La chimica è una scienza organizzata in più branche, una delle quali è quella della that Chimica analitica, un'area che studia e applica tecniche di identificazione dei campioni, che possono essere naturali o artificiali.
Anche la Chimica Analitica, a sua volta, è suddivisa in alcuni campi, secondo l'obiettivo dello studio. Se questo obiettivo è scoprire esattamente quali elementi compongono un campione (qualitativo) e in che proporzione compaiono nella molecola o nella formula (quantitativa), allora è il ramo di analisi elementare.
Ad esempio, supponiamo che sulla scena del crimine sia stata trovata una sostanza liquida incolore. Sapere cos'è questa sostanza può aiutarti a scoprire come è stata uccisa la vittima e chi era l'assassino, a seconda dei casi. Questo campione trovato potrebbe essere solo una sostanza, come l'acqua, o una miscela di sostanze, come l'acqua e l'alcol.
Quindi, prima di procedere allo studio quantitativo o qualitativo, il chimico prima analizza le proprietà fisiche e chimiche del materiale.
Ad esempio, se il campione è una sostanza pura, avrà un punto di ebollizione fisso e un punto di fusione a una certa temperatura ciascuno. Se invece si tratta di una miscela, i punti di fusione e di ebollizione non saranno fissi e costanti, ma il cambiamento di stato fisico avverrà in un intervallo di temperature.
Se il campione trovato sulla scena del crimine di cui sopra ha un punto di ebollizione fisso a 100°C e un punto di fusione fisso a 0°C, il chimico saprà già che si tratta di acqua. Ma diciamo che in realtà è una miscela, quindi utilizzerà tecniche di separazione della miscela, come precipitazione, estrazione e distillazione. Ad esempio, se ogni componente (analita) ha un punto di ebollizione diverso, si può effettuare una distillazione.
Per scoprire quali elementi compongono la formula o la molecola della sostanza, il chimico inizia a eseguire il analisi qualitativa elementare, in cui vengono eseguite reazioni di decomposizione e test standardizzati, come il trattamento di analiti con reagenti che possono produrre composti che possono essere identificati per colore, solubilità, punti di fusione e di ebollizione eccetera.
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Ad esempio, la sostanza può essere disciolta in basi o acidi per verificare le variazioni di colore o la formazione di precipitati per identificare la sostanza di partenza.
Per scoprire anche la proporzione in cui gli elementi che compongono la sostanza compaiono nella sua formula o molecola, il chimico procede con le tecniche di analisi elementare quantitativa. Questa determinazione viene solitamente effettuata inizialmente in massa o volume e poi in quantità di materia (mol).
Alcune tecniche comunemente usate sono la volumetria (titolazioni) e la gravimetria (misure di massa). Questi metodi classici sono ampiamente utilizzati per la relativa semplicità delle apparecchiature necessarie e l'affidabilità dei risultati ottenuti.
Attualmente, tuttavia, esistono molte moderne apparecchiature analitiche che hanno o sono collegate a uno o più dispositivi elettronici sofisticati, come ad esempio amplificatori, circuiti integrati, microprocessori o anche computer, in grado di eseguire analisi sia qualitative che quantitative direttamente. Questo è molto importante non solo per la precisione e l'accuratezza dell'analisi, ma anche per evitare che l'analista si esponga a sostanze pericolose, come i gas che potrebbero avvelenarlo.
Microscopio elettronico a scansione JSM-6510 alla fiera internazionale delle apparecchiature di analisi e laboratorio, 28 aprile 2011 a Mosca*
Con questo, è possibile determinare la massa molecolare della sostanza e la sua percentuale, formula minima e molecolare, che consente di identificare di quale sostanza si tratta.
* Credito editoriale: dikiiy / shutterstock.com
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
