Il chimica analitica, più che un ramo di questa scienza, è uno strumento che può essere applicato in tutti i campi della chimica. In sostanza, tutti i chimici, indipendentemente da come, dove e con cosa lavorano, utilizzano le conoscenze teoriche e pratiche per analizzare i loro campioni ad un certo punto..
Cos'è esattamente un campione? È una matrice che contiene l'analita, che è la sostanza su cui si concentra tutto l'interesse. La chimica analitica consente sia di identificare la natura di questo analita sia di separarlo o quantificarlo. In altre parole: permette di determinare cos'è, di differenziarlo dal resto del campione e di sapere quanto ce n'è.
Ciò si ottiene attraverso una serie di tecniche, classiche o strumentali, seguendo quanto stabilito da un metodo analitico. Pertanto, anche se uno studio devia da scopi strettamente analitici, nella maggior parte delle volte ricorre a uno qualsiasi di questi esperimenti di routine..
Esiste una chimica analitica pura? Sì. Il chimico analitico può essere considerato come colui che preleva un campione, lo analizza e ne determina le qualità e la composizione, con il supporto delle opportune analisi statistiche..
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In breve, tutto lo sforzo è rivolto all'analita ea come identificarlo e quantificarlo nel campione. Ad esempio: viene raccolto un certo numero di pesci che galleggiano sulla superficie di un fiume, sospettando che la loro morte sia stata dovuta alla contaminazione da parte di un composto velenoso X.
Prima di morire, i pesci hanno integrato X nei loro organismi, in modo che potesse mantenere una concentrazione considerevole a differenza dell'acqua del fiume.
I campioni sono il pesce e l'analita è X; è necessario identificarlo per escludere o meno i suoi possibili avvelenamenti. Poiché la matrice biologica è complessa, è impossibile trovare X da solo, ma accompagnato da milioni di altri composti.
Secondo un metodo analitico esclusivo per determinare X, è necessario o meno trattare il campione prima dell'analisi chimica. Quindi, la carne del pesce viene lavorata per eliminare tutti quei possibili interferenti nell'analisi..
Cosa sono gli interferenti? Sono tutte quelle sostanze che potrebbero dare falsi positivi per X o impedirne il rilevamento. Esistono centinaia di metodi per determinare X: alcuni più economici e sofisticati, altri più rudimentali e costosi.
Se è possibile determinare X, così come la serie di composti che compongono quei pesci, allora parliamo di un risultato qualitativo. In questo caso la parola qualitativa deriva da qualità e si riferisce a quali sostanze sono presenti nel campione (soprattutto quelle che interessano il ricercatore).
Allo stesso modo in cui è stata verificata l'esistenza di X, è possibile effettuare un'altra analisi qualitativa per verificare se i pesci hanno ingerito anche metalli pesanti (come mercurio, piombo, cadmio, ecc.).
È anche probabile che l'identificazione di X non sia semplice; In altre parole, una semplice prova classica non è sufficiente, ma è necessaria una tecnica strumentale. Le opzioni sono molte, ma la cromatografia è una delle migliori per poter discernere la presenza di X rispetto ad altri composti..
D'altra parte, se X assorbe la radiazione ultravioletta, la tecnica più adatta può essere un'analisi UV-Vis; se è il caso di un catione o di un anione, viene utilizzata una corsa analitica per scartare una serie di ioni in gruppi fino a trovare quello corretto: X.
Qual è la concentrazione di X nel pesce? In quali unità è espresso e qual è la percentuale di errore associata a questa determinazione? Quando si tratta di analisi quantitativa, si tratta di coloro che cercano di misurare la quantità di materia e la selezione del metodo dipende dalla natura dell'analita (X) e da molte altre variabili..
Grazie a questo tipo di analisi è possibile ottenere la composizione percentuale di X e di altre sostanze legate all'indagine..
Il numero di metodi disponibili per l'analisi chimica è vasto; Tuttavia, può essere riassunto in due categorie: metodi classici e metodi strumentali..
Si compone di tutte le tecniche tradizionali, "a mani nude", senza l'ausilio o la manipolazione di alcuna attrezzatura moderna..
Alcuni metodi classici consentono l'identificazione di un composto, così come altri sono caratterizzati dall'essere quantitativi. I metodi qualitativi classici includono test sulla fiamma e test chimici.
In cosa consiste? Il primo cerca di eccitare gli elettroni degli atomi metallici mediante il calore di una fiamma, effettuando l'assorbimento e l'emissione di luce caratteristica per ciascuna specie; ad esempio, la fiamma di rame lampeggia di un colore verde-bluastro.
Il secondo metodo, i test chimici, non sono altro che passaggi analitici o reazioni organiche che provocano un cambiamento visibile nello spettatore..
Un esempio di ciò è l'identificazione di Al3+ con il colorante giallo alizarina, la cui reazione in un mezzo basico dà luogo alla formazione di una lacca rossastra, segnale positivo per l'alluminio.
In relazione ai metodi quantitativi classici, si possono denominare il volumetrico (misura del volume) e il gravimetrico (misura della massa).
Sono tutti quelli in cui il campione è sottoposto a uno stimolo fisico (calore, radiazione, elettricità, ecc.) E la risposta dell'analita viene misurata rispetto ad alcuni standard che ne determinano la presenza, e anche la sua quantità. Alcuni dei metodi strumentali includono quanto segue:
-Spettroscopia ad infrarossi.
-Risonanza magnetica nucleare.
-Calorimetria.
-Spettrometria di massa.
-Analisi elettrochimica.
-Visibile ai raggi UV.
-Assorbimento ed emissione atomica.
- Fluorescenza molecolare.
- Viene utilizzato nell'analisi della qualità del cibo, dei farmaci o di qualsiasi bene o prodotto acquistato sul mercato.
- Viene utilizzato in ambito sanitario e fornisce preziosi contributi per la diagnosi delle malattie nei pazienti.
- Determina la composizione di suoli, acque o qualsiasi fluido o campione indipendentemente dalla sua fase. Uno dei campioni principali è costituito dal petrolio greggio nella famosa analisi SARA. Allo stesso modo, grazie ai metodi cromatografici, il profilo degli acidi grassi di qualsiasi alimento, di origine vegetale o animale, può essere scomposto..
- È la pietra angolare nell'analisi forense, al fine di trovare indizi che guidino la risoluzione di un caso; per esempio, determinare se c'è un campione di DNA del sospettato sulla scena del crimine.
- Puoi puntare il bersaglio verso il cielo notturno e determinare la composizione delle stelle o di altri corpi celesti.
- In generale, tutti i settori necessitano di approcci analitici per risolvere i problemi o aumentare i loro rendimenti.
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