• Wat is analytische chemie?

We leggen uit wat analytische chemie is en waar deze tak van chemie zich op richt. Ook de analytische methoden die je gebruikt.

Analytische chemie maakt gebruik van verschillende analytische methoden.

Wat is analytische chemie?

Analytische chemie wordt een tak van de genoemd chemie dat zich richt op het begrijpen van de materie, dat wil zeggen, van de analyse van de materialen waaruit een monster bestaat, met behulp van experimentele of laboratoriummethoden.

Analytische chemie kan worden ingedeeld in kwantitatieve en kwalitatieve analytische chemie. Kwantitatieve analytische chemie wordt gebruikt om de hoeveelheid, concentratie of proportie van een of meer componenten in een monster, dat wil zeggen, het gaat over het kwantificeren van materie.

Kwalitatieve analytische chemie wordt gebruikt om te weten wat de componenten van een monster zijn, dat wil zeggen, het houdt zich bezig met het identificeren van elke component van het monster. Aan de andere kant wordt analytische chemie ook gebruikt voor de scheiding van de componenten van een monster. Over het algemeen wordt de stof in kwestie (de stof die moet worden geïdentificeerd of gekwantificeerd) een analyt genoemd.

De kennis die aanleiding gaf tot analytische chemie kwam voort uit het moderne idee van de chemische samenstelling van materie, dat opkwam in de 18e eeuw.

Een belangrijke mijlpaal in de ontwikkeling hiervan discipline Het was het begrip van de correlatie tussen de fysieke eigenschappen van materie en de chemische samenstelling ervan. Daarbij stonden de studie van spectroscopie, elektrochemie en polarografie centraal.

De uitvinding van methoden voor chemische analyse die een vollediger begrip van materie mogelijk zouden maken, zou echter samen met de wetenschappelijke en technologische ontwikkeling vooruitgaan, zodat de algemene kenmerken van het gebied van analytische chemie pas in de twintigste eeuw zouden worden gedefinieerd.

Analytische chemie gebruikt de volgende analytische methoden om materie te begrijpen:

Kwantitatieve methoden

• Volumetrische methoden. Titratie of titratie, dit zijn kwantitatieve methoden waarbij een reagens waarvan de concentratie bekend is (titrantstof) wordt gebruikt om die van een ander reagens te bepalen waarvan de concentratie onbekend is (analyt of stof die in het monster moet worden geanalyseerd), door middel van een chemische reactie Bij titraties worden in het algemeen indicatoren gebruikt die het eindpunt van de reactie aangeven. Er zijn verschillende soorten graden:
  • Zuur-base titraties. Het zijn die waarin een zuur met een base met behulp van een zuur-base-indicator. Over het algemeen wordt de basis in een buret (chemicaliëncontainer die wordt gebruikt om volumes te meten) geplaatst en een kolf in een erlenmeyer. volume bekend zuur waaraan enkele druppels fenolftaleïne (indicator) zijn toegevoegd. Fenolftaleïne wordt roze in een basisch medium en is kleurloos in een zuur medium. Dan bestaat de methode uit het toevoegen van de base aan het zuur totdat de uiteindelijke oplossing roze wordt, wat betekent dat de reactie tussen het zuur en de base zijn eindpunt heeft bereikt. Een moment voordat het eindpunt wordt bereikt, bereikt de reactie zijn equivalentiepunt, dat is waar de hoeveelheid stof in de titrant gelijk is aan de hoeveelheid stof in de analyt. Als de stoichiometrie in de reactie 1: 1 is, dat wil zeggen dat dezelfde hoeveelheid analytstof reageert als de titrant, kan de volgende vergelijking worden gebruikt om de hoeveelheid analyt te bepalen:
    

Waar:

• • [x] is de bekende concentratie van de stof X, uitgedrukt in mol/L of gelijkwaardige eenheden.
  • V (X) is het volume van de stof x afgegeven uit de buret, uitgedrukt in L of gelijkwaardige eenheden.
  • [ja] is de onbekende concentratie van de analyt ja, uitgedrukt in mol/L of equivalente eenheden.
  • V (J) is het volume van de stof ja in de erlenmeyer, uitgedrukt in L of gelijkwaardige eenheden.

Het is belangrijk om te verduidelijken dat, hoewel deze vergelijking veel wordt gebruikt, deze vaak varieert afhankelijk van het type graad dat wordt gebruikt.

