1.1: Clasificación de Métodos Analíticos

La química analítica tiene una larga historia. En la estantería de mi oficina, por ejemplo, hay una copia de la primera edición americana de Un sistema de instrucción en análisis químico cuantitativo de Fresenius, que fue publicada por John Wiley & Sons en 1886. Cerca se encuentran muchos textos más nuevos, como Bard y Faulkner's Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, cuya edición más reciente fue publicada por Wiley en 2000. En 883 páginas, el texto de Fresnius cubre esencialmente todo lo que se conocía en la década de 1880 sobre la química analítica y lo que ahora llamamos métodos clásicos de análisis. El texto de Bard y Faulkner, que es 864 páginas, abarca solo una categoría de lo que ahora llamamos métodos instrumentales modernos de análisis. Ya sea un método clásico de análisis o un método instrumental moderno, la especie de interés, que llamamos analito, es sondeada de una manera que proporciona información cualitativa o cuantitativa.

Métodos clásicos de análisis

La característica distintiva de un método clásico de análisis es que las principales medidas son observaciones de reacciones (¿Se formó un precipitado? ¿La solución cambió de color?) o la medición de una de un pequeño número de propiedades físicas, como la masa o el volumen. Debido a que estas mediciones no son selectivas para un solo analito, un método clásico de análisis generalmente requirió un trabajo extenso para aislar el analito de interés de otras especies que interferirían en el análisis. Como vemos en la Figura\(\PageIndex{1}\), el método de Fresenius para determinar la cantidad de níquel en los minerales requirió 58 horas, la mayor parte de las cuales se gastó poniendo el mineral en solución y luego aislando el analito de los interferentes mediante una secuencia de precipitaciones y filtraciones. La determinación final de la cantidad de níquel en el mineral se derivó de dos mediciones de masa: la masa combinada de Co y Ni, y la masa de Co. Aunque de interés histórico, no consideraremos más métodos clásicos de análisis en este texto.

Figura\(\PageIndex{1}\): Esquema analítico de Fresenio para el análisis gravimétrico de Ni en minerales. Después de cada etapa, el sólido y la solución se separan por filtración por gravedad. Tenga en cuenta que la masa de níquel no se determina directamente. En cambio, primero se aíslan Co y Ni y se pesan juntos (masa A), y luego se aísla el Co y se pesa por separado (masa B). La línea de tiempo muestra que se tarda aproximadamente 58 horas en analizar una sola muestra; aunque se pudieron preparar varias muestras en paralelo, el rendimiento de las muestras se limitó a solo unas pocas por día.

Métodos Instrumentales Modernos de Análisis

La característica distintiva de los métodos instrumentales modernos de análisis es que extiende las mediciones a muchas más propiedades físicas, como la corriente, el potencial, la absorción o emisión de luz, y las relaciones masa-carga, por nombrar algunas. Los métodos instrumentales para separar analitos, como las separaciones cromatográficas y los métodos instrumentales que permiten el análisis simultáneo de múltiples analitos, hacen que el análisis sea mucho más rápido. Para la década de 1970, la espectrometría de absorción atómica de llama (FAAS) reemplazó a la gravimetría como método estándar para analizar el níquel en minerales [ver, por ejemplo, Van Loon, J. C. Analytical Atomic Absorption Spectroscopy, Academic Press: New York, 1980]. Debido a que el FAAS es mucho más selectivo que la precipitación, hay menos necesidad de aislar químicamente el analito; como resultado, el tiempo para analizar una sola muestra disminuyó a unas pocas horas y el rendimiento de las muestras aumentó a cientos por día.