1.3: Problemas Analíticos Comunes

Muchos problemas en la química analítica comienzan con la necesidad de identificar lo que está presente en una muestra. Este es el alcance de un análisis cualitativo, ejemplos de los cuales incluyen identificar los productos de una reacción química, tamizar la orina de un atleta para detectar un medicamento que mejore el rendimiento o determinar la distribución espacial del Pb en la superficie de una partícula transportada por el aire. Un desafío temprano para los químicos analíticos fue desarrollar pruebas químicas simples para identificar iones inorgánicos y grupos funcionales orgánicos. Los cursos clásicos de laboratorio en análisis cualitativo inorgánico y orgánico, aún impartidos en algunas escuelas, se basan en este trabajo.

Véase, por ejemplo, los siguientes libros de texto de laboratorio: a) Sorum, C. H.; Lagowski, J. J. Introducción al Análisis Cualitativo Semimicro, 5a Ed.; Prentice-Hall: Englewood, NJ, 1977; b) Shriner, R. L.; Fuson, R. C.; Curtin, D. Y. La identificación sistemática de compuestos orgánicos, 5ª Ed.; John Wiley and Sons: Nueva York, 1964.

Los métodos modernos para el análisis cualitativo se basan en técnicas instrumentales, como la espectroscopia infrarroja (IR), la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) y la espectrometría de masas (EM). Debido a que estas aplicaciones cualitativas están cubiertas adecuadamente en otra parte del plan de estudios de pregrado, típicamente en química orgánica, no reciben más consideración en este texto.

Quizás el problema analítico más común es un análisis cuantitativo, ejemplos del cual incluyen el análisis elemental de un compuesto recién sintetizado, la medición de la concentración de glucosa en sangre, o la determinación de la diferencia entre las concentraciones volumétricas y superficiales de Cr en acero. Gran parte del trabajo analítico en laboratorios clínicos, farmacéuticos, ambientales e industriales implica desarrollar nuevos métodos cuantitativos para detectar trazas de especies químicas en muestras complejas. La mayoría de los ejemplos de este texto son de análisis cuantitativos.

Otra área importante de la química analítica, que recibe cierta atención en este texto, son los métodos para caracterizar las propiedades físicas y químicas. La determinación de la estructura química, de las constantes de equilibrio, del tamaño de partícula y de la estructura superficial son ejemplos de un análisis de caracterización.

El propósito de un análisis cualitativo, cuantitativo o de caracterización es resolver un problema asociado a una muestra en particular. El propósito de un análisis fundamental, por otro lado, es mejorar nuestra comprensión de la teoría que sustenta un método analítico y comprender mejor las limitaciones de un método analítico.

Un buen recurso para ejemplos actuales de análisis cualitativos, cuantitativos, de caracterización y fundamentales es el número de revisión anual de Química Analítica que destaca la investigación fundamental y aplicada en química analítica. Ejemplos de artículos de revisión en el número de 2015 incluyen “Química analítica en la investigación arqueológica”, “Desarrollos recientes en dispositivos microfluídicos basados en papel” y “Espectroscopia vibracional: desarrollos recientes para revolucionar la ciencia forense”.