Hom tendeix a reservar el nom d' anàlisi química a l’art de realitzar pràcticament els mètodes i les tècniques, mentre que el nom de química analítica és donat a la branca de la ciència que estudia llurs fonaments teòrics. Si els components a reconèixer i a determinar són els elements químics constitutius de la mostra de matèria en estudi, l’anàlisi és anomenada elemental: si són les funcions químiques, funcional ; si són les substàncies químiques, immediata . Segons les dimensions de la mostra analitzada hom classifica els mètodes en els de macroanàlisi , de semimicroanàlisi , de microanàlisi , d' ultramicroanàlisi , de submicroanàlisi i subultramicroanàlisi , adequats respectivament per a mostres d’una magnitud de l’ordre del gram, del centigram, del mil·ligram, del microgram (10 - 6 g), del nanogram (10 - 9 g) o del picogram (10 - 1 2 g). Els mètodes clàssics d’anàlisi eren basats gairebé exclusivament en l’ús de reaccions químiques: modernament hom ha generalitzat també els mètodes basats en la mesura de propietats físiques. Els primers exigien gairebé sempre la separació prèvia dels components a analitzar. Per a aquesta, hom aprofitava algunes vegades propietats com la volatilitat (separacions per sublimació, per destil·lació) o la solubilitat en dissolvents immiscibles amb l’aigua (separacions per extracció), però fonamentalment hom recorria a la formació de derivats insolubles (separació per precipitació) isolables per filtració. Recentment hom ha desenvolupat procediments eficacíssims de separació que són descrits sota els termes cromatografia i electroforesi , però, d’altra banda, també mètodes d’anàlisi que no exigeixen separacions. L’anàlisi qualitativa clàssica dels composts orgànics es basa en la separació dels components en funció de llur solubilitat en diferents dissolvents o en solucions aquoses amb diferents valors de pH. L’anàlisi qualitativa inorgànica consisteix en la dissolució de la mostra mitjançant, si cal, un tractament adequat, i en la separació de grups d’elements segons la insolubilitat d’algunes de llurs sals. Cada grup precipitat, un cop isolat dels altres, es redissol, i hom procedeix a noves reaccions de precipitació fins a aïllar cada element del grup. Aquest conjunt de separacions successives és anomenat marxa analítica sistemàtica . Un cop isolat cada component, hom procedeix a la seva identificació o reconeixement mitjançant reaccions característiques i visibles o, en el cas dels composts orgànics, especialment mitjançant la determinació d’alguna de les seves propietats específiques (punt de fusió, índex de refracció, poder rotatori òptic, etc). Ultra els mètodes corrents operant a partir de solucions ( via humida ), en alguns casos, en l’anàlisi qualitativa inorgànica, hom utilitza també per a la identificació dels elements presents (àdhuc sense cap separació prèvia), reaccions en sec, a temperatura elevada, que constitueixen l’anomenada via seca o pirognòsia , emprada clàssicament per a la identificació de minerals. Les reaccions d’identificació que poden donar resultat positiu amb composts de diversos elements són qualificades de selectives ; si només el donen amb un sol element, d' específiques . La quantitat mínima de compost que dóna resultat positiu en una determinada reacció de reconeixement rep el nom de sensibilitat d’aquesta. Actualment, especialment amb la introducció de reactius orgànics, hom ha aconseguit reaccions d’extremada sensibilitat. Aquests reactius han permès també el desenvolupament de gran nombre de reaccions específiques, fins al punt que hom ha pogut simplificar les marxes clàssiques de separació i reconèixer molts dels components de manera directa. Existeixen també mètodes instrumentals que permeten l’anàlisi qualitativa directa dels components com són: l’espectroscopia d’emissió (espectroscòpia)) i l’espectrometria de flurorescència de raigs X per a les mostres inorgàniques, i l’espectrometria d’absorció infraroja ( espectrometria)) per a les orgàniques. Per a l’anàlisi química quantitativa inorgànica o orgànica hom disposa d’una gran varietat de mètodes. Els més antics són la gravimetria i la volumetria , que fan ús directament d’una reacció química per tal de determinr la quantitat d’una