Diferència entre les revisions de "Química analítica"

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Anar a la navegació Anar a la busca
 
(No es mostren 42 edicions intermiges d'8 usuaris)
Llínea 1: Llínea 1:
 +
{{destacat}}
 
[[Archiu:Widmo1HNMR.png|thumb|Determinació de la composició d'una mostra per [[resonància magnètica nuclear]] ]]
 
[[Archiu:Widmo1HNMR.png|thumb|Determinació de la composició d'una mostra per [[resonància magnètica nuclear]] ]]
La '''química analítica''' és la branca de la [[química]] que consistix en l'[[Anàlisis química|anàlisis]] de mostres de substàncies diverses per determinar-ne la seua composició química; així com l'estudi de les tècniques per fer anàlisis i estudiar les dades ([[quimiometria]]). Hi ha dos tipos principals d'anàlisis química:
+
La '''química analítica''' és la branca de la [[química]] que consistix en l'[[Anàlisis química|anàlisis]] de mostres de substàncies diverses per determinar-ne la seua composició química; aixina com l'estudi de les tècniques per fer anàlisis i estudiar les senyes ([[quimiometria]]). Hi ha dos tipos principals d'anàlisis química:
* '''Anàlisis qualitativa''', que pretén establir la presència o absència d'un determinat [[elements químics|element]] o [[compost químic]] en la mostra per sobre d'un determinat nivell.
+
* '''Anàlisis qualitatiu''', que pretén establir la presència o absència d'un determinat [[elements químics|element]] o [[compost químic]] en la mostra per sobre d'un determinat nivell.
* '''Anàlisis quantitativa''', que preten mesurar la quantitat o proporció exacta d'un determinat [[elements químics|element]] o [[compost químic]] en la mostra. Este és el tipo d'anàlisis més freqüent en la química analítica moderna.
+
* '''Anàlisis quantitatiu''', que pretén mesurar la cantitat o proporció exacta d'un determinat [[elements químics|element]] o [[compost químic]] en la mostra. Este és el tipo d'anàlisis més freqüent en la química analítica moderna.
  
En química analítica cal posar una cura especial en la recollida i tractament de les mostres, i utilisar les ferramentes [[estadística|estadístiques]] adequades per tal de poder obtindre la màxima [[precisió i exactitut]] de les mesures.
+
En química analítica cal posar una cura especial en la arreplegada i tractament de les mostres, i utilisar les ferramentes [[estadística|estadístiques]] adequades per tal de poder obtindre la màxima [[precisió i exactitut]] de les mesures.
  
Les tècniques [[química física|físico-químiques]] utilisades són molt variades. Les més habituals avui en dia es basen en l'[[espectroscòpia]]. També existixen tècniques clàssiques com la [[gravimetria]] i la [[volumetria]], tècniques basades en mesures elèctriques ha siga de potencial ([[potenciometria]]), el corrent ([[amperometria]]) o la relació entre abdós ([[voltamperometria]]).
+
Les tècniques [[química física|físico-químiques]] utilisades són molt variades. Les més habituals hui en dia es basen en l'[[espectroscòpia]]. També existixen tècniques clàssiques com la [[gravimetria]] i la [[volumetria]], tècniques basades en mesures elèctriques ha siga de potencial ([[potenciometria]]), el corrent ([[amperometria]]) o la relació entre abdós ([[voltamperometria]]).
  
 
== Conceptes usats en química analítica ==
 
== Conceptes usats en química analítica ==
 
* [[Analit]]: l'analit és la substància (element o compost químic) de la qual s'està determinant la presència o concentració.
 
* [[Analit]]: l'analit és la substància (element o compost químic) de la qual s'està determinant la presència o concentració.
* [[Matriu (química analítica)|Matriu]]: la matriu és el conjunt de components que formen la nostra mostra a més d'aquell o aquells que estem determinant.
+
* [[Matriu (química analítica)|Matriu]]: la matriu és el conjunt de components que formen la nostra mostra ademés d'aquell o aquells que estem determinant.
* [[Alíquota]]: una alíquota és una chicoteta fracció de la mostra que s'agafa en tal de realitzar una anàlisi.
+
* [[Alíquota]]: una alíquota és una chicoteta fracció de la mostra que s'agafa en tal de realisar una anàlisis.
  
== Anàlisi química qualitativa ==
+
== Anàlisis químic qualitatiu ==
{{Principal|Anàlisi inorgànica qualitativa}}
+
{{Principal|Anàlisis inorgànic qualitatiu}}
  
[[Fitxer:Halogenidnachweis.jpg|thumb|Determinació de l'existència de Brom i Iode, a partir del color resultant després d'afegir hexà]]
+
[[Archiu:Halogenidnachweis.jpg|thumb|Determinació de l'existència de Brom i Yode, a partir del color resultant despuix d'afegir hexà]]
 
Les substàncies inorgàniques són unes 30.000 i estan compostes per la quasi totalitat dels [[element químic|elements químics]].  
 
Les substàncies inorgàniques són unes 30.000 i estan compostes per la quasi totalitat dels [[element químic|elements químics]].  
  
El reconeiximent d'una substància es basa en algunes de les seues propietats químiques, consistents en la formació d'atres noves substàncies fàcilment recognoscibles que, en general, són de naturalea insoluble o gasosa i posseeixen un color i una olor característica. Tanmateix, no és possible pensar que cada substància, de les desenes de mils existents, puga reconèixer-se mitjançant una reacció diferencial característica d'ella, i encara que els composts minerals es troben o passen en dissolució en forma [[Ió (àtom) |iònica]] i el nombre d'espècies iòniques és enormement més xicotet, ni tan sols per a aquests, ni tampoc per als ions més corrents que normalment pot estar presents en una dissolució, es tenen assajos específics de reconeixement, sense que interferisca la possible presència dels altres. Així, per exemple, si existira un únic [[clorur]] insoluble blanc o un únic [[cromat]] insoluble groc, es comprendria que en agregar a la dissolució objecte de l'assaig, un clorur o un cromat soluble, la formació d'un [[Precipitació química|precipitat]] blanc en el primer cas i groc en el segon seria prova concloent de l'existència en la dissolució investigada del [[catió]] en qüestió; però en ser diversos els clorurs insolubles blancs i diversos els cromats insolubles grocs, la formació o no d'un precipitat serà tan sols la prova que en la dissolució objecte de l'anàlisi existixen o no hi ha els ions metàl·lics corresponents al grup d'aquests compostos insolubles. Si un només assaig no pot resoldre respecte a la possible presència d'un ió determinat, ens permet en canvi decidir sobre l'existència en la dissolució investigada d'un grup particular d'ions i quasi sempre en un nombre molt reduït. Per aquest motiu, és necessari establir un mètode sistemàtic de reconeixement dels ions que poden existir en dissolució, després d'haver portat el producte que es desitja analitzar a l'estat de dissolució.  
+
El reconeiximent d'una substància es basa en algunes de les seues propietats químiques, consistents en la formació d'atres noves substàncies fàcilment recognoscibles que, en general, són de naturalea insoluble o gaseosa i posseïxen un color i una olor característica. Ausades, no és possible pensar que cada substància, de les decenes de mils existents, puga reconéixer-se per mig d'una reacció diferencial característica d'ella, i encara que els composts minerals es troben o passen en dissolució en forma [[Ió (àtom) |iònica]] i el número d'espècies iòniques és enormement més chicotet, ni tan sols per a estes, ni tampoc per als ions més corrents que normalment pot estar presents en una dissolució, es tenen ensaigs específics de reconeiximent, sense que interferixca la possible presència dels atres. Aixina, per eixemple, si existira un únic [[clorur]] insoluble blanc o un únic [[cromat]] insoluble groc, es comprendria que en agregar a la dissolució objecte de l'ensaig, un clorur o un cromat soluble, la formació d'un [[Precipitació química|precipitat]] blanc en el primer cas i groc en el segon seria prova concloent de l'existència en la dissolució investigada del [[catió]] en qüestió; pero en ser diversos els clorurs insolubles blancs i diversos els cromats insolubles grocs, la formació o no d'un precipitat serà tan sols la prova que en la dissolució objecte de l'anàlisis existixen o no hi ha els ions metàlics corresponents al grup d'estos composts insolubles. Si un a soles ensaig no pot resoldre respecte a la possible presència d'un ió determinat, mos permet en canvi decidir sobre l'existència en la dissolució investigada d'un grup particular d'ions i quasi sempre en un número molt reduït. Per este motiu, és necessari establir un método sistemàtic de reconeiximent dels ions que poden existir en dissolució, despuix d'haver portat el producte que es desija analisar a l'estat de dissolució.  
  
Tots els mètodes de l'anàlisi qualitativa es basen en la formació de composts insolubles mitjançant diversos reactius, agregats successivament a la dissolució, després de separar per filtració el precipitat format en cada cas. Cada precipitat, que conté un grup reduït d'ions, es dissol després, totalment o parcialment en els [[reactiu]]s apropiats; s'agreguen nous reactius per a formar precipitats en un número cada vegada menor d'ions fins a arribar a un únic compost insoluble que caracterisa un particular ió. La formació de compostos insolubles i la redissolució de precipitats (per formació d'un compost molecular o iònic, poc ionisat) constitueixen els processos químics analítics. L'aplicació sistemàtica del principi del [[producte de solubilitat]] constitueix la base teòrica de tota química analítica qualitativa.
+
Tots els métodos de l'anàlisis qualitatiu es basen en la formació de composts insolubles per mig de diversos reactius, agregats successivament a la dissolució, despuix de separar per filtració el precipitat format en cada cas. Cada precipitat, que conté un grup reduït d'ions, es dissol despuix, totalment o parcialment en els [[reactiu]]s apropiats; s'agreguen nous reactius per a formar precipitats en un número cada vegada menor d'ions fins a arribar a un únic compost insoluble que caracterisa un particular ió. La formació de composts insolubles i la redissolució de precipitats (per formació d'un compost molecular o iònic, poc ionisat) constituïxen els processos químics analítics. L'aplicació sistemàtica del principi del [[producte de solubilitat]] constituïx la base teòrica de tota química analítica qualitativa.
  
Com els mètodos de reconeiximent sistemàtic de [[cations]] són relativament més senzills que els d'[[anions]], s'assaja primer la presència de cations i després la d'anions. Tanmateix, la possible presència o absència de molts anions pot ya decidir-se de la de cations existents en la dissolució. Així, per exemple, si en la dissolució hi ha l'ió [[bari (element)|bari]] o l'ió [[plom]], no hi hi ha dubte que no pot estar present l'ió [[sulfat]], l'[[ió (àtom)|ió]] [[carbonat]], ni tots els altres anions que formen sals bàriques o sals de plom insolubles.
+
Com els métodos de reconeiximent sistemàtic de [[cations]] són relativament més senzills que els d'[[anions]], s'assaja primer la presència de cations i despuix la d'anions. Ausades, la possible presència o absència de molts anions pot ya decidir-se de la de cations existents en la dissolució. Aixina, per eixemple, si en la dissolució hi ha l'ió [[bari (element)|bari]] o l'ió [[plom]], no hi hi ha dubte que no pot estar present l'ió [[sulfat]], l'[[ió (àtom)|ió]] [[carbonat]], ni tots els atres anions que formen sals bàriques o sals de plom insolubles.
  
