INTRODUCCION Y CONCEPTOS GENERALES - …

1 Introducci n y CONCEPTOS GENERALES 1 INTRODUCCION Y CONCEPTOS GENERALES La Qu mica Anal tica es una rama de la Ciencia que trata acerca de la caracterizaci n de las sustancias qu micas. Por ello, su objeto lo constituye la materia en todas sus formas, ya sea inanimada o viviente, existente o posible. Su amplitud es enorme, pues abarca desde los tomos m s sencillos hasta los productos naturales o sint ticos m s complejos. Seg n la naturaleza de los objetos analizados, puede tomar distintas acepciones, como An lisis Cl nico , An lisis de Alimentos , An lisis Medioambiental , An lisis Farmac utico , etc. Este amplio campo hace imprescindible una relaci n con la pr ctica totalidad de las ciencias experimentales y con la tecnolog a industrial, colaborando a la resoluci n de sus problemas y convirti ndose en un poderoso auxiliar para su desarrollo e investigaci n.

2 El conocimiento de la composici n de la materia presenta los aspectos de: Identificaci n de los grupos qu micos presentes en ella (mol culas, tomos, iones) Determinaci n de la proporci n en la que dichos grupos constituyen la muestra. Estos campos de acci n dan lugar a la cl sica divisi n de la Qu mica Anal tica en Cualitativa y Cuantitativa. El conocimiento de la composici n de la materia en las dos facetas mencionadas se ha considerado durante mucho tiempo como finalidad tradicional de la Qu mica Anal tica, juntamente con el desarrollo racional de nuevos m todos qu micos, qu mico-f sicos o f sicos que colaboren al esclarecimiento de la composici n de los materiales. Actualmente el campo de acci n es much simo m s extenso, tal como se ala Elving en su definici n: "La Qu mica Anal tica es la Ciencia que estudia todas las t cnicas y m todos necesarios para obtener conocimientos de El an lisis de objetos implica siempre una medida de distintos par metros, y la ciencia que tiene las mediciones como objetivo se denomina Metrolog a.

3 Por ello, el Prof. Valc rcel ( Principios de Qu mica Anal tica . Springer-Verlag Ib rica. 1999) considera que La Qu mica Anal tica es una ciencia metrol gica que desarrolla, optimiza y aplica procesos de medida, encaminados a obtener informaci n (bio)qu mica global o parcial de calidad de objetos o sistemas naturales o artificiales para resolver problemas anal ticos . Claudio Gonz lez P rez 2 la composici n, identidad, pureza y constituci n de la materia en t rminos de la clase, cantidad y forma de agrupamiento de tomos y mol culas e, igualmente la determinaci n de aquellas propiedades y comportamientos f sicos que pudieran estar en relaci n con la consecuci n de aquellos objetivos." METODOS ANALITICOS Los m todos empleados por la Qu mica Anal tica (m todos anal ticos) considerados como cl sicos se emplearon durante un largo periodo de tiempo para la caracterizaci n de la materia.

4 Estos m todos, esencialmente emp ricos, implicaban en la mayor parte de los casos una gran destreza experimental. Actualmente se utilizan CONCEPTOS , fen menos y propiedades desconocidos en la Qu mica Cl sica, o a los que apenas se les conced a valor. As , el conocimiento qu mico-f sico que actualmente se tiene del equilibrio qu mico, de las reacciones en disoluci n, as como la utilizaci n adecuada de CONCEPTOS tales como enmascaramiento de iones, exaltaci n de la reactividad, estabilizaci n o dismutaci n, etc. han contribuido a aumentar y consolidar la base sobre la que se asientan los antiguos m todos emp ricos, as como a desarrollar otros nuevos. Los distintos m todos anal ticos pueden clasificarse en: M todos Qu micosAn lisis CuantitativoM todos InstrumentalesM todos OpticosM todos Electroqu micosOtros m todosAn lisis cualitativo Esta clasificaci n distingue entre los m todos qu micos, en los que se incluyen los cl sicos de an lisis cualitativo y cuantitativo, y los m todos Introducci n y CONCEPTOS GENERALES 3 instrumentales, en los que se engloban aquellos que emplean alg n aparato distinto de la balanza y la bureta*.

5 Los m todos qu micos se caracterizan por estar basados en las reacciones qu micas y aunque se clasifican habitualmente en cualitativos y cuantitativos, la mayor a de los m todos anal ticos pueden suministrar informaci n cualitativa y cuantitativa, seg n los par metros que se utilicen. Cualquier propiedad de la materia susceptible de ser medida tiene, en principio, aplicaci n anal tica. Surgen de este forma los m todos instrumentales, para los cuales no es esencial el concurso de una reacci n qu mica. Estos m todos normalmente no son absolutos, ya que la relaci n entre la propiedad medida y la concentraci n del componente de inter s suele ser relativamente compleja. El An lisis cualitativo tiene por objeto el reconocimiento o identificaci n de los elementos o de los grupos qu micos presentes en una muestra.

