrationen hos ett annat reagens vars koncentration är okänd (analyt eller ämne som ska analyseras i provet), med hjälp av en kemisk reaktion Vid titrering används i allmänhet indikatorer som markerar slutpunkten för reaktionen. Det finns olika typer av grader:
  • Syra-bas titrering. De är de där a syra med en bas med hjälp av en syra-bas-indikator. I allmänhet placeras basen i en byrett (kemikaliebehållare som används för att mäta volymer) och en kolv placeras i en erlenmeyerkolv. volym känd syra med några droppar fenolftalein (indikator) tillsatt. Fenolftalein blir rosa i ett basiskt medium och är färglöst i ett surt medium. Sedan går metoden ut på att tillsätta basen till syran tills den slutliga lösningen blir rosa, vilket gör att reaktionen mellan syran och basen har nått sin slutpunkt. Ett ögonblick innan den når slutpunkten når reaktionen sin ekvivalenspunkt, vilket är där mängden ämne i titranten är lika med mängden ämne i analyten. Om stökiometrin i reaktionen är 1:1, det vill säga samma mängd analytsubstans reagerar som titranten, kan följande ekvation användas för att bestämma mängden analyt:
    

Var:

• • [X] är den kända koncentrationen av ämnet X, uttryckt mol/L eller motsvarande enheter.
  • V (X) är ämnets volym X dispenseras från byretten, uttryckt i L eller motsvarande enheter.
  • [Y] är den okända koncentrationen av analyten Y, uttryckt i mol/L eller motsvarande enheter.
  • V (Y) är ämnets volym Y som finns i Erlenmeyerkolven, uttryckt i L eller motsvarande enheter.

Det är viktigt att klargöra att även om denna ekvation används flitigt, varierar den ofta beroende på vilken typ av grad som används.

• • Redoxtitreringar. Grunden är densamma som vid syra-bastitrering, men i detta fall sker en redoxreaktion mellan analyten och en upplösning oxiderande eller reducerande, allt efter omständigheterna. Den indikator som används kan vara en potentiometer (utrustning för att mäta potentialskillnad) eller en redoxindikator (föreningar som har en definierad färg i vart och ett av sina oxidationstillstånd).
  • Komplexa formationskvalifikationer. De består av komplexbildningsreaktionen mellan analyten och titranten.
  • Nederbördstitreringar. De består av bildandet av en fällning. De är mycket specifika och de indikatorer som används är mycket speciella för varje reaktion.
• Gravimetriska metoder. Kvantitativ metod som består i att mäta vikten av ett material eller ämne före och efter att man gjort eventuella ändringar. Instrumentet för att utföra mått det är i allmänhet en analytisk balans. Det finns flera gravimetriska metoder:
  • Nederbörd. Den består av bildandet av en fällning, så att när den vägs kan dess kvantitet i originalprovet beräknas med hjälp av stökiometriska samband. Fällningen kan samlas upp från lösningen i vilken den hittas av filtrering. För att tillämpa denna metod måste analyten vara dåligt löslig och kemiskt väldefinierad.
  • Volatilisering. Den består av att förånga analyten för att separera den från provet. Sedan återvinns analyten genom dess absorption i något material, detta material vägs och vinsten av vikt Det kommer att bero på inkorporeringen av analyten, vars vikt kommer att beräknas av skillnaden i vikt av det absorberande materialet före och efter att ha absorberat analyten. Denna metod kan endast tillämpas när analyten är den enda flyktiga substansen i provet.
  • Elektrodeposition. Den består av en redoxreaktion där analyten deponeras på en elektrod som en del av en förening. Elektroden vägs sedan före och efter redoxreaktionen, på så sätt kan mängden avsatt analyt beräknas.

Mer avancerade instrumentella metoder:

• Spektrometriska metoder. Apparater används för att mäta beteendet hos elektromagnetisk strålning (ljus) i kontakt med ämnet eller föreningen som analyseras.
• Elektroanalytiska metoder. Liknar den spektrometriska, men den elektricitet istället för ljus för att mäta elektrisk potential eller elektrisk ström överförs av ämnet som ska analyseras.
• Kromatografiska metoder. De kromatografi är en metod för separation, karakterisering och kvantifiering av komplexa blandningar. Den används för att separera en eller flera komponenter i en blandning och samtidigt identifiera dem och beräkna deras koncentration eller kvantitet i provet, det vill säga kvantifiera dem. Den kromatografiska metoden består i grunden av en stationär fas och en mobil fas som ingår i en utrustning eller struktur som används för att analysera provet. Den stationära fasen är orörlig och består av ett ämne som vidhäftar till något system generellt utformat i form av en kolonn och den mobila fasen är ett ämne (flytande eller gasformigt) som strömmar genom den stationära fasen. Separationen av komponenterna (analyterna) sker i enlighet med var och en av dems affinitet för den stationära fasen eller för den mobila fasen, vilket kommer att bero på olika kemiska och fysikaliska egenskaper (för var och en av eller båda faserna). Det finns olika typer av kromatografi beroende på vilka ämnen som används som mobil och stationär fas, de villkor som ställs på metoden och utformningen av den kromatografiska utrustningen. Till exempel, i följande bild kan du se separationen av de olika komponenterna i en blandning som injicerades på en kromatografisk kolonn. Du kan se olika färger av varje komponent när de går ner genom den stationära fasen som fyller kolonnen: