1.1: Introducción al Análisis Elemental

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El propósito del análisis elemental es determinar la cantidad de un elemento particular dentro de una molécula o material. El análisis elemental se puede subdividir de dos maneras:

Cualitativo: determinar qué elementos están presentes o la presencia de un elemento en particular.
Cuantitativo: determinar qué cantidad de un elemento particular o de cada elemento está presente.

En cualquier caso, el análisis elemental es independiente de la unidad estructural o del grupo funcional, es decir, la determinación del contenido de carbono en tolueno (\(\ce{C6H5CH3}\)) no diferencia entre los átomos de\(sp^2\) carbono aromáticos y el\(sp^3\) carbono metílico.

El análisis elemental se puede realizar en un sólido, líquido o gas. Sin embargo, dependiendo de la técnica empleada, la muestra puede tener que reaccionar previamente, por ejemplo, por combustión o digestión ácida. Las cantidades requeridas para el análisis elemental van desde unos pocos gramos (g) hasta unos pocos miligramos (mg) o menos.

El análisis elemental también se puede subdividir en categorías generales relacionadas con el enfoque involucrado en la determinación de cantidades.

El análisis clásico se basa en la estequiometría a través de una reacción química o por comparación con una muestra de referencia conocida.
Los métodos modernos se basan en la estructura nuclear o el tamaño (masa) de un elemento en particular y generalmente se limitan a muestras sólidas.

Muchos métodos clásicos se pueden clasificar aún más en las siguientes categorías:

Gravimétrico en el que una muestra se separa de la solución como un sólido como precipitado y se pesa. Esto se usa generalmente para aleaciones, cerámicas y minerales.
Volumétrico es el empleado con mayor frecuencia implica la determinación del volumen de una sustancia que se combina con otra sustancia en proporciones conocidas. Esto también se denomina análisis titrimétrico y se emplea frecuentemente usando un punto final visual o medición potenciométrica.
El análisis colorimétrico (espectroscópico) requiere la adición de un agente complejo orgánico. Esto se usa comúnmente en laboratorios médicos así como en el análisis de tratamiento de aguas residuales industriales.

La mayor limitación en los métodos clásicos se debe más a menudo a la manipulación de la muestra más que al error del equipo, es decir, al error del operador al pesar una muestra u observación de un punto final. Por el contrario, los errores en los métodos analíticos modernos son casi en su totalidad de origen informático e inherentes al software que analiza y ajusta los datos.