4 CAPÍTULO 1
Naturaleza de la química analítica
sitio en la parte central superior y la posición central de la química analítica en la figura enfatizan su importancia. La naturaleza interdisciplinaria del análisis químico la convierte en un instrumento esencial para los laboratorios médicos, industriales, gubernamentales y académicos alrededor del mundo.
1B MÉTODOS ANALÍTICOS CUANTITATIVOS Los resultados de un análisis cuantitativo típico se calculan a partir de dos medidas. La primera medida es la masa o el volumen de la muestra que se está analizando. La segunda es la medida de una cantidad proporcional a la del analito en la muestra, como su masa, volumen, intensidad luminosa o carga eléctrica. Esta segunda medida generalmente completa el análisis y, por lo común, se utiliza la naturaleza de dicha medida para clasificar los métodos analíticos. En los métodos gravimétricos se determina la masa de un analito o de algún compuesto químico relacionado con él. En los métodos volumétricos se mide el volumen de una disolución (o solución) que contiene suficiente reactivo para reaccionar completamente con el analito. En los métodos electroanalíticos se miden propiedades eléctricas como el potencial, la corriente, la potencia, la resistencia y la cantidad de carga eléctrica. En los métodos espectroscópicos se explora la interacción que existe entre la radiación electromagnética y los átomos o moléculas del analito, así como la emisión de radiación electromagnética por los analitos. Finalmente, en un grupo misceláneo de métodos se miden cantidades como la relación masa-carga en un ion mediante espectrometría de masas, la tasa de decaimiento radiactivo, el calor de la reacción, la velocidad de ésta, la conductividad térmica de una muestra, así como su actividad óptica y sus índices de refracción.
1C EL ANÁLISIS CUANTITATIVO TÍPICO Un análisis cuantitativo típico incluye una secuencia de pasos que se muestran en el diagrama de flujo de la figura 1.2. En algunas casos se pueden omitir uno o más de ellos. Por ejemplo, si una muestra está en estado líquido, se puede omitir el paso de disolución. Los capítulos 1 al 34 se enfocan en los últimos tres pasos de la figura 1.2. Durante una medición se determina una de las propiedades físicas mencionadas en la sección 1B. En el paso de cálculo se busca la cantidad relativa del analito presente en las muestras. En el paso final se evalúa la calidad de los resultados y se calcula su confiabilidad. En los siguientes párrafos se presenta un breve panorama de cada uno de los pasos que se muestran en la figura 1.2. Posteriormente, se presenta el estudio de un caso para ilustrar la manera en la que se emplean estos pasos para resolver un problema analítico práctico y muy importante. Los detalles de este estudio anuncian varios de los métodos e ideas que explorará conforme estudia química analítica.
1C.1 Selección de un método El primer paso esencial de cualquier análisis cuantitativo es la selección de un método, como se muestra en la figura 1.2. La elección suele ser difícil y requiere tanto experiencia como intuición. Una de las primeras preguntas que deben considerarse en el proceso de selección es el nivel de exactitud que se requiere para el análisis. Por desgracia, para conseguir resultados altamente confiables se necesita invertir mucho tiempo. Para seleccionar un método adecuado se deben siempre tomar en cuenta tanto la confiabilidad como el tiempo y dinero disponibles para el análisis. Una segunda consideración relacionada con aspectos económicos es el número de muestras que serán analizadas. Si se analizará un gran número de muestras, es importante tomarse el tiempo necesario para llevar a cabo tareas preliminares como el ensamblado y calibración