• • Redox-titraties. De basis is hetzelfde als bij zuur-base titraties, maar in dit geval is er een redoxreactie tussen de analyt en een ontbinding oxiderend of reducerend, al naar gelang het geval. De gebruikte indicator kan een potentiometer zijn (apparatuur om potentiaalverschillen te meten) of een redoxindicator (verbindingen die een gedefinieerde kleur hebben in elk van hun oxidatietoestanden).
  • Kwalificaties voor complexe vorming. Ze bestaan ​​uit de complexe vormingsreactie tussen de analyt en de titrant.
  • Neerslagtitraties. Ze bestaan ​​uit de vorming van een neerslag. Ze zijn zeer specifiek en de gebruikte indicatoren zijn zeer specifiek voor elke reactie.
• Gravimetrische methoden. Kwantitatieve methode die bestaat uit het meten van het gewicht van een materiaal of stof voor en na het aanbrengen van wijzigingen. Het instrument om de . uit te voeren meting het is over het algemeen een analytische balans. Er zijn verschillende gravimetrische methoden:
  • Neerslag. Het bestaat uit de vorming van een neerslag, zodat wanneer het wordt gewogen, de hoeveelheid in het oorspronkelijke monster kan worden berekend met behulp van stoichiometrische relaties. Het neerslag kan worden opgevangen uit de oplossing waarin het wordt gevonden door: filtratie. Om deze methode toe te passen, moet de analyt slecht oplosbaar en chemisch goed gedefinieerd zijn.
  • vervluchtiging. Het bestaat uit het vervluchtigen van de analyt om deze van het monster te scheiden. Vervolgens wordt de analyt teruggewonnen door zijn absorptie in een materiaal, dit materiaal wordt gewogen en de winst van gewicht Dit komt door de opname van de analyt, waarvan het gewicht wordt berekend door het verschil in gewicht van het absorberende materiaal voor en na de analyt te hebben geabsorbeerd. Deze methode kan alleen worden toegepast wanneer de analyt de enige vluchtige stof in het monster is.
  • Elektrodepositie. Het bestaat uit een redoxreactie waarbij de analyt wordt afgezet op een elektrode als onderdeel van een verbinding. De elektrode wordt dan voor en na de redoxreactie gewogen, op deze manier kan de hoeveelheid afgezet analyt worden berekend.

Meer geavanceerde instrumentale methoden:

• Spectrometrische methoden. Apparaten worden gebruikt om het gedrag van elektromagnetische straling te meten (licht) in contact met de stof of verbinding die wordt geanalyseerd.
• Elektroanalytische methoden. Vergelijkbaar met de spectrometrische, maar de elektriciteit in plaats van licht om elektrische potentiaal te meten of elektrische stroom overgedragen door de te analyseren stof.
• Chromatografische methoden. De chromatografie is een methode voor het scheiden, karakteriseren en kwantificeren van complexe mengsels. Het wordt gebruikt om een ​​of meer componenten van a . te scheiden mengsel en identificeer ze tegelijkertijd en bereken hun concentratie of hoeveelheid in het monster, dat wil zeggen kwantificeer ze. De chromatografische methode bestaat in feite uit een stationaire fase en een mobiele fase die deel uitmaken van een apparatuur of structuur die wordt gebruikt om het monster te analyseren. De stationaire fase is immobiel en bestaat uit een stof die zich hecht aan een systeem dat doorgaans in de vorm van een kolom is ontworpen, en de mobiele fase is een stof (vloeibaar of gasvormig) die door de stationaire fase stroomt. De scheiding van de componenten (analyten) gebeurt volgens de affiniteit van elk van hen voor de stationaire fase of voor de mobiele fase, die zal afhangen van verschillende chemische en fysische eigenschappen (van elk één of van beide fasen). Er zijn verschillende soorten chromatografie, afhankelijk van de stoffen die worden gebruikt als mobiele en stationaire fase, de voorwaarden die worden gesteld aan de methode en de ontwerpen van de chromatografische apparatuur. In de volgende afbeelding ziet u bijvoorbeeld de scheiding van de verschillende componenten van een mengsel dat op een chromatografische kolom werd geïnjecteerd. U kunt de verschillende zien kleuren van elke component terwijl ze afdalen door de stationaire fase die de kolom vult: