La química es una ciencia que se organiza en varias ramas, una de las cuales es la de Química Analítica, área que estudia y aplica técnicas de identificación de muestras, que pueden ser naturales o artificiales.
La Química Analítica, a su vez, también se subdivide en algunos campos, según el objetivo del estudio. Si este objetivo es descubrir exactamente qué elementos componen una muestra (cualitativa) y en qué proporción aparecen en la molécula o en la fórmula (cuantitativa), entonces es la rama de análisis elemental.
Por ejemplo, digamos que se encontró una sustancia líquida incolora en la escena de un crimen. Saber qué es esta sustancia puede ayudarlo a averiguar cómo fue asesinada la víctima y quién fue el asesino, según el caso. Esta muestra encontrada puede ser solo una sustancia, como agua, o una mezcla de sustancias, como agua y alcohol.
Por lo tanto, antes de proceder al estudio cuantitativo o cualitativo, el químico primero analiza las propiedades físicas y químicas del material.
Por ejemplo, si la muestra es una sustancia pura, tendrá un punto de ebullición y un punto de fusión fijos a una determinada temperatura cada uno. Por otro lado, si es una mezcla, los puntos de fusión y ebullición no serán fijos y constantes, pero el cambio de estado físico ocurrirá en un rango de temperaturas.
Si la muestra encontrada en la escena del crimen mencionada anteriormente tiene un punto de ebullición fijo a 100 ° C y un punto de fusión fijo a 0 ° C, el químico ya sabrá que es agua. Pero digamos que en realidad es una mezcla, por lo que utilizará técnicas de separación de mezclas, como precipitación, extracción y destilación. Por ejemplo, si cada componente (analito) tiene un punto de ebullición diferente, se puede realizar una destilación.
Para averiguar qué elementos componen la fórmula o molécula de la sustancia, el químico comienza a realizar la análisis elemental cualitativo, en el que se realizan reacciones de descomposición y pruebas estandarizadas, como el tratamiento de analitos con reactivos que pueden producir compuestos que se pueden identificar por color, solubilidad, puntos de fusión y ebullición etc.
Por ejemplo, la sustancia se puede disolver en bases o ácidos para verificar cambios de color o formación de precipitados para identificar la sustancia de partida.
Para conocer también la proporción en la que los elementos que componen la sustancia aparecen en su fórmula o molécula, el químico procede con las técnicas de análisis elemental cuantitativo. Esta determinación generalmente se hace inicialmente en masa o volumen y luego en cantidad de materia (mol).
Algunas técnicas comúnmente utilizadas son la volumetría (titulaciones) y la gravimetría (mediciones de masa). Estos métodos clásicos se utilizan ampliamente debido a la relativa simplicidad del equipo necesario y la fiabilidad de los resultados obtenidos.
Sin embargo, actualmente hay muchos equipos analíticos modernos que tienen o están conectados a uno o más dispositivos electrónicos sofisticados, como amplificadores, circuitos integrados, microprocesadores o incluso computadoras, que son capaces de realizar análisis tanto cualitativos como cuantitativos directamente. Esto es muy importante no solo por la precisión y exactitud del análisis, sino también para evitar que el analista se exponga a sustancias peligrosas, como gases que podrían envenenarlo.
Microscopio electrónico de barrido JSM-6510 en la Exposición Internacional de Equipos de Análisis y Laboratorio, 28 de abril de 2011 en Moscú*
Con esto, es posible determinar la masa molecular de la sustancia y su porcentaje, fórmulas mínimas y moleculares, lo que permite identificar de qué sustancia se trata.
* Crédito editorial: dikiiy / shutterstock.com
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/analise-elementar.htm