Fundamentos de Análisis Químico: Métodos Cualitativos, Cuantitativos y Técnicas Clásicas

Tipos de Análisis Químico

Análisis Cualitativo: Identificación de componentes.

Análisis Cuantitativo: Cuantificación de componentes.

Análisis Estructural: Establece la estructura bioquímica.

Análisis Cualitativo

Análisis Cualitativo Clásico

Se fundamenta en los sentidos humanos (vista y olfato). Se puede clasificar según:

• Naturaleza del analito: Inorgánico, orgánico, bioquímico.
• Procedimiento: Sin separaciones, con separaciones.

Análisis Cualitativo Instrumental

Las características físico-químicas de los analitos o de sus productos de reacción son transformadas en señales medibles por instrumentos de diferente naturaleza, que son utilizadas para su identificación.

Comparación: El método clásico se basa en los sentidos humanos, mientras que el instrumental utiliza otros instrumentos y ofrece mayor fiabilidad.

Análisis Cuantitativo

Implica la generación de información numérica sobre la cantidad absoluta o relativa de uno o varios analitos en una muestra.

Métodos para la Cuantificación

Se clasifican según el fundamento y la calibración metodológica:

• Métodos Calculables: Originan un resultado mediante cálculos basados en las leyes que rigen los parámetros físicos y químicos, materializándose en fórmulas matemáticas en las que están implicadas cantidades y medidas tomadas durante el proceso analítico. Incluyen:
  • Métodos absolutos.
  • Métodos absolutos con patrones químico-analíticos.
• Métodos Relativos: Basados en la comparación entre las señales proporcionadas por la muestra y un conjunto de patrones químico-analíticos, de las que se deduce un resultado sin necesidad de teorías físicas o químicas. Incluyen:
  • Métodos por interpolación.
  • Métodos comparativos.

Equilibrios Químicos

Equilibrios Homogéneos

Implican una sola fase.

• Equilibrios de Formación de Complejos: Asociación de dos especies que pueden existir aisladamente. La formación de complejos es el proceso en el que se produce la transferencia de uno o más pares de electrones desde una especie dadora a una especie aceptora.
• Equilibrio Redox: Se intercambian electrones.

Equilibrios Heterogéneos

Implican dos o más fases.

• Precipitación: Aparición de una fase sólida.
• Distribución: Transferencia de una especie de una fase líquida a otra fase. Tipos:
  • Extracción Líquido-Líquido: Proceso en el que un soluto se transfiere de una fase líquida a otra líquida inmiscible.
  • Extracción Líquido-Sólido: Distribución de un soluto desde una fase líquida a una sólida.
  • Intercambio Iónico: Proceso en el que un soluto se transfiere desde una fase líquida a una fase sólida constituida por una resina cambiadora de iones.

Gravimetría

Técnica analítica clásica que permite cuantificar la masa y/o la concentración de un analito por pesada. Comúnmente se utiliza un producto de reacción o derivado estequiométrico del mismo.

Características: Muy exacto y preciso, pero muy lento y tedioso.

Tipos de Gravimetría

• Volatilización: Se basa en la diferencia de masa de la muestra después y antes del calentamiento.
• Electrodeposición: Deposición sobre un electrodo de un compuesto de relación conocida con el analito que se requiere cuantificar.
• Precipitación Química: Mediante la adición de un reactivo inorgánico u orgánico a la disolución de la muestra que contiene el analito.

Factor Gravimétrico

Cociente entre el peso fórmula del analito y el peso molecular de la forma pesada.

Volumetría (Valoración)

Técnica clásica que origina una metodología absoluta. Se basa en el empleo de estándares químico-analíticos que reaccionan estequiométricamente con el analito.

Requisitos de la Reacción Volumétrica

• Ser estequiométrica.
• Ser selectiva.
• Tener una constante de equilibrio alta.
• Ser rápida.
• Tener un sistema indicador de punto final adecuado.

Características de la Volumetría

• Sencilla.
• Rápida.
• Amplio campo de aplicación.

Tipos de Volumetría

Se clasifican según diversos criterios:

• Naturaleza de la reacción: Orgánica, inorgánica.
• Intervención humana: Manual, semiautomática, automática.
• Procedimiento: Directa, indirecta.
• Tipo de indicador: Visual, instrumental.
• Forma de medir la disolución valorante gastada: Volumétrica, gravimétrica.

Características de un Indicador Volumétrico

• Debe ofrecer un cambio brusco y nítido en el punto de equivalencia.
• Debe producir la respuesta a pequeñas concentraciones.
• No debe perturbar la reacción volumétrica.
• Debe responder a pequeñas concentraciones de analito o valorante cerca del punto de equivalencia.