=== Reconeixement de cations ===
+
=== Reconeiximent de cations ===
Hi ha diversos mètodos de reconeiximent de cations, que es diferencien en algun dels reactius agregats a la dissolució per a la precipitació successiva dels grups de composts insolubles corresponents. La majoria d'ells utilisen el gas sulfhídric per a la precipitació d'un cert número de cations com a [[sulfur]]s insolubles. L'ensaig sistemàtic de cations es coneix correntment com a marcha analítica de cations. La més senzilla i utilisada ve esquematisada a continuació, indicant-se en ella tan sols els metals més corrents. Compren tradicionalment 5 grups, si be el tercer està dividit en dos subgrups:
+
Hi ha diversos métodos de reconeiximent de cations, que es diferencien en algun dels reactius agregats a la dissolució per a la precipitació successiva dels grups de composts insolubles corresponents. La majoria d'ells utilisen el gas sulfhídric per a la precipitació d'un cert número de cations com a [[sulfur]]s insolubles. L'ensaig sistemàtic de cations es coneix correntment com a marcha analítica de cations. La més senzilla i utilisada ve esquematisada a continuació, indicant-se en ella tan sols els metals més corrents. Compren tradicionalment 5 grups, si be el tercer està dividit en dos subgrups:
  
 
* '''Grup 1''': Reactiu HCl. Precipiten els clorurs de: <math>Ag^+</math>, <math>Pb^{++}</math>, i <math>Hg_2^{++}</math>.  
 
* '''Grup 1''': Reactiu HCl. Precipiten els clorurs de: <math>Ag^+</math>, <math>Pb^{++}</math>, i <math>Hg_2^{++}</math>.  
 
* '''Grup 2''': Reactiu <math>SH_2</math>. Precipiten els sulfurs de: <math>As^{+3}</math>, <math>As^{+5}</math>, <math>Sb^{+5}</math>, <math>Sb^{+3}</math>, <math>Sn^{+2}</math>, <math>Sn^{+4}</math>, <math>Hg^{+2}</math>, <math>Pb^{+2}</math>, <math>Cu^{+2}</math>, <math>Cd^{+2}</math>, i <math>Bi^{+3}</math>.  
 
* '''Grup 2''': Reactiu <math>SH_2</math>. Precipiten els sulfurs de: <math>As^{+3}</math>, <math>As^{+5}</math>, <math>Sb^{+5}</math>, <math>Sb^{+3}</math>, <math>Sn^{+2}</math>, <math>Sn^{+4}</math>, <math>Hg^{+2}</math>, <math>Pb^{+2}</math>, <math>Cu^{+2}</math>, <math>Cd^{+2}</math>, i <math>Bi^{+3}</math>.  
 
* '''Grup 3''':  
 
* '''Grup 3''':  
** '''Subgrup a''': Reactiu <math>NH_3 + ClNH_4</math>. Precipiten els [[hidròxid]]s de <math>Fe^{+3}</math>, i <math>Al^{+3}</math>, <math>Cr^{+3}</math>.
+
** '''Subgrup a''': Reactiu <math>NH_3 + ClNH_4</math>. Precipiten els [[hidròxit]]s de <math>Fe^{+3}</math>, i <math>Al^{+3}</math>, <math>Cr^{+3}</math>.
 
** '''Subgrup b''': Reactiu <math>S(NH4)_2 + ClNH_4</math>. Precipiten els sulfurs de <math>Mn^{++}</math>, <math>Zn^{++}</math>, <math>Co^{++}</math>, i <math>Ni^{++}</math>.
 
** '''Subgrup b''': Reactiu <math>S(NH4)_2 + ClNH_4</math>. Precipiten els sulfurs de <math>Mn^{++}</math>, <math>Zn^{++}</math>, <math>Co^{++}</math>, i <math>Ni^{++}</math>.
 
* '''Grup 4''': Reactiu <math>CO_3(NH4)_2 + NH_3 + ClNH_4</math>. Precipiten els [[carbonat]]s de: <math>Ca^{++}</math>, <math>Sr^{++}</math>, i <math>Ba^{++}</math>.  
 
* '''Grup 4''': Reactiu <math>CO_3(NH4)_2 + NH_3 + ClNH_4</math>. Precipiten els [[carbonat]]s de: <math>Ca^{++}</math>, <math>Sr^{++}</math>, i <math>Ba^{++}</math>.  
Llínea 38: Llínea 39:
 
El desenroll de la marcha analítica és la següent:
 
El desenroll de la marcha analítica és la següent:
  
Grup 1: la dissolució original, que pot contindre tots els cations, alguns d'ells possiblement en forma d'anió (CrO4-, MnO4-, etc.), es tracta en calent en [[àcit clorhídric]] en excés, es deixa refredar i es filtra. El líquit filtrat (líquit I) passa a la investigació del grup 2. El precipitat blanc que ha pogut formar-se pot consistir dels clorurs d'argent, plom i mercuriós, tots o algun d'ells. Una part es tracta en aigua bullent i es filtra en calent. El [[clorur de plom]], relativament soluble, es dissol i en el filtrat pot reconéixer-se este catió mitjançant un yodur o un cromat soluble, que formen yodur o cromat de plom, grocs, molt més insolubles. El residu insoluble en aigua calenta es tracta en [[amoníac]] diluït; si s'ennegrix és que existia en ell [[clorur mercuriós]] i es forma [[mercuri (element)|mercuri]] metàlics finament dividit. El líquit amoniacal, filtrat, podrà contenir l'argent en forma d'ió complex, Ag(NH<sub>3</sub>)<sup>2+</sup>, si en acidificar novament amb àcid clorhídric es forma un precipitat blanc coagulós, és que existia efectivament ió argent.
+
Grup 1: la dissolució original, que pot contindre tots els cations, alguns d'ells possiblement en forma d'anió (CrO4-, MnO4-, etc.), es tracta en calent en [[àcit clorhídric]] en excés, es deixa refredar i es filtra. El líquit filtrat (líquit I) passa a la investigació del grup 2. El precipitat blanc que ha pogut formar-se pot consistir dels clorurs d'argent, plom i mercuriós, tots o algun d'ells. Una part es tracta en aigua bullent i es filtra en calent. El [[clorur de plom]], relativament soluble, es dissol i en el filtrat pot reconéixer-se este catió per mig d'un yodur o un cromat soluble, que formen yodur o cromat de plom, grocs, molt més insolubles. El residu insoluble en aigua calenta es tracta en [[amoníac]] diluït; si s'ennegrix és que existia en ell [[clorur mercuriós]] i es forma [[mercuri (element)|mercuri]] metàlics finament dividit. El líquit amoniacal, filtrat, podrà contindre l'argent en forma d'ió complex, Ag(NH<sub>3</sub>)<sup>2+</sup>, si en acidificar novament en àcit clorhídric es forma un precipitat blanc coagulós, és que existia efectivament ió argent.
  
Grup 2: es calfa el líquit I i es fa passar a través d'ell, durant uns minuts, un corrent de [[sulfur d'hidrogen]]. S'obté un precipitat, generalment negre, dels sulfurs d'[[arsènic]], [[antimoni]], [[Estany (element)|estany]], [[Mercuri (element)|mercúric]], [[plom]] (pel fet que el clorur de plom és relativament soluble), [[coure]], [[cadmi]] i [[bismut]]. Estos sulfurs, que precipiten en mig àcit, en el que la concentració d'ions S-2 procedents del sulfur d'hidrogen és enormement baixa, tenen un [[producte de solubilitat]] molt xicotet. El precipitat se separa per filtració i el filtrat (líquit 2) passa a la investigació del grup 3. El precipitat de sulfurs es tracta amb [[polisulfur amònic]], Sx(NH4)2; els sulfurs d'arsènic, [[antimoni]] i estany, i en molt xicoteta extensió els de mercuri i coure, es dissolen per formar ions complexos i es filtren per a separar les [[tiosal]]s solubles dels sulfurs que romanen insolubles (de mercuri, plom, coure, cadmi i [[bismut]]). La separació de cada un dels metalls en el líquit i en el filtrat, per a la seua particular identificació, escapa de l'abast d'aquesta obra.
+
Grup 2: es calfa el líquit I i es fa passar a través d'ell, durant uns minuts, un corrent de [[sulfur d'hidrogen]]. S'obté un precipitat, generalment negre, dels sulfurs d'[[arsènic]], [[antimoni]], [[Estany (element)|estany]], [[Mercuri (element)|mercúric]], [[plom]] (pel fet que el clorur de plom és relativament soluble), [[coure]], [[cadmi]] i [[bismut]]. Estos sulfurs, que precipiten en mig àcit, en el que la concentració d'ions S-2 procedents del sulfur d'hidrogen és enormement baixa, tenen un [[producte de solubilitat]] molt chicotet. El precipitat se separa per filtració i el filtrat (líquit 2) passa a la investigació del grup 3. El precipitat de sulfurs es tracta en [[polisulfur amònic]], Sx(NH4)2; els sulfurs d'arsènic, [[antimoni]] i estany, i en molt chicoteta extensió els de mercuri i coure, es dissolen per formar ions complexos i es filtren per a separar les [[tiosal]]s solubles dels sulfurs que romanen insolubles (de mercuri, plom, coure, cadmi i [[bismut]]). La separació de cada un dels metals en el líquit i en el filtrat, per a la seua particular identificació, escapa de l'abast d'esta obra.
 
   
 
   
Grup 3: el líquit 2 es bull per a eliminar el SH2 dissolt, s'afig un poc d'àcit nítric o de [[peròxit d'hidrogen]] per a oxidar el ferro que pot existir de l'estat ferrós al fèrric, s'agrega clorur amònic i s'afig en calent amoníac diluït; precipiten els hidròxits de [[ferro]] (fèrric), [[alumini]] i [[crom]], que no són solubles en amoníac. La presència del clorur amònic fa tan chicoteta la concentració dels ions OH-, per efecte de l'ió comú, que els hidròxits dels atres metals del grup, encara que relativament insolubles, no poden precipitar. El de ferro és terrós, el d'alumini blanc i el de crom verdós, per la qual cosa el color del precipitat pot servir d'orientació respecte als cations presents, i en separar-lo per [[filtració]], pot investigar-se adequadament per al reconeiximent de cada un dels ions metàlics que poden trobar-se en el mateix. El filtrat obtingut en separar el precipitat dels hidròxits, es bull i s'agrega [[sulfur amònic]] acabat d'obtindre. S'obté un precipitat dels sulfurs de manganès, zinc, cobalt i níquel, que se separa per filtració; el filtrat (líquit 3) passa a la investigació del grup 4. El precipitat, el color del qual permet orientar-se respecte als sulfurs presents (els de cobalt i níquel són negres; el de [[manganés]], rosat; el de zinc, blanc), s'investiga adequadament per al reconeiximent particular de cada un dels cations que poden existir. En tractar-lo en àcit clorhídric diluït es dissolen els sulfurs de manganès i zinc i queden insolubles els de cobalt i níquel, que només es dissolen en [[àcit nítric]] concentrat o millor en [[aigua règia]].
+
Grup 3: el líquit 2 es bull per a eliminar el SH2 dissolt, s'afig un poc d'àcit nítric o de [[peròxit d'hidrogen]] per a oxidar el ferro que pot existir de l'estat ferrós al fèrric, s'agrega clorur amònic i s'afig en calent amoníac diluït; precipiten els hidròxits de [[ferro]] (fèrric), [[alumini]] i [[crom]], que no són solubles en amoníac. La presència del clorur amònic fa tan chicoteta la concentració dels ions OH-, per efecte de l'ió comú, que els hidròxits dels atres metals del grup, encara que relativament insolubles, no poden precipitar. El de ferro és terrós, el d'alumini blanc i el de crom verdós, per lo que el color del precipitat pot servir d'orientació respecte als cations presents, i en separar-lo per [[filtració]], pot investigar-se adequadament per al reconeiximent de cada un dels ions metàlics que poden trobar-se en el mateix. El filtrat obtengut en separar el precipitat dels hidròxits, es bull i s'agrega [[sulfur amònic]] acabat d'obtindre. S'obté un precipitat dels sulfurs de manganès, zinc, cobalt i níquel, que se separa per filtració; el filtrat (líquit 3) passa a la investigació del grup 4. El precipitat, el color del qual permet orientar-se respecte als sulfurs presents (els de cobalt i níquel són negres; el de [[manganés]], rosat; el de zinc, blanc), s'investiga adequadament per al reconeiximent particular de cada un dels cations que poden existir. En tractar-lo en àcit clorhídric diluït es dissolen els sulfurs de manganès i zinc i queden insolubles els de cobalt i níquel, que a soles es dissolen en [[àcit nítric]] concentrat o millor en [[aigua règia]].
  
Grup 4: el líquit 3 conté els [[metalls alcalinoterris]] i els alcalins. S'acidifica amb àcid clorhídric i es bull per a eliminar el SH2; es filtra en el cas que existisca un precipitat de sofre (si el sulfur amònic contenia un poc de [[polisulfur]]) i s'alcalinisa dèbilment en amoníac (pel que es forma [[clorur amònic]]), per a després agregar [[carbonat amònic]]. Es calfa i el precipitat dels carbonats de calci, estronci i bari se separa per filtració; el filtrat (líquid 4) passa a la investigació del grup 5. La presència d'un excés d'ions NH4+ impedeix la precipitació del [[carbonat magnèsic]]. El precipitat obtingut es dissol en àcit nítric i s'evapora a sequedat, per a convertir els carbonats en [[nitrat]]s, que s'investiguen per a reconéixer els cations alcalinoterris realment existents.
+
Grup 4: el líquit 3 conté els [[metals alcalinotérreus]] i els alcalins. S'acidifica en àcit clorhídric i es bull per a eliminar el SH2; es filtra en el cas que existixca un precipitat de sofre (si el sulfur amònic contenia un poc de [[polisulfur]]) i s'alcalinisa dèbilment en amoníac (pel que es forma [[clorur amònic]]), per a despuix agregar [[carbonat amònic]]. Es calfa i el precipitat dels carbonats de calci, estronci i bari se separa per filtració; el filtrat (líquit 4) passa a la investigació del grup 5. La presència d'un excés d'ions NH4+ impedix la precipitació del [[carbonat magnèsic]]. El precipitat obtengut es dissol en àcit nítric i s'evapora a sequetat, per a convertir els carbonats en [[nitrat]]s, que s'investiguen per a reconéixer els cations alcalinotérreus realment existents.
  
Grup 5: comprèn el magnesi i els [[metals alcalins]], normalment [[sodi]] i [[potassi]], junt amb sals amòniques procedents dels reactius afegits. Per açò, la possible presència d'estes en la dissolució original s'investiga prèviament, per a la qual cosa s'alcalinisa en un lleuger excés de [[sosa càustica]] i es calfa; l'existència de sals amòniques es reconeix per l'olor penetrant de l'amoníac. El magnesi s'investiga agregant [[fosfat disòdic]], PO4HNa, al líquit 4; si hi ha present [[magnesi]] es forma un precipitat blanc cristalí de [[fosfat amònic magnèsic]], PO4NH4Mg. Els metals alcalins s'investiguen correntment a la flama.
+
Grup 5: comprén el magnesi i els [[metals alcalins]], normalment [[sodi]] i [[potassi]], junt en sals amòniques procedents dels reactius afegits. Per açò, la possible presència d'estes en la dissolució original s'investiga prèviament, per a lo que s'alcalinisa en un llauger excés de [[sosa càustica]] i es calfa; l'existència de sals amòniques es reconeix per l'olor penetrant de l'amoníac. El magnesi s'investiga agregant [[fosfat disòdic]], PO4HNa, al líquit 4; si hi ha present [[magnesi]] es forma un precipitat blanc cristalí de [[fosfat amònic magnèsic]], PO4NH4Mg. Els metals alcalins s'investiguen correntment a la flama.
  
=== Reconeixement d'anions ===
+
=== Reconeiximent d'anions ===
La investigació sistemàtica d'anions és més complexa que la de cations i és més difícil donar un esquema precís d'una marcha analítica d'anions, fins i tot referida als anions més corrents. Molts anions s'han posat de manifest en la investigació de cations, com ara els anions dels àcids insolubles (sílic, etc.), que precipiten en acidular la dissolució, i els anions que contenen metals, que es transformen en compostos metàl·lics insolubles ([[arsenit]]s, [[arsenat]]s, [[cromat]]s, [[permanganat]]s, etc) en les distintes fases de la marxa analítica. Altres anions s'assagen prèviament, com l'ió carbonat, +0020 que la dissolució a investigar es prepara de manera que continga únicament les sals alcalines dels anions, la qual cosa se conseguix per tractament en carbonat amònic o sòdic. La separació dels anions en 3 grups es basa en la insolubilitat de les sals bàriques, en la insolubilitat de les sals d'argent, i en la solubilitat de les sals de bari i argent:
+
La investigació sistemàtica d'anions és més complexa que la de cations i és més difícil donar un esquema precís d'una marcha analítica d'anions, inclús  referida als anions més corrents. Molts anions s'han posat de manifest en la investigació de cations, com ara els anions dels àcits insolubles (sílic, etc.), que precipiten en acidular la dissolució, i els anions que contenen metals, que es transformen en compostos metàlics insolubles ([[arsenit]]s, [[arsenat]]s, [[cromat]]s, [[permanganat]]s, etc) en les distintes fases de la marcha analítica. Atres anions s'assagen prèviament, com l'ió carbonat, +0020 que la dissolució a investigar es prepara de manera que continga únicament les sals alcalines dels anions, lo que se conseguix per tractament en carbonat amònic o sòdic. La separació dels anions en 3 grups es basa en la insolubilitat de les sals bàriques, en la insolubilitat de les sals d'argent, i en la solubilitat de les sals de bari i argent:
  
 
* '''Grup 1''': anions les sals de bari de la qual precipiten al mig neutre.
 
* '''Grup 1''': anions les sals de bari de la qual precipiten al mig neutre.
Llínea 64: Llínea 65:
 
La marcha analítica dels anions és la següent:
 
La marcha analítica dels anions és la següent:
 
   
 
   
* '''Grup 1''': en agregar nitrat o [[acetat de bari]] a la dissolució preparada per a la investigació d'anions, neutra o dèbilment alcalina, precipiten les sals de bari insolubles dels [[àcits]] sulfúric, fluosilícic, cròmic, fluorhídric, yòdic, fosfòric, bòric, sulfit i tiosulfat. El precipitat se separa per filtració i el líquit es porta a assajar els anions del grup 2. El precipitat de sals bàriques es tracta en àcid clorhídric, per la qual cosa es dissolen totes elles excepte el sulfat i el fluosilicat bàrics. El precipitat que roman s'investiga per a aquests anions. El [[sulfit]] i el [[tiosulfat]] bàrics es descomponen i desprenen SO2, que poden reconéixer-se pel seu olor; a més, el tiosulfat deposita [[sofre]]. El líquit que resulta es tracta en un excés d'[[acetat sòdic]], amb la qual cosa precipiten novament les sals bàriques insolubles en àcit acètic, estes són el cromat, [[fluorur]] i [[iodat]] bàrics. Es filtra i el precipitat s'investiga per a cada un dels anions possibles. En neutralisar el filtrat, precipitaran el fosfat i el borat bàrics si els corresponents anions estan presents; el sulfit i el tiosulfat pertanyents a este subgrup s'hauran descompost en tot cas en tractar el primer precipitat amb àcid clorhídric.
+
* '''Grup 1''': en agregar nitrat o [[acetat de bari]] a la dissolució preparada per a la investigació d'anions, neutra o dèbilment alcalina, precipiten les sals de bari insolubles dels [[àcits]] sulfúric, fluosilícic, cròmic, fluorhídric, yòdic, fosfòric, bòric, sulfit i tiosulfat. El precipitat se separa per filtració i el líquit es porta a ensajar els anions del grup 2. El precipitat de sals bàriques es tracta en àcit clorhídric, per lo que es dissolen totes elles excepte el sulfat i el fluosilicat bàrics. El precipitat que permaneix s'investiga per a estos anions. El [[sulfit]] i el [[tiosulfat]] bàrics es descomponen i desprenen SO2, que poden reconéixer-se pel seu olor; a més, el tiosulfat deposita [[sofre]]. El líquit que resulta es tracta en un excés d'[[acetat sòdic]], en lo que precipiten novament les sals bàriques insolubles en àcit acètic, estes són el cromat, [[fluorur]] i [[iodat]] bàrics. Es filtra i el precipitat s'investiga per a cada un dels anions possibles. En neutralisar el filtrat, precipitaran el fosfat i el borat bàrics si els corresponents anions estan presents; el sulfit i el tiosulfat pertanyents a este subgrup s'hauran descompost en tot cas en tractar el primer precipitat en àcit clorhídric.
  
* '''Grup 2''': el filtrat obtingut de la precipitació de les sals bàriques s'acidifica lleugerament amb àcid nítric i s'agrega [[nitrat d'argent]], en la qual cosa precipiten les sals d'argent insoluble dels àcids ferrocianhídric, iodhídric, sulfhídric, clorhídric, bromhídric, cianhídric, tiociànic i ferrocianhídric. El precipitat s'elimina per filtració i el líquit filtrat passa a assajar els anions del grup 3. El precipitat es tracta amb amoníac concentrat, dissolent-se així aquelles sals d'argent, a excepció del [[ferrocianur]], [[iodur]] i [[sulfur d'argent]], que romanen insolubles. La investigació del precipitat que queda i el de la dissolució amoniacal resultant permeten establir els anions realment presents. El sulfur d'argent és negre; el yodur, groc; el [[bromur]], dèbilment groc; i les atres sals d'argent, blanques.
+
* '''Grup 2''': el filtrat obtengut de la precipitació de les sals bàriques s'acidifica llaugerament en àcit nítric i s'agrega [[nitrat d'argent]], en lo que precipiten les sals d'argent insoluble dels àcits ferrocianhídric, yodhídric, sulfhídric, clorhídric, bromhídric, cianhídric, tiociànic i ferrocianhídric. El precipitat s'elimina per filtració i el líquit filtrat passa a ensajar els anions del grup 3. El precipitat es tracta en amoníac concentrat, dissolent-se aixina aquelles sals d'argent, a excepció del [[ferrocianur]], [[yodur]] i [[sulfur d'argent]], que permaneixquen insolubles. La investigació del precipitat que queda i el de la dissolució amoniacal resultant permeten establir els anions realment presents. El sulfur d'argent és negre; el yodur, groc; el [[bromur]], dèbilment groc; i les atres sals d'argent, blanques.
  
* '''Grup 3''': el líquit que s'obté de la precipitació de les sals d'argent s'assaja per als distints anions que pot haver-hi presents: [[nitrit]]s, [[nitrat]]s, [[clorat]]s i [[perclorat]]s.
+
* '''Grup 3''': el líquit que s'obté de la precipitació de les sals d'argent s'ensaja per als distints anions que pot haver-hi presents: [[nitrit]]s, [[nitrat]]s, [[clorat]]s i [[perclorat]]s.
  
== Anàlisi química quantitativa ==
+
== Anàlisis químic quantitatiu ==
La determinació quantitativa d'una substància o d'un ió contingut en un determinat producte o en una dissolució, pot realisar-se de dos maneres: gravimètricament i volumètricament. Els mètodos gravimètrics es basen a transformar la substància o ió en una nova substància insoluble, que s'aïlla en estat pur i es pesa; el càlcul de la quantitat de substància que es determina és immediat. Els mètodos volumètrics es basen a agregar a un volum definit de la dissolució que conté la substància o ió en qüestió, el volum precís de dissolució valorada del reactiu adequat, de manera que s'agregue exactament el mateix número d'equivalents de reactiu que de substància existents en el líquid que s'investiga; este procediment rep el nom de valoració.
+
La determinació quantitativa d'una substància o d'un ió contingut en un determinat producte o en una dissolució, pot realisar-se de dos maneres: gravimètricament i volumètricament. Els métodos gravimètrics es basen a transformar la substància o ió en una nova substància insoluble, que s'aïlla en estat pur i es pesa; el càlcul de la cantitat de substància que es determina és immediat. Els métodos volumètrics es basen en agregar a un volum definit de la dissolució que conté la substància o ió en qüestió, el volum precís de dissolució valorada del reactiu adequat, de manera que s'agregue exactament el mateix número d'equivalents de reactiu que de substància existents en el líquid que s'investiga; este procediment rep el nom de valoració.
  
=== Mètodos gravimètrics d'anàlisi quantitativa ===
+
=== Métodos gravimètrics d'anàlisis quantitatiu ===
Perqué una reacció de precipitació puga utilitzar-se com a base d'un mètode gravimètric d'anàlisi és necessari que complixca diverses condicions:
+
Perqué una reacció de precipitació puga utilisar-se com a base d'un método gravimètric d'anàlisis és necessari que complixca diverses condicions:
  
1.- Que la precipitació siga completa i única, açò és, que l'ió que s'analitza quantitativament passe íntegra i exclusivament al compost insoluble format, per a la qual cosa el producte de solubilitat d'aquest ha de ser el més xicotet possible. Es comprèn que la dissolució no pot contindre atres ions que puguen precipitar també amb el reactiu agregat i, per això, estes ions han d'eliminar-se prèviament del producte que s'analisa, el qual es designa correntment com a producte problema.
+
1.- Que la precipitació siga completa i única, açò és, que l'ió que s'analisa quantitativament passe íntegra i exclusivament al compost insoluble format, per a lo que el producte de solubilitat d'este ha de ser el més chicotet possible. Es comprén que la dissolució no pot contindre atres ions que puguen precipitar també en el reactiu agregat i, per això, estes ions han d'eliminar-se prèviament del producte que s'analisa, el qual es designa correntment com a producte problema.
  
2.- Que el compost insoluble se separe fàcilment per filtració del líquit en qué s'ha format. Per a això, ha de precipitar-se en forma cristal·lina, en general, en calent, de manera que les partícules microcristalines formades no passen a través dels porus del paper de filtre o dels embuts de placa filtrant empleats en este objecte.
+
2.- Que el compost insoluble se separe fàcilment per filtració del líquit en qué s'ha format. Per a això, ha de precipitar-se en forma cristalina, en general, en calent, de manera que les partícules microcristalines formades no passen a través dels poros del paper de filtre o dels embuts de placa filtrant empleats en este objecte.
  
3.- Que el compost precipitat siga una substància definida, perqué la proporció de l'element o ió investigat contingut en el mateix, siga constant; que puga llavar-se, per a eliminar el líquit que el mulla contenint sals, sense que es descomponga i sense pèrdua sensible i apreciable del mateix per dissolució a l'aigua de llavat; i que puga eixugar-se, sense que es modifique, per a poder-lo pesar en estat pur. Si el compost insoluble no té una composició molt definida, el precipitat separat, llavat i sec, es calcina per a transformar-lo en una vertadera substància (com un [[òxid]]), que finalment es pesa. Les balances utilisades als laboratoris químics pesen en una precisió de dècimes de miligram.
+
3.- Que el compost precipitat siga una substància definida, perqué la proporció de l'element o ió investigat contingut en el mateix, siga constant; que puga llavar-se, per a eliminar el líquit que el mulla contenint sals, sense que es descomponga i sense pèrdua sensible i apreciable del mateix per dissolució a l'aigua de llavat; i que puga eixugar-se, sense que es modifique, per a poder-lo pesar en estat pur. Si el compost insoluble no té una composició molt definida, el precipitat separat, llavat i sec, es calcina per a transformar-lo en una verdadera substància (com un [[òxit]]), que finalment es pesa. Les balances utilisades als laboratoris químics pesen en una precisió de dècimes de miligram.
  
=== Mètodes volumètrics d'anàlisi quantitativa ===
+
=== Métodos volumètrics d'anàlisis quantitatiu ===
[[Fitxer:Titolazione.gif|thumb|Animació de la variació del [[pH]] durant una valoració]]
+
[[Archiu:Titolazione.gif|thumb|Animació de la variació del [[pH]] durant una valoració]]
La determinació volumètrica d'una substància es coneix com a valoració. La substància que s'analitza es dissol, i la dissolució es porta a un matràs aforat, completant-se el volum de líquit fins a l'enrasament. El volum de dissolució problema que ha de valorar-se es pren mitjançant una pipeta, i es porta a un [[matràs]] de valoració de forma cònica, que es designa com a matràs [[Erlenmeyer]]. La dissolució valorada del reactiu, de normalitat (mesura de concentració) exactament coneguda, es porta a una bureta, s'enrasa, i llavors s'inicia la valoració, deixant eixir de la [[bureta]] el reactiu, intermitentment, i agitant l'Erlenmeyer, el qual, per la seua forma, fa molt difícil que puga abocar-se un poc de líquid. La dissolució valorada s'agrega fins al punt d'equivalència, açò és, fins al punt en què la quantitat de reactiu afegit és equivalent a la de substància que es valora continguda en l'Erlenmeyer. Aquest punt d'equivalència es coneix mitjançant un indicador adequat, que canvia de color en passar el líquid de tenir lleugeríssim excés de substància problema, a tenir un lleugeríssim excés de reactiu, la qual cosa s'aconsegueix amb una simple gota d'este. En el punt d'equivalència el nombre d'equivalents de les dues substàncies reactives és necessàriament el mateix. Si la normalitat de la dissolució problema és N i el volum pres de la mateixa és V, i si la normalitat de la dissolució valorada del reactiu és Nr, i el volum que es gasta d'ella fins al punt d'equivalència és Vr, es té que N = NrVr/V. La dita expressió permet calcular la normalitat de la dissolució problema a partir dels resultats de la valoració. Coneguda la normalitat, pot calcular-se la quantitat de substància problema en un litre o en un volum qualsevol de dissolució i, molt senzillament, la proporció de la mateixa en el producte original dissolt.
+
La determinació volumètrica d'una substància es coneix com a valoració. La substància que s'analisa es dissol, i la dissolució es porta a un matràs aforat, completant-se el volum de líquit fins a l'enrasament. El volum de dissolució problema que ha de valorar-se es pren per mig d'una pipeta, i es porta a un [[matràs]] de valoració de forma cònica, que es designa com a matràs [[Erlenmeyer]]. La dissolució valorada del reactiu, de normalitat (mesura de concentració) exactament coneguda, es porta a una bureta, s'enrasa, i llavors s'inicia la valoració, deixant eixir de la [[bureta]] el reactiu, intermitentment, i agitant l'Erlenmeyer, el qual, per la seua forma, fa molt difícil que puga abocar-se un poc de líquit. La dissolució valorada s'agrega fins al punt d'equivalència, açò és, fins al punt en qué la cantitat de reactiu afegit és equivalent a la de substància que es valora continguda en l'Erlenmeyer. Este punt d'equivalència es coneix per mig d'un indicador adequat, que canvia de color en passar el líquit de tindre llaugeríssim excés de substància problema, a tindre un llaugeríssim excés de reactiu, lo que se conseguix en una simple gota d'este. En el punt d'equivalència el número d'equivalents de les dos substàncies reactives és necessàriament el mateix. Si la normalitat de la dissolució problema és N i el volum pres de la mateixa és V, i si la normalitat de la dissolució valorada del reactiu és Nr, i el volum que es gasta d'ella fins al punt d'equivalència és Vr, es té que N = NrVr/V. La dita expressió permet calcular la normalitat de la dissolució problema a partir dels resultats de la valoració. Coneguda la normalitat, pot calcular-se la cantitat de substància problema en un litro o en un volum qualsevol de dissolució i, molt senzillament, la proporció de la mateixa en el producte original dissolt.
  
== Espectroscòpia. Assaig de metalls ==
+
== Espectroscòpia. Ensaig de metals ==
En excitar els àtoms d'un element, algun dels [[electrons]] del nivell energètic exterior salta a nivells o [[orbital]]s superiors de què cau immediatament al nivell normal, directament o a través de salts intermedis, emetent en cada bot el [[fotó]] corresponent. Com la freqüència del quant de llum emès depèn directament de la diferència de l'energia de l'electró en les dos òrbites, i estes estan alluntades del núcleu per correspondre a nivells vacants ocupats momentàniament per algun electró superficial, les freqüències emeses seran relativament baixes i la llum corresponent es trobarà al camp visible (longituds d'ona compreses entre 0,4 i 0,75m) o molt pròxim a ell, a la regió ultraviolada immediata o a la regió infraroja. Moltes sals calfades en la flama de l'encenedor Bunsen tenen la propietat de pintar-la, en emetre les radiacions de menor freqüència d'espectre. La temperatura de la flama no és capaç d'excitar els àtoms, per la qual cosa els seus electrons són portats a tots els orbitals vacants fins a produir la seua ionització, motiu pel qual només es produïxen unes poques ratlles i la llum emesa té un color definit que pot servir per a identificar el metal en qüestió. Açò permet establir un mètode sensible per a reconèixer alguns metalls existents com a ions en sals volàtils. Un assaig més precís i sensible que el de la flama es basa a analitzar o descompondre la llum emesa en les seues llínies constituents, trobant el seu espectre, limitat, com hem dit, a les línies de menor freqüència. L'aparell més usat en tal objecte és l'espectroscopi, el funcionament del qual es basa en el fet que la llum, en passar per un prisma triangular, es desvia o refracta, sent la desviació més gran com més petita és la llongitut d'ona de la llum que incidix i travessa el prisma. La llum que ha d'analisar-se es coloca davant el badall, i en passar a través d'ella, del prisma i d'un sistema de lents, s'obté una imatge del badall en l'ocular del xicotet ullera de llarga vista. El [[prisma òptic]] [[refracció|refracta]] la [[llum]], és a dir, cada color (cada [[longitud d'ona]]) component d'ella pateix una desviació diferent i, per això, l'observador veu tantes línies com a colors o longituds d'ona componen la llum assajada. La llum blanca produeix un nombre infinit de ratlles que es confonen en un espectre continu, però les llums pintades aquí considerades, donen un espectre de ratlles, discontinu, amb molt poques ratlles. Correntment s'agrega a l'instrument un altre tub proveït d'escala il·luminada, la imatge del qual se superposa a la de l'espectre. Com es coneix per a cada element el nombre de ratlles i la seua posició en l'escala, la seua presència queda plenament comprovada en reproduir-se l'espectre corresponent.
+
Al excitar els àtoms d'un element, algun dels [[electrons]] del nivell energètic exterior salta a nivells o [[orbital]]s superiors de qué cau immediatament al nivell normal, directament o a través de salts intermigs, emetent en cada bot el [[fotó]] corresponent. Com la freqüència del quant de llum emés depén directament de la diferència de l'energia de l'electró en les dos òrbites, i estes estan alluntades del núcleu per correspondre a nivells vacants ocupats momentàneament per algun electró superficial, les freqüències emeses seran relativament baixes i la llum corresponent es trobarà al camp visible (llongituts d'ona compreses entre 0,4 i 0,75m) o molt pròxim a ell, a la regió ultraviolada immediata o a la regió infrarroja. Moltes sals calfades en la flama de l'encenedor Bunsen tenen la propietat de pintar-la, al emetre les radiacions de menor freqüència d'espectre. La temperatura de la flama no és capaç d'excitar els àtoms, per lo que els seus electrons són portats a tots els orbitals vacants fins a produir la seua ionisació, motiu pel qual a soles es produïxen unes poques ralles i la llum emesa té un color definit que pot servir per a identificar el metal en qüestió. Açò permet establir un método sensible per a reconéixer alguns metals existents com a ions en sals volàtils. Un ensaig més precís i sensible que el de la flama es basa en analisar o descompondre la llum emesa en les seues llínies constituents, trobant el seu espectre, llimitat, com hem dit, en les llínies de menor freqüència. L'aparell més usat per a tal objecte és l'espectroscopi, el funcionament del qual es basa en el fet que la llum, al passar per un prisma triangular, es desvia o refracta, sent la desviació més gran com més chicoteta és la llongitut d'ona de la llum que incidix i travessa el prisma. La llum que ha d'analisar-se es coloca davant el badall, i al passar a través d'ella, del prisma i d'un sistema de lents, s'obté una image del badall en l'ocular de la chicoteta ullera de llarga vista. El [[prisma òptic]] [[refracció|refracta]] la [[llum]], és dir, cada color (cada [[llongitut d'ona]]) component d'ella patix una desviació diferent i, per això, l'observador veu tantes llínies com a colors o llongituts d'ona componen la llum ensajada. La llum blanca produïx un número infinit de ralles que es confonen en un espectre continu, pero les llums pintades ací considerades, donen un espectre de ralles, discontinu, en molt poques ralles. Correntment s'agrega a l'instrument un atre tubo proveït d'escala allumenada, la image del qual se superpon a la de l'espectre. Com es coneix per a cada element el número de ralles i la seua posició en l'escala, la seua presència queda plenament comprovada al reproduir-se l'espectre corresponent.
  
== Anàlisi dels compostos orgànics ==
+
== Anàlisis dels composts orgànics ==
Els [[compostos orgànics]] contenen pocs elements, perquè la majoria estan formats de dos a cinc elements, entre els que sempre es troben el [[carboni]] i l'[[hidrogen]], encara que a vegades s'inclouen com orgànics compostos del carboni no hidrogenats. Els altres elements possibles, en ordre d'importància, són l'[[oxigen]], el [[nitrogen]], els [[halògens]], el [[sofre]] i el [[fòsfor]], si bé altres elements com el [[silici]], l'[[arsènic]], l'[[antimoni]], el [[bismut]], el [[mercuri (element)|mercuri]] i el [[plom]], formen a vegades part de compostos orgànics, naturals o preparats al laboratori, així com els metalls alcalins i alcalinoterris que constitueixen fonamentalment les sals dels distints [[àcids orgànics]]. L'anàlisi d'un compost orgànic comprèn l'anàlisi qualitativa, l'anàlisi quantitativa i l'[[anàlisi funcional]]. En el cas de suposar-se que el compost es troba en estat impur, es purifica prèviament mitjançant [[cristal·lització]], [[destil·lació]], [[sublimació]], [[extracció líquid-líquid]], entre altres. El criteri de puresa pot jutjar-se segons les seues constants físiques ([[punt de fusió]], punt d'[[ebullició]], [[densitat]], [[solubilitat]], etc.).
+
Els [[composts orgànics]] contenen pocs elements, perqué la majoria estan formats de dos a cinc elements, entre els que sempre es troben el [[carbono]] i l'[[hidrogen]], encara que a vegades s'inclouen com orgànics composts del carbono no hidrogenats. Els atres elements possibles, en orde d'importància, són l'[[oxigen]], el [[nitrogen]], els [[halògens]], el [[sofre]] i el [[fòsfor]], si be atres elements com el [[silici]], l'[[arsènic]], l'[[antimoni]], el [[bismut]], el [[mercuri (element)|mercuri]] i el [[plom]], formen a vegades part de composts orgànics, naturals o preparats al laboratori, aixina com els metals alcalins i alcalinotérreu que constituïxen fonamentalment les sals dels distints [[àcits orgànics]]. L'anàlisis d'un compost orgànic comprén l'anàlisis qualitatiu, l'anàlisis quantitatiu i l'[[anàlisis funcional]]. En el cas de supondre-se que el compost es troba en estat impur, es purifica prèviament per mig de [[cristalisació]], [[destilació]], [[sublimació]], [[extracció líquit-líquit]], entre atres. El criteri de purea pot jujar-se segons les seues constants físiques ([[punt de fusió]], punt d'[[ebullició]], [[densitat]], [[solubilitat]], etc.).
  
=== Anàlisi qualitativa ===
+
=== Anàlisis qualitatiu ===
Es realitza investigant la presència dels elements constituents, especialment del carboni, de l'hidrogen i del nitrogen i menys sovint dels halògens, del sofre i del fòsfor. El carboni es reconeix perquè en escalfar la substància, es carbonitza o crema. Escalfada amb [[òxid cúpric]] en un [[tub d'assaig]], s'oxida i forma CO2, que es recull sobre l'aigua de calç, donant un precipitat de carbonat càlcic, CO3Ca. L'hidrogen existent s'oxida formant aigua, que es diposita en els parts superiors del tub. El nitrogen pot investigar-se mitjançant el calfament de la substància amb [[calç iodada]], amb la qual cosa el nitrogen es desprèn en forma d'amoníac, o mitjançant la fosa de la substància amb sodi metàl·lic, i en este cas es forma [[cianur]] sòdic, que es converteix en ferrocianur en afegir una sal ferrosa. Els halògens es reconeixen calfant un poc de substància amb òxid cúpric en una flama no lluminosa; si hi ha halògens, la flama es pinta en verd per la volatilitat de l'[[hal·lur de coure]] corresponent. El sofre es reconeix mitjançant la fusió amb sodi, la qual cosa dóna lloc a la formació de [[sulfur sòdic]], la [[dissolució aquosa]] de la qual, tractada amb dissolució d'[[acetat de plom]], produeix un precipitat negre de [[sulfur de plom]].
+
Es realisa investigant la presència dels elements constituents, especialment del carbono, de l'hidrogen i del nitrogen i menys sovint dels halògens, del sofre i del fòsfor. El carbono es reconeix perqué en calfar la substància, es carbonisa o crema. Calfada en [[òxit cúpric]] en un [[tubo d'ensaig]], s'oxida i forma CO2, que es recull sobre l'aigua de calç, donant un precipitat de carbonat càlcic, CO3Ca. L'hidrogen existent s'oxida formant aigua, que es deposita en els parts superiors del tubo. El nitrogen pot investigar-se per mig de el calfament de la substància en [[calç iodada]], en lo que el nitrogen es desprén en forma d'amoníac, o per mig de la fosa de la substància en sodi metàlic, i en este cas es forma [[cianur]] sòdic, que es convertix en ferrocianur en afegir una sal ferrosa. Els halògens es reconeixen calfant un poc de substància en òxit cúpric en una flama no lluminosa; si hi ha halògens, la flama es pinta en vert per la volatilitat de l'[[halur de coure]] corresponent. El sofre es reconeix per mig de la fusió en sodi, lo que dona lloc a la formació de [[sulfur sòdic]], la [[dissolució aquosa]] de la qual, tractada en dissolució d'[[acetat de plom]], produïx un precipitat negre de [[sulfur de plom]].
  
=== Anàlisi quantitativa ===
+
=== Anàlisis quantitatiu ===
Es du a terme utilitzant com a base els mètodes indicats per a l'anàlisi qualitativa. Es parteix d'una quantitat determinada de substància, es recull i pesa el [[diòxid de carboni]], així com el [[vapor d'aigua]] formats, a fi de calcular el tant per cent de carboni i hidrogen en el compost. El vapor d'aigua s'absorbeix primerament en un tub que conté [[clorur càlcic]] anhidre i el diòxid de carboni s'absorbeix en una dissolució concentrada de [[potassa càustica]]. La quantitat de nitrogen es determina en passar aquest element a l'estat lliure i en llegir el volum resultant ([[mètode de Dumes]]), o a través de la seua transformació en amoníac, que es recull en excés d'àcid sulfúric valorat ([[mètode de Kjeldahl]]). Els altres elements es transformen convenientment a l'estat iònic (ions hal·lur, sulfat, fosfat, etc), seguint-se després els mètodes corrents de l'anàlisi inorgànica quantitativa. Els halògens es determinen, correntment, calfant la substància amb àcid nítric concentrat i un poc de nitrat d'argent. L'oxigen no es determina, sinó que es calcula la seua proporció per diferència. Els resultats de l'anàlisi quantitativa faciliten el càlcul de la [[fórmula empírica]]; calculant el [[pes molecular]] podrem obtenir la [[fórmula molecular]]. Però el problema no queda resolt, ja que a causa de la [[isomeria]], la mateixa fórmula molecular pot correspondre a distintes substàncies. Per a decidir quina substància és la investigada fa falta l'anàlisi funcional, que consisteix a determinar les posicions que ocupen els [[àtoms]] a la molècula.  
+
Es du a terme utilisant com a base els métodos indicats per a l'anàlisis qualitatiu. Es partix d'una cantitat determinada de substància, es recull i pesa el [[diòxit de carbono]], aixina com el [[vapor d'aigua]] formats, a fi de calcular el tant per cent de carbono i hidrogen en el compost. El vapor d'aigua s'absorbix primerament en un tubo que conté [[clorur càlcic]] anhidre i el diòxit de carbono s'absorbix en una dissolució concentrada de [[potassa càustica]]. La cantitat de nitrogen es determina en passar este element a l'estat lliure i en llegir el volum resultant ([[método de Dumes]]), o be a través de la seua transformació en amoníac, que es recull en excés d'àcit sulfúric valorat ([[método de Kjeldahl]]). Els atres elements es transformen convenientment a l'estat iònic (ions halur, sulfat, fosfat, etc), seguint-se despuix els métodos corrents de l'anàlisis inorgànica quantitativa. Els halògens es determinen, correntment, calfant la substància en àcit nítric concentrat i un poc de nitrat d'argent. L'oxigen no es determina, sino que es calcula la seua proporció per diferència. Els resultats de l'anàlisis quantitativa faciliten el càlcul de la [[fòrmula empírica]]; calculant el [[pes molecular]] podrem obtindre la [[fòrmula molecular]]. Pero el problema no queda resolt, ya que a causa de la [[isomeria]], la mateixa fòrmula molecular pot correspondre a distintes substàncies. Per a decidir quina substància és la investigada fa falta anàlisis funcional, que consistix a determinar les posicions que ocupen els [[àtoms]] a la molècula.
  
==Vegeu també==
+
== Vore també ==
 
* [[Metrologia]]
 
* [[Metrologia]]
  
==Enllaços externs==
+
== Referències ==
{{commonscat|Analytical chemistry}}
+
* Arikawa, Yoshiko (2001). «Basic Education in Analytical Chemistry» (pdf). Analytical Sciences 17 (Supplement): i571-i573
* [http://www.analyticalsciences.org/ American Chemical Society: Division of Analytical Chemistry] (en anglès)
+
*  Bol'Shakov, Aleksandr A; Ganeev, Aleksandr A; Nemets, Valerii M (2006). «Prospects in analytical atomic spectrometry». Russian Chemical Reviews 75 (4): 289. Bibcode:2006RuCRv..75..289B. doi:10.1070/RC2006v075n04ABEH001174
* [http://rsc.org/Gateway/Subject/Analytical/ Royal Society of Chemistry: Analytical Gateway] (en anglès)
+
* Crouch, Stanley; Skoog, Douglas A. (2007). Principles of instrumental analysis. Australia: Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0-495-01201-6
* [http://arjournals.annualreviews.org/loi/anchem Annual Review of Analytical Chemistry] (en anglès)
+
 
 +
== Bibliografia ==
 +
 
 +
* Bard, A.J.; Faulkner, L.R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. New York: John Wiley & Sons, 2nd Edition, 2000
 +
* Bettencourt da Silva, R; Bulska, E; Godlewska-Zylkiewicz, B; Hedrich, M; Majcen, N; Magnusson, B; Marincic, S; Papadakis, I; Patriarca, M; Vassileva, E; Taylor, P; Analytical measurement: measurement uncertainty and statistics, 2012, ISBN 978-92-79-23070-7
 +
* GL David - ''Química Analítica''
 +
* Miller, K; Synovec, RE (2000). «Review of analytical measurements facilitated by drop formation technology». Talanta 51 (5): 921-33. PMID 18967924. doi:10.1016/S0039-9140(99)00358-6
 +
* Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, F.J. Fundamentals of Analytical Chemistry New York: Saunders College Publishing, 5th Edition, 1988
 +
 
 +
== Enllaços externs ==
 +
* [http://www.analyticalsciences.org/ American Chemical Society: Division of Analytical Chemistry] (en anglés)
 +
* [http://rsc.org/Gateway/Subject/Analytical/ Royal Society of Chemistry: Analytical Gateway] (en anglés)
 +
* [http://arjournals.annualreviews.org/loi/anchem Annual Review of Analytical Chemistry] (en anglés)
  
 
{{química}}
 
{{química}}
  
{{1000 Ciència}}
+
{{Llista artículs destacats}}
 
 
  
{{ORDENA:Quimica Analitica}} <!--ORDENA generat per bot-->
 
 
[[Categoria:Química analítica| ]]
 
[[Categoria:Química analítica| ]]

Última revisió del 16:39 1 ago 2024

Determinació de la composició d'una mostra per resonància magnètica nuclear

La química analítica és la branca de la química que consistix en l'anàlisis de mostres de substàncies diverses per determinar-ne la seua composició química; aixina com l'estudi de les tècniques per fer anàlisis i estudiar les senyes (quimiometria). Hi ha dos tipos principals d'anàlisis química:

  • Anàlisis qualitatiu, que pretén establir la presència o absència d'un determinat element o compost químic en la mostra per sobre d'un determinat nivell.
  • Anàlisis quantitatiu, que pretén mesurar la cantitat o proporció exacta d'un determinat element o compost químic en la mostra. Este és el tipo d'anàlisis més freqüent en la química analítica moderna.

En química analítica cal posar una cura especial en la arreplegada i tractament de les mostres, i utilisar les ferramentes estadístiques adequades per tal de poder obtindre la màxima precisió i exactitut de les mesures.

Les tècniques físico-químiques utilisades són molt variades. Les més habituals hui en dia es basen en l'espectroscòpia. També existixen tècniques clàssiques com la gravimetria i la volumetria, tècniques basades en mesures elèctriques ha siga de potencial (potenciometria), el corrent (amperometria) o la relació entre abdós (voltamperometria).

Conceptes usats en química analítica[editar | editar còdic]

  • Analit: l'analit és la substància (element o compost químic) de la qual s'està determinant la presència o concentració.
  • Matriu: la matriu és el conjunt de components que formen la nostra mostra ademés d'aquell o aquells que estem determinant.
  • Alíquota: una alíquota és una chicoteta fracció de la mostra que s'agafa en tal de realisar una anàlisis.

Anàlisis químic qualitatiu[editar | editar còdic]

Artícul principal → Anàlisis inorgànic qualitatiu.


Determinació de l'existència de Brom i Yode, a partir del color resultant despuix d'afegir hexà

Les substàncies inorgàniques són unes 30.000 i estan compostes per la quasi totalitat dels elements químics.

El reconeiximent d'una substància es basa en algunes de les seues propietats químiques, consistents en la formació d'atres noves substàncies fàcilment recognoscibles que, en general, són de naturalea insoluble o gaseosa i posseïxen un color i una olor característica. Ausades, no és possible pensar que cada substància, de les decenes de mils existents, puga reconéixer-se per mig d'una reacció diferencial característica d'ella, i encara que els composts minerals es troben o passen en dissolució en forma iònica i el número d'espècies iòniques és enormement més chicotet, ni tan sols per a estes, ni tampoc per als ions més corrents que normalment pot estar presents en una dissolució, es tenen ensaigs específics de reconeiximent, sense que interferixca la possible presència dels atres. Aixina, per eixemple, si existira un únic clorur insoluble blanc o un únic cromat insoluble groc, es comprendria que en agregar a la dissolució objecte de l'ensaig, un clorur o un cromat soluble, la formació d'un precipitat blanc en el primer cas i groc en el segon seria prova concloent de l'existència en la dissolució investigada del catió en qüestió; pero en ser diversos els clorurs insolubles blancs i diversos els cromats insolubles grocs, la formació o no d'un precipitat serà tan sols la prova que en la dissolució objecte de l'anàlisis existixen o no hi ha els ions metàlics corresponents al grup d'estos composts insolubles. Si un a soles ensaig no pot resoldre respecte a la possible presència d'un ió determinat, mos permet en canvi decidir sobre l'existència en la dissolució investigada d'un grup particular d'ions i quasi sempre en un número molt reduït. Per este motiu, és necessari establir un método sistemàtic de reconeiximent dels ions que poden existir en dissolució, despuix d'haver portat el producte que es desija analisar a l'estat de dissolució.

Tots els métodos de l'anàlisis qualitatiu es basen en la formació de composts insolubles per mig de diversos reactius, agregats successivament a la dissolució, despuix de separar per filtració el precipitat format en cada cas. Cada precipitat, que conté un grup reduït d'ions, es dissol despuix, totalment o parcialment en els reactius apropiats; s'agreguen nous reactius per a formar precipitats en un número cada vegada menor d'ions fins a arribar a un únic compost insoluble que caracterisa un particular ió. La formació de composts insolubles i la redissolució de precipitats (per formació d'un compost molecular o iònic, poc ionisat) constituïxen els processos químics analítics. L'aplicació sistemàtica del principi del producte de solubilitat constituïx la base teòrica de tota química analítica qualitativa.

Com els métodos de reconeiximent sistemàtic de cations són relativament més senzills que els d'anions, s'assaja primer la presència de cations i despuix la d'anions. Ausades, la possible presència o absència de molts anions pot ya decidir-se de la de cations existents en la dissolució. Aixina, per eixemple, si en la dissolució hi ha l'ió bari o l'ió plom, no hi hi ha dubte que no pot estar present l'ió sulfat, l' carbonat, ni tots els atres anions que formen sals bàriques o sals de plom insolubles.

Reconeiximent de cations[editar | editar còdic]

Hi ha diversos métodos de reconeiximent de cations, que es diferencien en algun dels reactius agregats a la dissolució per a la precipitació successiva dels grups de composts insolubles corresponents. La majoria d'ells utilisen el gas sulfhídric per a la precipitació d'un cert número de cations com a sulfurs insolubles. L'ensaig sistemàtic de cations es coneix correntment com a marcha analítica de cations. La més senzilla i utilisada ve esquematisada a continuació, indicant-se en ella tan sols els metals més corrents. Compren tradicionalment 5 grups, si be el tercer està dividit en dos subgrups:

  • Grup 1: Reactiu HCl. Precipiten els clorurs de: <math>Ag^+</math>, <math>Pb^{++}</math>, i <math>Hg_2^{++}</math>.
  • Grup 2: Reactiu <math>SH_2</math>. Precipiten els sulfurs de: <math>As^{+3}</math>, <math>As^{+5}</math>, <math>Sb^{+5}</math>, <math>Sb^{+3}</math>, <math>Sn^{+2}</math>, <math>Sn^{+4}</math>, <math>Hg^{+2}</math>, <math>Pb^{+2}</math>, <math>Cu^{+2}</math>, <math>Cd^{+2}</math>, i <math>Bi^{+3}</math>.
  • Grup 3:
    • Subgrup a: Reactiu <math>NH_3 + ClNH_4</math>. Precipiten els hidròxits de <math>Fe^{+3}</math>, i <math>Al^{+3}</math>, <math>Cr^{+3}</math>.
    • Subgrup b: Reactiu <math>S(NH4)_2 + ClNH_4</math>. Precipiten els sulfurs de <math>Mn^{++}</math>, <math>Zn^{++}</math>, <math>Co^{++}</math>, i <math>Ni^{++}</math>.
  • Grup 4: Reactiu <math>CO_3(NH4)_2 + NH_3 + ClNH_4</math>. Precipiten els carbonats de: <math>Ca^{++}</math>, <math>Sr^{++}</math>, i <math>Ba^{++}</math>.
  • Grup 5: Reactius distints per al: <math>Mg^{++}</math>, <math>K^+</math>, <math>Na^+</math>, i <math>Li^+</math>.

El desenroll de la marcha analítica és la següent:

Grup 1: la dissolució original, que pot contindre tots els cations, alguns d'ells possiblement en forma d'anió (CrO4-, MnO4-, etc.), es tracta en calent en àcit clorhídric en excés, es deixa refredar i es filtra. El líquit filtrat (líquit I) passa a la investigació del grup 2. El precipitat blanc que ha pogut formar-se pot consistir dels clorurs d'argent, plom i mercuriós, tots o algun d'ells. Una part es tracta en aigua bullent i es filtra en calent. El clorur de plom, relativament soluble, es dissol i en el filtrat pot reconéixer-se este catió per mig d'un yodur o un cromat soluble, que formen yodur o cromat de plom, grocs, molt més insolubles. El residu insoluble en aigua calenta es tracta en amoníac diluït; si s'ennegrix és que existia en ell clorur mercuriós i es forma mercuri metàlics finament dividit. El líquit amoniacal, filtrat, podrà contindre l'argent en forma d'ió complex, Ag(NH3)2+, si en acidificar novament en àcit clorhídric es forma un precipitat blanc coagulós, és que existia efectivament ió argent.

Grup 2: es calfa el líquit I i es fa passar a través d'ell, durant uns minuts, un corrent de sulfur d'hidrogen. S'obté un precipitat, generalment negre, dels sulfurs d'arsènic, antimoni, estany, mercúric, plom (pel fet que el clorur de plom és relativament soluble), coure, cadmi i bismut. Estos sulfurs, que precipiten en mig àcit, en el que la concentració d'ions S-2 procedents del sulfur d'hidrogen és enormement baixa, tenen un producte de solubilitat molt chicotet. El precipitat se separa per filtració i el filtrat (líquit 2) passa a la investigació del grup 3. El precipitat de sulfurs es tracta en polisulfur amònic, Sx(NH4)2; els sulfurs d'arsènic, antimoni i estany, i en molt chicoteta extensió els de mercuri i coure, es dissolen per formar ions complexos i es filtren per a separar les tiosals solubles dels sulfurs que romanen insolubles (de mercuri, plom, coure, cadmi i bismut). La separació de cada un dels metals en el líquit i en el filtrat, per a la seua particular identificació, escapa de l'abast d'esta obra.

Grup 3: el líquit 2 es bull per a eliminar el SH2 dissolt, s'afig un poc d'àcit nítric o de peròxit d'hidrogen per a oxidar el ferro que pot existir de l'estat ferrós al fèrric, s'agrega clorur amònic i s'afig en calent amoníac diluït; precipiten els hidròxits de ferro (fèrric), alumini i crom, que no són solubles en amoníac. La presència del clorur amònic fa tan chicoteta la concentració dels ions OH-, per efecte de l'ió comú, que els hidròxits dels atres metals del grup, encara que relativament insolubles, no poden precipitar. El de ferro és terrós, el d'alumini blanc i el de crom verdós, per lo que el color del precipitat pot servir d'orientació respecte als cations presents, i en separar-lo per filtració, pot investigar-se adequadament per al reconeiximent de cada un dels ions metàlics que poden trobar-se en el mateix. El filtrat obtengut en separar el precipitat dels hidròxits, es bull i s'agrega sulfur amònic acabat d'obtindre. S'obté un precipitat dels sulfurs de manganès, zinc, cobalt i níquel, que se separa per filtració; el filtrat (líquit 3) passa a la investigació del grup 4. El precipitat, el color del qual permet orientar-se respecte als sulfurs presents (els de cobalt i níquel són negres; el de manganés, rosat; el de zinc, blanc), s'investiga adequadament per al reconeiximent particular de cada un dels cations que poden existir. En tractar-lo en àcit clorhídric diluït es dissolen els sulfurs de manganès i zinc i queden insolubles els de cobalt i níquel, que a soles es dissolen en àcit nítric concentrat o millor en aigua règia.

Grup 4: el líquit 3 conté els metals alcalinotérreus i els alcalins. S'acidifica en àcit clorhídric i es bull per a eliminar el SH2; es filtra en el cas que existixca un precipitat de sofre (si el sulfur amònic contenia un poc de polisulfur) i s'alcalinisa dèbilment en amoníac (pel que es forma clorur amònic), per a despuix agregar carbonat amònic. Es calfa i el precipitat dels carbonats de calci, estronci i bari se separa per filtració; el filtrat (líquit 4) passa a la investigació del grup 5. La presència d'un excés d'ions NH4+ impedix la precipitació del carbonat magnèsic. El precipitat obtengut es dissol en àcit nítric i s'evapora a sequetat, per a convertir els carbonats en nitrats, que s'investiguen per a reconéixer els cations alcalinotérreus realment existents.

Grup 5: comprén el magnesi i els metals alcalins, normalment sodi i potassi, junt en sals amòniques procedents dels reactius afegits. Per açò, la possible presència d'estes en la dissolució original s'investiga prèviament, per a lo que s'alcalinisa en un llauger excés de sosa càustica i es calfa; l'existència de sals amòniques es reconeix per l'olor penetrant de l'amoníac. El magnesi s'investiga agregant fosfat disòdic, PO4HNa, al líquit 4; si hi ha present magnesi es forma un precipitat blanc cristalí de fosfat amònic magnèsic, PO4NH4Mg. Els metals alcalins s'investiguen correntment a la flama.

Reconeiximent d'anions[editar | editar còdic]

La investigació sistemàtica d'anions és més complexa que la de cations i és més difícil donar un esquema precís d'una marcha analítica d'anions, inclús referida als anions més corrents. Molts anions s'han posat de manifest en la investigació de cations, com ara els anions dels àcits insolubles (sílic, etc.), que precipiten en acidular la dissolució, i els anions que contenen metals, que es transformen en compostos metàlics insolubles (arsenits, arsenats, cromats, permanganats, etc) en les distintes fases de la marcha analítica. Atres anions s'assagen prèviament, com l'ió carbonat, +0020 que la dissolució a investigar es prepara de manera que continga únicament les sals alcalines dels anions, lo que se conseguix per tractament en carbonat amònic o sòdic. La separació dels anions en 3 grups es basa en la insolubilitat de les sals bàriques, en la insolubilitat de les sals d'argent, i en la solubilitat de les sals de bari i argent:

  • Grup 1: anions les sals de bari de la qual precipiten al mig neutre.
    • Insolubles en HCl. SO4-2, SiF6-.
    • Insolubles en CH3COOH (AcH). CrO4-, F-, IO3-.
    • Insolubles al medi neutre. PO4-2, BO2-, SO3-, S2O3-.
  • Grup 2: anions les sals d'argent del qual són insolubles al mig àcit.
    • Insolubles en NH concentrat. Fe(CN)6-2, I-, S-2.
    • Solubles en NH concentrat. Cl-, Br-, CN-, CNS-, Fe(CN)6-2.
  • Grup 3: anions les sals de Ba i Ag del qual són solubles. NO3-, NO2-, ClO3-, ClO4-.

La marcha analítica dels anions és la següent:

  • Grup 1: en agregar nitrat o acetat de bari a la dissolució preparada per a la investigació d'anions, neutra o dèbilment alcalina, precipiten les sals de bari insolubles dels àcits sulfúric, fluosilícic, cròmic, fluorhídric, yòdic, fosfòric, bòric, sulfit i tiosulfat. El precipitat se separa per filtració i el líquit es porta a ensajar els anions del grup 2. El precipitat de sals bàriques es tracta en àcit clorhídric, per lo que es dissolen totes elles excepte el sulfat i el fluosilicat bàrics. El precipitat que permaneix s'investiga per a estos anions. El sulfit i el tiosulfat bàrics es descomponen i desprenen SO2, que poden reconéixer-se pel seu olor; a més, el tiosulfat deposita sofre. El líquit que resulta es tracta en un excés d'acetat sòdic, en lo que precipiten novament les sals bàriques insolubles en àcit acètic, estes són el cromat, fluorur i iodat bàrics. Es filtra i el precipitat s'investiga per a cada un dels anions possibles. En neutralisar el filtrat, precipitaran el fosfat i el borat bàrics si els corresponents anions estan presents; el sulfit i el tiosulfat pertanyents a este subgrup s'hauran descompost en tot cas en tractar el primer precipitat en àcit clorhídric.
  • Grup 2: el filtrat obtengut de la precipitació de les sals bàriques s'acidifica llaugerament en àcit nítric i s'agrega nitrat d'argent, en lo que precipiten les sals d'argent insoluble dels àcits ferrocianhídric, yodhídric, sulfhídric, clorhídric, bromhídric, cianhídric, tiociànic i ferrocianhídric. El precipitat s'elimina per filtració i el líquit filtrat passa a ensajar els anions del grup 3. El precipitat es tracta en amoníac concentrat, dissolent-se aixina aquelles sals d'argent, a excepció del ferrocianur, yodur i sulfur d'argent, que permaneixquen insolubles. La investigació del precipitat que queda i el de la dissolució amoniacal resultant permeten establir els anions realment presents. El sulfur d'argent és negre; el yodur, groc; el bromur, dèbilment groc; i les atres sals d'argent, blanques.
  • Grup 3: el líquit que s'obté de la precipitació de les sals d'argent s'ensaja per als distints anions que pot haver-hi presents: nitrits, nitrats, clorats i perclorats.

Anàlisis químic quantitatiu[editar | editar còdic]

La determinació quantitativa d'una substància o d'un ió contingut en un determinat producte o en una dissolució, pot realisar-se de dos maneres: gravimètricament i volumètricament. Els métodos gravimètrics es basen a transformar la substància o ió en una nova substància insoluble, que s'aïlla en estat pur i es pesa; el càlcul de la cantitat de substància que es determina és immediat. Els métodos volumètrics es basen en agregar a un volum definit de la dissolució que conté la substància o ió en qüestió, el volum precís de dissolució valorada del reactiu adequat, de manera que s'agregue exactament el mateix número d'equivalents de reactiu que de substància existents en el líquid que s'investiga; este procediment rep el nom de valoració.

Métodos gravimètrics d'anàlisis quantitatiu[editar | editar còdic]

Perqué una reacció de precipitació puga utilisar-se com a base d'un método gravimètric d'anàlisis és necessari que complixca diverses condicions:

1.- Que la precipitació siga completa i única, açò és, que l'ió que s'analisa quantitativament passe íntegra i exclusivament al compost insoluble format, per a lo que el producte de solubilitat d'este ha de ser el més chicotet possible. Es comprén que la dissolució no pot contindre atres ions que puguen precipitar també en el reactiu agregat i, per això, estes ions han d'eliminar-se prèviament del producte que s'analisa, el qual es designa correntment com a producte problema.

2.- Que el compost insoluble se separe fàcilment per filtració del líquit en qué s'ha format. Per a això, ha de precipitar-se en forma cristalina, en general, en calent, de manera que les partícules microcristalines formades no passen a través dels poros del paper de filtre o dels embuts de placa filtrant empleats en este objecte.

3.- Que el compost precipitat siga una substància definida, perqué la proporció de l'element o ió investigat contingut en el mateix, siga constant; que puga llavar-se, per a eliminar el líquit que el mulla contenint sals, sense que es descomponga i sense pèrdua sensible i apreciable del mateix per dissolució a l'aigua de llavat; i que puga eixugar-se, sense que es modifique, per a poder-lo pesar en estat pur. Si el compost insoluble no té una composició molt definida, el precipitat separat, llavat i sec, es calcina per a transformar-lo en una verdadera substància (com un òxit), que finalment es pesa. Les balances utilisades als laboratoris químics pesen en una precisió de dècimes de miligram.

Métodos volumètrics d'anàlisis quantitatiu[editar | editar còdic]

Animació de la variació del pH durant una valoració

La determinació volumètrica d'una substància es coneix com a valoració. La substància que s'analisa es dissol, i la dissolució es porta a un matràs aforat, completant-se el volum de líquit fins a l'enrasament. El volum de dissolució problema que ha de valorar-se es pren per mig d'una pipeta, i es porta a un matràs de valoració de forma cònica, que es designa com a matràs Erlenmeyer. La dissolució valorada del reactiu, de normalitat (mesura de concentració) exactament coneguda, es porta a una bureta, s'enrasa, i llavors s'inicia la valoració, deixant eixir de la bureta el reactiu, intermitentment, i agitant l'Erlenmeyer, el qual, per la seua forma, fa molt difícil que puga abocar-se un poc de líquit. La dissolució valorada s'agrega fins al punt d'equivalència, açò és, fins al punt en qué la cantitat de reactiu afegit és equivalent a la de substància que es valora continguda en l'Erlenmeyer. Este punt d'equivalència es coneix per mig d'un indicador adequat, que canvia de color en passar el líquit de tindre llaugeríssim excés de substància problema, a tindre un llaugeríssim excés de reactiu, lo que se conseguix en una simple gota d'este. En el punt d'equivalència el número d'equivalents de les dos substàncies reactives és necessàriament el mateix. Si la normalitat de la dissolució problema és N i el volum pres de la mateixa és V, i si la normalitat de la dissolució valorada del reactiu és Nr, i el volum que es gasta d'ella fins al punt d'equivalència és Vr, es té que N = NrVr/V. La dita expressió permet calcular la normalitat de la dissolució problema a partir dels resultats de la valoració. Coneguda la normalitat, pot calcular-se la cantitat de substància problema en un litro o en un volum qualsevol de dissolució i, molt senzillament, la proporció de la mateixa en el producte original dissolt.

Espectroscòpia. Ensaig de metals[editar | editar còdic]

Al excitar els àtoms d'un element, algun dels electrons del nivell energètic exterior salta a nivells o orbitals superiors de qué cau immediatament al nivell normal, directament o a través de salts intermigs, emetent en cada bot el fotó corresponent. Com la freqüència del quant de llum emés depén directament de la diferència de l'energia de l'electró en les dos òrbites, i estes estan alluntades del núcleu per correspondre a nivells vacants ocupats momentàneament per algun electró superficial, les freqüències emeses seran relativament baixes i la llum corresponent es trobarà al camp visible (llongituts d'ona compreses entre 0,4 i 0,75m) o molt pròxim a ell, a la regió ultraviolada immediata o a la regió infrarroja. Moltes sals calfades en la flama de l'encenedor Bunsen tenen la propietat de pintar-la, al emetre les radiacions de menor freqüència d'espectre. La temperatura de la flama no és capaç d'excitar els àtoms, per lo que els seus electrons són portats a tots els orbitals vacants fins a produir la seua ionisació, motiu pel qual a soles es produïxen unes poques ralles i la llum emesa té un color definit que pot servir per a identificar el metal en qüestió. Açò permet establir un método sensible per a reconéixer alguns metals existents com a ions en sals volàtils. Un ensaig més precís i sensible que el de la flama es basa en analisar o descompondre la llum emesa en les seues llínies constituents, trobant el seu espectre, llimitat, com hem dit, en les llínies de menor freqüència. L'aparell més usat per a tal objecte és l'espectroscopi, el funcionament del qual es basa en el fet que la llum, al passar per un prisma triangular, es desvia o refracta, sent la desviació més gran com més chicoteta és la llongitut d'ona de la llum que incidix i travessa el prisma. La llum que ha d'analisar-se es coloca davant el badall, i al passar a través d'ella, del prisma i d'un sistema de lents, s'obté una image del badall en l'ocular de la chicoteta ullera de llarga vista. El prisma òptic refracta la llum, és dir, cada color (cada llongitut d'ona) component d'ella patix una desviació diferent i, per això, l'observador veu tantes llínies com a colors o llongituts d'ona componen la llum ensajada. La llum blanca produïx un número infinit de ralles que es confonen en un espectre continu, pero les llums pintades ací considerades, donen un espectre de ralles, discontinu, en molt poques ralles. Correntment s'agrega a l'instrument un atre tubo proveït d'escala allumenada, la image del qual se superpon a la de l'espectre. Com es coneix per a cada element el número de ralles i la seua posició en l'escala, la seua presència queda plenament comprovada al reproduir-se l'espectre corresponent.

Anàlisis dels composts orgànics[editar | editar còdic]

Els composts orgànics contenen pocs elements, perqué la majoria estan formats de dos a cinc elements, entre els que sempre es troben el carbono i l'hidrogen, encara que a vegades s'inclouen com orgànics composts del carbono no hidrogenats. Els atres elements possibles, en orde d'importància, són l'oxigen, el nitrogen, els halògens, el sofre i el fòsfor, si be atres elements com el silici, l'arsènic, l'antimoni, el bismut, el mercuri i el plom, formen a vegades part de composts orgànics, naturals o preparats al laboratori, aixina com els metals alcalins i alcalinotérreu que constituïxen fonamentalment les sals dels distints àcits orgànics. L'anàlisis d'un compost orgànic comprén l'anàlisis qualitatiu, l'anàlisis quantitatiu i l'anàlisis funcional. En el cas de supondre-se que el compost es troba en estat impur, es purifica prèviament per mig de cristalisació, destilació, sublimació, extracció líquit-líquit, entre atres. El criteri de purea pot jujar-se segons les seues constants físiques (punt de fusió, punt d'ebullició, densitat, solubilitat, etc.).

Anàlisis qualitatiu[editar | editar còdic]

Es realisa investigant la presència dels elements constituents, especialment del carbono, de l'hidrogen i del nitrogen i menys sovint dels halògens, del sofre i del fòsfor. El carbono es reconeix perqué en calfar la substància, es carbonisa o crema. Calfada en òxit cúpric en un tubo d'ensaig, s'oxida i forma CO2, que es recull sobre l'aigua de calç, donant un precipitat de carbonat càlcic, CO3Ca. L'hidrogen existent s'oxida formant aigua, que es deposita en els parts superiors del tubo. El nitrogen pot investigar-se per mig de el calfament de la substància en calç iodada, en lo que el nitrogen es desprén en forma d'amoníac, o per mig de la fosa de la substància en sodi metàlic, i en este cas es forma cianur sòdic, que es convertix en ferrocianur en afegir una sal ferrosa. Els halògens es reconeixen calfant un poc de substància en òxit cúpric en una flama no lluminosa; si hi ha halògens, la flama es pinta en vert per la volatilitat de l'halur de coure corresponent. El sofre es reconeix per mig de la fusió en sodi, lo que dona lloc a la formació de sulfur sòdic, la dissolució aquosa de la qual, tractada en dissolució d'acetat de plom, produïx un precipitat negre de sulfur de plom.

Anàlisis quantitatiu[editar | editar còdic]

Es du a terme utilisant com a base els métodos indicats per a l'anàlisis qualitatiu. Es partix d'una cantitat determinada de substància, es recull i pesa el diòxit de carbono, aixina com el vapor d'aigua formats, a fi de calcular el tant per cent de carbono i hidrogen en el compost. El vapor d'aigua s'absorbix primerament en un tubo que conté clorur càlcic anhidre i el diòxit de carbono s'absorbix en una dissolució concentrada de potassa càustica. La cantitat de nitrogen es determina en passar este element a l'estat lliure i en llegir el volum resultant (método de Dumes), o be a través de la seua transformació en amoníac, que es recull en excés d'àcit sulfúric valorat (método de Kjeldahl). Els atres elements es transformen convenientment a l'estat iònic (ions halur, sulfat, fosfat, etc), seguint-se despuix els métodos corrents de l'anàlisis inorgànica quantitativa. Els halògens es determinen, correntment, calfant la substància en àcit nítric concentrat i un poc de nitrat d'argent. L'oxigen no es determina, sino que es calcula la seua proporció per diferència. Els resultats de l'anàlisis quantitativa faciliten el càlcul de la fòrmula empírica; calculant el pes molecular podrem obtindre la fòrmula molecular. Pero el problema no queda resolt, ya que a causa de la isomeria, la mateixa fòrmula molecular pot correspondre a distintes substàncies. Per a decidir quina substància és la investigada fa falta anàlisis funcional, que consistix a determinar les posicions que ocupen els àtoms a la molècula.

Vore també[editar | editar còdic]

Referències[editar | editar còdic]

  • Arikawa, Yoshiko (2001). «Basic Education in Analytical Chemistry» (pdf). Analytical Sciences 17 (Supplement): i571-i573
  • Bol'Shakov, Aleksandr A; Ganeev, Aleksandr A; Nemets, Valerii M (2006). «Prospects in analytical atomic spectrometry». Russian Chemical Reviews 75 (4): 289. Bibcode:2006RuCRv..75..289B. doi:10.1070/RC2006v075n04ABEH001174
  • Crouch, Stanley; Skoog, Douglas A. (2007). Principles of instrumental analysis. Australia: Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0-495-01201-6

Bibliografia[editar | editar còdic]

  • Bard, A.J.; Faulkner, L.R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. New York: John Wiley & Sons, 2nd Edition, 2000
  • Bettencourt da Silva, R; Bulska, E; Godlewska-Zylkiewicz, B; Hedrich, M; Majcen, N; Magnusson, B; Marincic, S; Papadakis, I; Patriarca, M; Vassileva, E; Taylor, P; Analytical measurement: measurement uncertainty and statistics, 2012, ISBN 978-92-79-23070-7
  • GL David - Química Analítica
  • Miller, K; Synovec, RE (2000). «Review of analytical measurements facilitated by drop formation technology». Talanta 51 (5): 921-33. PMID 18967924. doi:10.1016/S0039-9140(99)00358-6
  • Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, F.J. Fundamentals of Analytical Chemistry New York: Saunders College Publishing, 5th Edition, 1988

Enllaços externs[editar | editar còdic]