6 Actualmente, en an lisis cualitativo inorg nico existen dos tendencias claramente definidas: la que se basa en la utilizaci n de marchas sistem ticas, basadas en la separaci n en grupos, y la que utiliza la identificaci n directa, sin separaciones. Mientras que en an lisis inorg nico la finalidad fundamental reside en la identificaci n de los iones (cationes y aniones), en an lisis cualitativo org nico se persigue la identificaci n de los elementos y grupos funcionales que integran la muestra. Debido a la complejidad de muchas muestras org nicas, la sistematizaci n es m s dif cil y est menos conseguida que en an lisis inorg nico. Por otra parte, el extraordinario xito alcanzado por algunos m todos instrumentales (espectroscopia ultravioleta , visible o infrarroja, resonancia magn tica nuclear, cromatograf a y espectrometr a de masas) en la determinaci n estructural de compuestos org nicos hace que cada d a se apliquen m s extensamente estos m todos con fines t picamente anal ticos.

7 * En realidad, los m todos cl sicos incluyen todos aquellos m todos que se basan casi exclusivamente en reacciones qu micas y en los que la instrumentaci n es escasa (balanzas, sistemas potenciom tricos, conductim tricos o de alg n otro tipo para detectar el punto final de las valoraciones, etc.). De hecho, muchos m todos anal ticos instrumentales emplean reacciones qu micas, y no se les considera dentro del grupo de los m todos qu micos, debido a que en ellos el instrumento tiene mayor peso en el conjunto de la determinaci n. Claudio Gonz lez P rez 4 ANALISISCUALITATIVOI norg nicoOrg nicoIdentificaciones directasAn lisis elementalAn lisis funcionalANALISISCUANTITATIVOM todosVolum tricosM todosGravim tricosAcido baseComplejosRedoxPrecipitaci nPrecipitaci nExtracci nVolatilizaci nOtrosMarchas sistem ticas El fundamento de los m todos cl sicos de An lisis Cuantitativo es la aplicaci n de las leyes de la estequiometr a.

8 La forma de proceder es tomar una cantidad perfectamente determinada de muestra (en peso o en volumen) y someterla a reacciones qu micas que tengan lugar de forma pr cticamente completa y en las que intervenga el componente a determinar, deduci ndose la cantidad buscada del peso del producto de la reacci n (m todos gravim tricos) o del volumen de reactivo consumido (m todos volum tricos). En general, puede decirse, que la mayor parte del an lisis es cuantitativo, ya que frecuentemente se conoce la composici n cualitativa de la muestra por su origen. En caso contrario, la identificaci n cualitativa ha de preceder a la determinaci n cuantitativa, ya que los resultados de la primera sirven de gu a para la selecci n del m todo y el procedimiento a emplear en la segunda.

9 De todas formas, los ensayos cualitativos son cuantitativos en alguna medida y proporcionan informaci n semi-cuantitativa, ya sea por la cantidad de precipitado, por la intensidad de un color, la densidad de ennegrecimiento de una l nea espectral sobre una placa fotogr fica, etc. El desarrollo que los m todos instrumentales han experimentado en las ltimas d cadas ha constituido uno de los mayores avances del an lisis qu mico, pues, con su colaboraci n se mejoran condiciones en cuanto a sensibilidad, selectividad, rapidez, automatizaci n, etc. Los m todos electroqu micos tienen su fundamento en la evoluci n de la intensidad, potencial, tiempo y resistencia a medida que transcurren las reacciones, representada dicha evoluci n por las curvas intensidad-potencial.

10 En los distintos m todos electro-anal ticos se utilizan las curvas Introducci n y CONCEPTOS GENERALES 5 completas, partes de las curvas, o simplemente puntos, siendo la intensidad la variable cuantitativa y el potencial la cualitativa. Los m todos pticos de an lisis cubren un amplio campo de aplicaci n, incluy ndose bajo este ep grafe general todos aquellos que implican una interacci n entre la radiaci n electromagn tica y la materia. La radiaci n que incide sobre una muestra material puede ser absorbida por ella (generalmente de forma parcial) y transformada en energ a t rmica. A su vez, parte de la radiaci n puede ser dispersada o re-emitida, con o sin cambio en la longitud de onda, o, incluso es posible que simplemente se origine un cambio en las propiedades de la radiaci n al ponerla en contacto con la muestra, sin necesidad de producirse absorci n o emisi n (tal es el caso que se presenta en los fen menos de polarizaci n).