CAPITULO IINTRODUCCION

1.1. INTRODUCCION

La química analítica (del griego ἀναλύω, disolver, descomponer) es la parte de la química que tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra, mediante diferentes métodos analíticos, con el empleo de numerosos reactivos y un variado número de instrumentos.

La química analítica se aplica a la industria, la medicina y todas las ciencias (ver figura). Ejemplos:

- Las cantidades de hidrocarburos, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono presentes en los gases del escape se miden para controlar la contaminación atmosférica.- Composición del gas natural para su venta.- El contenido de mercaptano del gas para su uso doméstico, se vigila continuamente con el fin de garantizar que dicho gas tenga un aroma fácilmente distinguible.

Los métodos de análisis más rápidos, selectivos y sensibles es uno de los objetivos esenciales perseguidos por la química analítica.

En la práctica, resulta muy difícil encontrar métodos analíticos que combinen estas tres cualidades y, en general, alguna de ellas debe ser sacrificada en beneficio de las otras.

Ejemplo.- En el análisis industrial, la velocidad del proceso suele condicionar las características del método empleado, más que su sensibilidad.

Por el contrario, en toxicología la necesidad de determinar sustancias en cantidades muy pequeñas puede suponer el empleo de métodos muy lentos y costosos.

La Química Analítica se divide en:

1)Química Analítica Cualitativa, estudia la composición química cualitativa de un material o muestra, es decir las sustancias o compuestos de que esta formada la muestra. En otras palabras establece la identidad química de las especies en la muestra.2)Química Analítica Cuantitativa, estudia la composición química cuantitativa (medible) de un material o muestra, es decir las cantidades de cada una de las sustancias de la muestra, también llamados analitos.

1.2. METODOS ANALITICOS CUANTITATIVOSLos resultados de un análisis cuantitativo típico se calculan a partir de dos medidas:

La primera, medida de la masa o volumen de la muestra.La segunda, es la medida de alguna cantidad proporcional a la del analito en la muestra, como la intensidad luminosa o carga eléctrica, etc.

Esta segunda medida, generalmente completa el análisis y su naturaleza sirve de base para clasificar los métodos analíticos.

Los métodos que emplea el análisis químico pueden ser:

A)Métodos Químicos o ClásicosLos métodos químicos se basan en Reacciones Químicas, han sido utilizados tradicionalmente, ya que no requieren instrumentos muy complejos (tan sólo probetas, pipetas, buretas, matraces, balanzas, etc.).

Estos métodos se clasifican en:

Análisis VolumétricoAnálisis Gravimétrico

En el análisis volumétrico, mediante la reacción química que se verifica, se deducen los datos cuantitativos, por medida de volumen gastado de una solución de concentración perfectamente conocida que contiene el reactivo (solución patrón).

Solución Patrón

Indicador

Solución problema (analito)

En el análisis gravimétrico, mediante la reacción química que se verifica, se deducen los datos cuantitativos, por pesada de un precipitado calcinado (gravimetría).

El estudio de los métodos químicos está basado en el equilibrio químico, que puede ser de los siguientes tipos:

equilibrio ácido-baseequilibrio redoxequilibrio de solubilidadequilibrio de complejos

B) Métodos Fisicoquímicos o InstrumentalesLos métodos instrumentales se basan en la medida de alguna propiedad físico-química, cuya magnitud sea función de la masa. Su uso ha aumentado por la facilidad de detectar cambios en las propiedades físico-químicas y transformarlos a un lenguaje entendible por el ser humano.

En general, estos métodos se fundamentan en la relación entre alguna forma de energía (electroquímica, electromagnética fotoeléctrica, etc.) y la masa.

Los métodos fisicoquímicos, sin embargo, requieren un instrumental más sofisticado, tal como equipos de cromatografía, espectrofotómetros, etc.

La medida de la propiedad físicoquìmica se puede realizar mediante técnicas instrumentales, que se pueden resumir en los dos grupos siguientes:

Metodos OpticosMetodos Electroquimicos

Como métodos ópticos se incluyen aquellos que se basan en fenómenos tales como emisión, difracción, dispersión, fluorescencia, etc. de la radiación electromagnética.La radiación electromagnética es un tipo de energía que se transmite por el espacio a enormes velocidades. Adopta muchas formas, siendo las mas fácilmente reconocibles la luz y el calor radiante. Manifestaciones menos evidentes son Rayos X, la luz ultravioleta, microondas y radiaciones de radio.

Los aparatos empleados son: Espectroscopio, espectrógrafo, espectrómetro, espectrofotómetro, etc.

Como métodos electroquímicos se incluyen aquellos que estudian un analito mediante la medida del potencial (voltios) y/o la corriente eléctrica (Amperios) en una celda electroquímica, que contiene el analito. Estos métodos se pueden dividir en varias categorías dependiendo de qué aspectos de la célula son controlados y cuáles se miden.

Las tres principales categorías son:

Potenciometría (se miden la diferencia de potenciales en el electrodo, ph-metro)

Coulombimetría (se mide la corriente de las celdas con el tiempo), y

Voltamperometría (se mide la corriente de las celdas mientras se altera activamente el potencial de las celdas).

Entre los aparatos empleados tenemos al Ph-metro, Potenciómetro, etc..

PH metro

El alcance y la precisión de los análisis clásicos pueden ampliarse con procedimientos eléctricos.

Por ejemplo, en el electroanálisis gravimétrico donde el elemento a determinar se deposita por electrolisis sobre un electrodo. O en las volumetrías, donde los puntos finales de las valoraciones se determinan bien controlando el Ph mediante un Ph-metro o bien midiendo el potencial de oxidación mediante un potenciómetro.

1.3. Un Análisis Cuantitativo Típico