Química Analítica

O que é química analítica?

A química analítica é denominada um ramo da química que tem como foco a compreensão da matéria , ou seja, a análise dos materiais que compõem uma amostra, por meio de métodos experimentais ou laboratoriais.

A química analítica pode ser classificada em química analítica quantitativa e qualitativa . A química analítica quantitativa é utilizada para determinar a quantidade, concentração ou proporção de um ou mais componentes em uma amostra, ou seja, trata da quantificação da matéria.

A química analítica qualitativa é utilizada para descobrir quais são os componentes de uma amostra, ou seja, trata da identificação de cada componente da amostra. Por outro lado, a química analítica também é usada para a separação dos componentes de uma amostra. Geralmente, a substância em questão (aquela a ser identificada ou quantificada) é chamada de analito.

O conhecimento que deu origem à química analítica surgiu da ideia moderna da composição química da matéria, surgida no século XVIII.

Um marco importante no desenvolvimento desta disciplina foi a compreensão da correlação entre as propriedades físicas da matéria e sua composição química. Para isso, o estudo da espectroscopia, eletroquímica e polarografia foram fundamentais.

No entanto, a invenção de métodos de análise química que permitissem a compreensão mais plena da matéria avançaria com o desenvolvimento científico e tecnológico, de modo que as características gerais do campo da química analítica só seriam definidas no século XX.

A química analítica usa os seguintes métodos analíticos para entender a matéria:

Métodos Quantitativos

• Métodos volumétricos. Conhecidos como titulação ou titulação, são métodos quantitativos em que um reagente cuja concentração é conhecida (substância titulante) é utilizado para determinar o de outro reagente cuja concentração é desconhecida (analito ou substância a ser analisada na amostra), por meio de uma reação química Em titulações, geralmente, são usados ​​indicadores que marcam o ponto final da reação. Existem diferentes tipos de graus:
  • Titulações ácido-base. Eles são aqueles em que um ácido reage com uma base usando um indicador ácido-base. Em geral, a base é colocada em uma bureta (recipiente químico usado para medir volumes) e um volume é colocado em um Erlenmeyer.ácido conhecido com algumas gotas de fenolftaleína (indicador) adicionadas. A fenolftaleína torna-se rosa em um meio básico e é incolor em meio ácido. Em seguida, o método consiste em adicionar a base ao ácido até que a solução final fique rosa, o que significa que a reação entre o ácido e a base atingiu seu ponto final. Um instante antes de atingir o ponto final, a reação atinge seu ponto de equivalência, que é onde a quantidade de substância no titulante é igual à quantidade de substância no analito. Se a estequiometria na reação for 1: 1, ou seja, a mesma quantidade de substância analítica e titulante reagir, a seguinte equação pode ser usada para determinar a quantidade de analito:
    

Onde:

• • [ X ] é a concentração conhecida da substância X, expressa em mol / L ou unidades equivalentes.
  • V (X) é o volume da substância X dispensado da bureta, expresso em L ou unidades equivalentes.
  • [ Y ] é a concentração desconhecida do analito Y , expressa em mol / L ou unidades equivalentes.
  • V (Y) é o volume da substância Y contido no Erlenmeyer, expresso em L ou unidades equivalentes.

É importante esclarecer que, embora essa equação seja amplamente utilizada, muitas vezes varia dependendo do tipo de grau utilizado.

• • Titulações redox. A base é a mesma que nas titulações ácido-base, mas neste caso há uma reação redox entre o analito e uma solução oxidante ou redutora, conforme o caso. O indicador utilizado pode ser um potenciômetro (equipamento para medir a diferença de potencial) ou um indicador redox (compostos que possuem uma cor definida em cada um de seus estados de oxidação).
  • Qualificações de formação complexa. Eles consistem na reação de formação complexa entre o analito e o titulante.
  • Titulações de precipitação. Eles consistem na formação de um precipitado. Eles são muito específicos e os indicadores usados ​​são muito particulares para cada reação.
• Métodos gravimétricos. Método quantitativo que consiste em medir o peso de um material ou substância antes e depois de fazer qualquer alteração. O instrumento para realizar a medição é geralmente uma balança analítica. Existem vários métodos gravimétricos:
  • Precipitação. Consiste na formação de um precipitado, de forma que, ao ser pesado, sua quantidade na amostra original possa ser calculada por meio de relações estequiométricas. O precipitado pode ser recolhido da solução em que se encontra por filtração . Para aplicar este método, o analito deve ser pouco solúvel e quimicamente bem definido.
  • Volatilização. Consiste em volatilizar o analito para separá-lo da amostra. Em seguida, o analito é recuperado através de sua absorção em algum material, este material é pesado, e o ganho de peso será devido à incorporação do analito, cujo peso será calculado pela diferença de pesos do material absorvente antes e depois de ter absorvido o analito. Este método só pode ser aplicado quando o analito é a única substância volátil na amostra.
  • Eletrodeposição. Consiste em uma reação redox onde o analito é depositado em um eletrodo como parte de um composto. O eletrodo é então pesado antes e depois da reação redox, dessa forma a quantidade de analito depositada pode ser calculada.

Métodos instrumentais mais avançados:

• Métodos espectrométricos. Os aparelhos são usados ​​para medir o comportamento da radiação eletromagnética ( luz ) em contato com a substância ou composto que está sendo analisado.
• Métodos eletroanalíticos. Semelhante à espectrometria, mas a eletricidade é usada em vez da luz para medir o potencial elétrico ou corrente elétrica transmitida pela substância a ser analisada.
• Métodos cromatográficos. A cromatografia é um método de separação, caracterização e quantificação de misturas complexas. Usado para separar um ou mais componentes de uma misturae ao mesmo tempo identificá-los e calcular sua concentração ou quantidade na amostra, ou seja, quantificá-los. O método cromatográfico consiste basicamente em uma fase estacionária e uma fase móvel que fazem parte de um equipamento ou estrutura que serve para analisar a amostra. A fase estacionária é imóvel e consiste em uma substância que adere a algum sistema geralmente desenhada na forma de uma coluna e a fase móvel é uma substância (líquida ou gasosa) que flui através da fase estacionária. A separação dos componentes (analitos) ocorre de acordo com a afinidade de cada um deles pela fase estacionária ou pela fase móvel, que dependerá de várias propriedades químicas e físicas (de cada uma ou de ambas as fases). Existem diferentes tipos de cromatografia dependendo das substâncias utilizadas como fase móvel e estacionária, das condições impostas ao método e dos projetos do equipamento cromatográfico. Por exemplo, na imagem a seguir você pode ver a separação dos diferentes componentes de uma mistura que foi injetada em uma coluna cromatográfica. Você pode ver o diferentecores de cada componente conforme eles descem através da fase estacionária que preenche a coluna:
  

Veja também: Lei de Conservação da Matéria