Analytische chemie

Wat is analytische chemie?

De analytische chemie Het is de tak van chemie die is toegewijd aan het bestuderen of analyseren van (vandaar de naam ervan) de samenstelling van het onderwerp. Dit betekent dat het verantwoordelijk is voor het bepalen welke stoffen worden gemaakt, evenals in welke verhouding de componenten zijn.

Het is een puur experimentele discipline die kennis en vaardigheden combineert uit verschillende gebieden die variëren van statistieken tot moderne en optische fysica om analytische methoden te ontwikkelen die het mogelijk maken om te bepalen, met een adequaat niveau van vertrouwen, wat een steekproef bevat.

Naast het belang ervan in fundamenteel wetenschappelijk onderzoek, wordt deze tak van chemie toegepast in vrijwel alle industrieën. Dit komt omdat het mogelijk maakt om te monitoren van de kwaliteit van een chemische stof of voedsel, naar de niveaus van verontreinigende stoffen die aanwezig zijn in het afval dat naar de omgeving wordt gedownload.

Korte geschiedenis van analytische chemie

De oorsprong van analytische chemie kan worden herleid tot de werken van Antoine Lavoisier aan het einde van de 18e eeuw, die belangrijke studies hebben uitgevoerd met betrekking tot de samenstelling van mineralen en lucht, evenals het verbranding en het ademhalingsproces van dieren.

Toilet

Het was echter pas in de negentiende eeuw toen de Duitse farmaceutische leerling Carl Freseenius Mohr ontwikkeld wat de eerste analytische marsen zou zijn om de kwalitatieve samenstelling van een monster te bepalen. Het boek gepubliceerd door Mohr wordt beschouwd als de eerste tekst van analytische chemie, en veel van de principes worden nog steeds onderwezen in de klas.

Mohr deed meer dan alleen zijn ontdekkingen publiceren. Hij vond ook volumetrische technieken uit en ontwierp en bouwde enkele van de belangrijkste volumetrische analyse -instrumenten in analytische chemie, zoals volumetrische pipetten en buret.

Bovendien trainde hij in zijn laboratorium in Frankfurt vele andere leerlingen in de technieken die hij ontwikkelde. Naast kwantitatieve technieken zoals volumetrie en gravimetrie, onderwees hij ook kwalitatieve chemische analysetechnieken. Voor dit en nog veel meer wordt hij beschouwd als de vader van analytische chemie.

Takken van analytische chemie

Analytische chemie kan in twee klassen worden verdeeld, in twee klassen, afhankelijk van het doel van de chemische analyse:

Kwalitatieve analytische chemie

Het eerste probleem dat de analytische chemie wil oplossen, is om te bepalen wat een onbekend monster bevat. Dat wil zeggen, zoek of identificeer wat hun componenten zijn. Dit type analyse wordt kwalitatieve analyse genoemd, dus deze tak van analytische chemie wordt ook kwalitatieve analytische chemie genoemd.

Kan u van dienst zijn: ijzer (element): kenmerken, chemische structuur, gebruik

Kwantitatieve analytische chemie

Deze tak van analytische chemie is verantwoordelijk voor het bepalen hoeveel er elk component in een monster is. Dat wil zeggen, het probeert te meten in welke hoeveelheid, verhouding of concentratie de verschillende componenten zijn, die worden genoemd analyten.

In de meeste gevallen wordt de kwantitatieve analyse altijd voorafgegaan door kwalitatieve analyse, omdat niet kan worden bepaald hoeveel van een analyt er in een monster aanwezig is als het niet bekend is welke analyses er in hetzelfde zijn.

Dit is de reden waarom, behalve in enkele gelegenheden wanneer het vooraf bekend is wat wordt geanalyseerd, kwalitatieve en kwantitatieve analytische chemie altijd samengaat.

analytische methodes

Analytische chemie maakt gebruik van zowel kwalitatieve als kwantitatieve methoden om de samenstelling van materie te begrijpen:

1.  Kwalitatieve methoden

Kwalitatieve methoden zijn gebaseerd op chemische reacties zoals neerslag en complexe vorming, evenals het gebruik van scheidingstechnieken om de componenten van een monster te identificeren. Dit zijn klassieke methoden en bevatten de volgende voorbeelden:

• Kationische analytische marsen: Systematische set chemische tests die de aanwezigheid van bepaalde metaalkationen identificeren.
• Anionische analytische marsen: Systematische set chemische tests die de aanwezigheid van bepaalde gemeenschappelijke anionen bevestigen.
• Vlamtests: Een eenvoudige analyse waarmee u enkele metalen kunt identificeren volgens de vlamkleur wanneer het monster wordt verbrand.

2.  Kwantitatieve methoden

Deze bestaan ​​uit het bepalen van de concentratie van een soort in een monster. Analytische methoden zijn in het algemeen onderverdeeld in klassieke natte technieken zoals volumetrie en gravimetrie, en moderne instrumentale technieken zoals spectrometrische technieken en chromatografie, die hieronder worden uitgelegd:

• Volumetrische analysemethoden

Chemische analist door een diploma uit te voeren

Volumetrie verwijst naar een reeks technieken voor de indirecte bepaling van de concentratie van een analyt in een monster of in een hoeveelheid hiervan, gebaseerd op de meting van het volume van een bekend concentratiereagens dat nodig is om de analyt te consumeren. Deze technieken worden ook diploma's of waarderingen genoemd.