substància present. En els mètodes gravimètrics, la reacció emprada és de preparació d’un derivat insoluble, que hom filtra, purifica i pesa. En els mètodes volumètrics, la reacció analítica té lloc entre solucions, i la valoració consisteix en la mesura del volum de solució de reactiu, de concentració coneguda, que és necessari per a reaccionar totalment amb un volum mesurat de la solució de la substància problema. El punt final de la valoració és reconegut a conseqüència del canvi de color d’un indicador químic afegit o a la brusca variació d’alguna propietat física adequada, per exemple, la conductivitat elèctrica, el potencial d’un electrode, la color o la intensitat del corrent elèctric que pot circular sota condicions fixades. Quan hom fa ús d’aquestes tècniques la volumetria és qualificada, respectivament de conductimètrica ( conductimetria), potenciomètrica ( potenciometria), fotomètrica o amperomètrica ( amperimetria). Més moderns que els anteriors són els mètodes anomenats instrumentals o quimicofísics , amb els quals l’anàlisi quantitativa d’una substància és realitzada a partir de la mesura d’alguna propietat, seguida de la pròpia substància o d’algun derivat seu de fàcil preparació que depengui de la quantitat o de la concentració de la mateixa. Les propietats de la matèria utilitzada són molt diverses, i les d’aplicació més general són les elèctriques i les òptiques. La mesura de les primeres dóna lloc als mètodes elèctrics d’anàlisi : conductometria , potenciometria , polarografia , coulombimetria , electroanàlisi , etc. La mesura de les propietats òptiques, relacionades amb els diversos modes d’interacció de la radiació electromagnètica amb la matèria, dóna lloc als mètodes òptics d’anàlisi que poden ésser d' emissió i d' absorció . Tant en els uns com en els altres, hom pot fer ús de radiació de molt diverses longituds d’ona, visible, ultravioleta, infraroja, raigs X, etc, i de molts diversos arranjaments experimentals, resultat així una gran diversitat de mètodes: espectrofotometria , colorimetria , absorciometria , fluorimetria , etc. Altres mètodes instrumentals es basen en el mesurament d’altres tipus de propietats. Poden ésser mencionats els mètodes tèrmics), (per exemple, l' anàlisi tèrmica diferencial ), els radiactius (anàlisi d' activació de neutrons, anàlisi de dilució isotòpica ), els magnètics ( ressonància magnètica nuclear , ressonància de spin electrònica ), els mètodes quantitatius derivats de la cromatografia, i molts d’altres. L’existència d’una multiplicitat tan gran com l’esmentada de mètodes d’anàlisi quantitativa ve justificada per diverses raons. Una, l’enorme varietat de la natura de les mostres sotmeses a l’anàlisi, la qual natura fa que s’adaptin millor a un tipus o altre de tractament. Una segona, la varietat de les necessitats que l’anàlisi ha de satisfer: així, mentre en uns casos l’objectiu principal és d’obtenir resultats de gran exactitud i precisió, en altres casos, especialment en el control de processos industrials, és d’importància primària obtenir-los amb un temps molt breu o amb un mínim consum de mà d’obra, fins al punt que molts dels mètodes instrumentals esmentats han estat adaptats a l'automatització i poden ésser realitzats actualment sense cap intervenció del químic. Una tercera raó és la gran amplitud del camp de concentracions que l’anàlisi ha d’abraçar, que va des dels components majors de les mostres (continguts en l’ordre de les unitats o de les desenes per cent) i els components menors (continguts en l’ordre de les dècimes o de les centèsimes d’unitat per cent), fins als compoments traces que, bé que continguts en proporcions més petites, poden tenir una importància considerable, tant pel que fa a les aplicacions tecnològiques dels materials que els contenen com a llurs aplicacions o propietats bioquímiques.
f
Química
Camps d’utilitat dels mètodes principals d’anàlisi química quantitativa
© fototeca.cat
Branca de la química que inclou les tècniques i els mètodes necessaris per a obtenir coneixement de la composició, identitat, puresa i constitució de la matèria, en funció de la classe ( anàlisi qualitativa ), de la quantitat ( anàlisi quantitativa ) i de la forma d’agrupament d’àtoms i molècules.