Análisis químico [AQ]
1.- ¿En qué consiste el análisis químico [AQ]?
Existen
diferentes técnicas dedicadas a obtener información de los elementos químicos
que constituyen una sustancia. Nosotros nos centraremos en dos de las más
utilizadas: el Análisis elemental [AE] y la Espectroscopia óptica atómica
[EOA].
- Análisis elemental [AE]:
El
análisis elemental es una técnica que proporciona el contenido total de
carbono, hidrógeno, nitrógeno y azufre presente en un amplio abanico de
muestras de naturaleza orgánica e inorgánica, tanto sólidas como líquidas.
El
análisis elemental se basa en la combustión en ambiente de oxígeno puro de la
muestra a analizar, a una temperatura aproximada de 1000ºC. Con esta combustión
se consigue convertir las moléculas orgánicas de la muestra en gases simples
(CO2, H2O, N2, etc).
Una vez
producidos, los gases se presurizan y se separan mediante una columna
cromatográfica. Finalmente, se mide la cantidad de cada uno de ellos gracias a
sus diferentes conductividades térmicas.
- Espectroscopia óptica atómica [EOA]:
La
espectroscopia óptica atómica sirve para identificar los elementos presentes en
la materia y determinar sus concentraciones. Para ello dichos elementos se
convierten en átomos o iones en estado gaseoso por medio de un proceso
denominado atomización.
La
atomización de la muestra suele hacerse, principalmente, con una llama o
electrotérmicamente. En función de cómo midamos la cantidad de cada elemento en
dicha atomización, existen diferentes métodos de espectroscopia óptica atómica,
entre los que podríamos citar:
·
Espectroscopia
de absorción atómica (EAA, AAS en inglés)
·
Espectroscopia
de emisión atómica (EEA, EAS en inglés)
·
Espectroscopia
de fluorescencia atómica (EFA)
2.- ¿Qué información nos da el AQ?
Dependiendo
de la técnica específica utilizada, el AQ nos aporta información sobre los
diferentes elementos presentes en la muestra analizada:
- Análisis elemental [AE]
Los
campos de aplicación del AE son diversos. Van desde el análisis de combustibles
fósiles (carbón, coque, gasolina, aceite minerales, gasoil, etc.) hasta la
industria farmacéutica y la química fina, pasando por el análisis de suelos,
industria alimenticia, cerámicas, etc.
Es común
utilizar el AE en campos tales como el control de calidad, la determinación del
contenido en carbono, nitrógeno, hidrógeno y azufre, la medida del poder
calorífico en sólidos y líquidos, la determinación de contenidos en azufre en
estudios de polución, etc.
Esta
técnica se suele utilizar para la caracterización de compuestos orgánicos y organometálicos,
drogas, cosméticos, productos de síntesis orgánica e inorgánica, productos
farmacéuticos, etc.
- Espectroscopia óptica atómica [EOA]:
La
versatilidad de la EOA permite su utilización en una amplia variedad de
aplicaciones. Dicha versatilidad radica no sólo en el gran número de elementos
que pueden ser determinados de forma rápida a niveles traza (partes por millón,
ppm, o partes por billón, ppb), sino también en el amplio abanico de tipos de
muestra que pueden ser analizados utilizando esta técnica. Veamos algunos
ejemplos:
§ Agricultura y alimentos: suelos,
fertilizantes, materias vegetales, alimentos... El análisis de estos materiales
por EOA, requiere una rigurosa preparación de la muestra antes de proceder al
análisis (digestiones ácidas, micro-ondas, etc).
§ Biología y medicina: El mayor problema de los ensayos
en este campo, está en la contaminación de las muestras antes del análisis.
Esto se debe a que la recolección y preparación de las muestras es compleja e
interviene un equipo quirúrgico (agujas, bisturí...) que puede contaminar las
muestras con cantidades trazas de diversos elementos.
§ Geología: Las aplicaciones en este campo
van desde la determinación cuantitativa de elementos mayoritarios, hasta los
minoritarios y traza (ppm y ppb).
§ Medio ambiente y aguas: En esta área se utilizan la
técnica de EOA para el análisis de suelos, sedimentos, tejidos animales y
vegetales o aguas.
3.- Cálculo de la fórmula de un compuesto a partir de los
datos de AQ
Como
hemos mencionado anteriormente, tanto el análisis elemental como la EOA
proporcionan información sobre cuales son los elementos químicos constituyentes
de un compuesto y en qué cantidad se encuentran. Esta información permite
determinar la fórmula atómica de un compuesto.
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