Kan u van dienst zijn: oxácido

Alle volumetrische methoden zijn gebaseerd op het vinden van het gelijkwaardigheidspunt, waarin wordt vervuld dat:

Aangezien de equivalenten gelijk zijn aan de normale concentratie door het volume en de concentratie van de titulaire bekend is, betekent het meten van het volume ervan dat het aantal equivalenten van de titler bekend zal zijn, en daarom van de analyt of getiteld, zoals getoond, zoals getoond tot voortzetting:

Er zijn veel analytische methoden op basis van volumetrie, die verschillen volgens het type chemische reactie die ze gebruiken. Afhankelijk hiervan kunnen de volgende soorten volumetrische methoden worden onderscheiden:

• • Zuurbasisvolumetrie: In deze gevallen is de analyt een zuur en de titel A -basis, of het tegenovergestelde. De reactie is een zuur-base neutralisatie en het eindpunt van de graad wordt bepaald door de kleurverandering van een chemische indicator.
  • Neerslagvolumetrie: In deze techniek is de betrokken reactie de vorming van een onoplosbaar neerslag.
  • Beoordeling of volumetrie van complexe vorming: In dit geval is de reactie de vorming van een metaalcomplex, soms gekleurd, soms niet.
  • Redox -volumetrie: Het verwijst naar de volumetrie die een oxidatie- en reductiereactie tussen de titulaire en de analyt impliceert. De ene speelt de rol van oxidatiemiddel en de andere van de reducer.

• Gravimetrische analysemethoden

Analytische schalen die worden gebruikt in gravimetrische analyse

In tegenstelling tot het vorige geval zijn deze methoden gebaseerd op de meting van de massa of de verandering in de massa van een monster nadat ze zijn onderworpen aan verschillende soorten chemische en thermische behandelingen.

Enkele voorbeelden van gemeenschappelijke gravimetrische methoden in het analytische chemielaboratorium zijn:

• • Neerslagmethoden: In deze gevallen is de analyt meestal een ion dat kwantitatief wordt neergeslagen in de vorm van een onoplosbaar zout. Zei zoutfilters en droogt en bepaal vervolgens de massa ervan. Met deze massa wordt vervolgens de hoeveelheid analyt in het oorspronkelijke monster bepaald.
  • Vervluchtmethoden: In tegenstelling tot de vorige, wordt de analyt in dit geval gescheiden van de monstermatrix in de vorm van een gas. In sommige methoden wordt dit gas verzameld door te reageren met een adequaat reagens en vervolgens het product van deze reactie te wegen. In andere wordt de massa van het gas bepaald door middel van het gewichtsverschil voor en na vervluchtiging.
  • Elektrodepositie: Het is vergelijkbaar met neerslagmethoden, behalve het feit dat de analyt op een elektrode wordt afgezet vanwege een redoxreactie die wordt gegenereerd door een elektrische stroom. De toename van de elektrodemassa maakt het mogelijk om de hoeveelheid analyt in het monster te bepalen.

• Instrumentele methoden

Geautomatiseerd analytisch instrument

Moderne analytische methoden zijn meestal gebaseerd op het gebruik van geavanceerde wetenschappelijke instrumenten die in staat zijn om complexe monsters efficiënt, precies en, in sommige gevallen, geautomatiseerd te analyseren. Deze methoden zijn gebaseerd op de meting van sommige fysieke eigenschappen die kunnen worden gecorreleerd met de concentratie van de analyt in het monster.

Kan u van dienst zijn: alkalische metalen: fysische en chemische eigenschappen, gebruik, verkrijgen

Sommige technieken meten verschillen in elektrische potentiaal- of stroomintensiteiten, terwijl andere de hoeveelheid licht meten die wordt uitgestoten of geabsorbeerd door atomen of moleculen bij specifieke golflengten.  Enkele voorbeelden van instrumentele analytische methoden zijn:

• • Spectrometrische methoden: Deze methoden zijn gebaseerd op het fenomeen van het lichtabsorptie door atomen en moleculen, of op de uitstoot van licht wanneer atomen worden verwarmd bij hoge temperaturen. In het eerste geval worden de technieken absorptiespectrometrie genoemd (atomair of moleculair zoals het geval kan zijn) en in het tweede worden ze atomaire emissiespectrometrie genoemd.
  • Elektroanalytische methoden: In tegenstelling tot de vorige, meet deze meetwijzigingen in elektriciteit of in de elektrische eigenschappen van een monster in aanwezigheid van de analyt. Dit omvat de huidige intensiteitsmetingen (zoals in het geval van polarografie), spanning (zoals in het geval van pH-methoden), elektrische geleidbaarheid, enz.

• Chromatografische methoden

Chromatografie kan worden beschouwd als een klasse, afgezien van een afzonderlijke analytische methode, omdat het scheiding, kwalitatieve identificatie en kwantificering omvat. Deze methoden kunnen worden gecombineerd met volumetrische of instrumentele technieken voor de analyse van afzonderlijke analyten.

In deze techniek lost een complex monster op in een adequaat oplosmiddel en stroomt door een poreus materiaal zoals een gel, een filterpapier of fijn zand, geduwd door dezelfde oplosmiddel.

De verschillende opgeloste stoffen die in het monster aanwezig zijn, hebben verschillende affiniteiten vanwege het poreuze materiaal, dus sommigen zullen er sneller doorheen gaan dan andere. Uiteindelijk worden de breuken die vertrekken voor analyse verzameld, of worden ze online geanalyseerd door middel van een absorptiespectrometer.