Fundamentos y Conceptos Clave de la Química Analítica

Concepto de Química Analítica

Ciencia que usa métodos e instrumentos para obtener información sobre la naturaleza y cantidad de un material. El Análisis Químico (AQ) aplica métodos que desarrolla la Química Analítica (QA) a la resolución de problemas relativos a la naturaleza y composición de la materia. La QA es una ciencia interdisciplinar relacionada con la física, las matemáticas, la biología y la ingeniería.

Ámbitos de Aplicación

• Ciencias sociales y humanidades
• Industria
• Alimentos
• Comercio
• Medioambiente
• Medicina
• Análisis forense
• Legislación

Definiciones Clave

Problema de análisis: Motivo que desencadena el análisis.

Objeto de análisis: Material que interesa analizar.

Muestra: Parte representativa del material a analizar.

Analito: Especie química (elemento o compuesto) que se analiza en la muestra.

Interferencias: Especies químicas que acompañan al analito en la muestra y dificultan la obtención de un resultado correcto.

Compuestos inertes: No dificultan la obtención de un resultado correcto.

Matriz: Todos los componentes de la muestra exceptuando los analitos (interferencias + compuestos inertes).

Análisis: Proceso que proporciona información física y química acerca de la naturaleza o composición de una muestra.

Técnica analítica: Metodología que puede estar basada en un principio físico o químico y que se utiliza para investigar un analito.

Medida: Cuantificación experimental de las propiedades físicas o químicas de una muestra.

Señal: Dato que se obtiene al aplicar una técnica analítica. Su magnitud es función de la concentración ([ ]) de analitos que extraemos de la muestra.

Determinación: Obtención de la identidad, concentración ([ ]) o estructura de uno o más analitos presentes en la muestra.

Método de análisis: Serie de operaciones analíticas efectuadas en el análisis de una muestra.

Proceso analítico: Etapas que se desarrollan y están destinadas a obtener información acerca de una muestra.

Procedimiento analítico: Conjunto de instrucciones que se deben seguir para aplicar un método.

Protocolo: Conjunto de instrucciones escritas en las que se detalla un procedimiento y que deben ser seguidas sin excepción para que el resultado analítico sea aceptado por la institución que certifica el protocolo.

Tipos de Análisis

Según la Información Obtenida

• Cualitativo: Detección y/o identificación.
• Cuantitativo: Cuantificación del analito.
• Estructural: Investigación de la estructura del analito.

Según la Naturaleza del Analito

• Inorgánico: Análisis de especies químicas inorgánicas.
• Orgánico: Análisis de especies químicas orgánicas.
• Bioquímico: Análisis de especies que tienen interés bioquímico.

Escala de Trabajo

Según el Analito

• Componente mayoritario: >1%
• Componente minoritario: 1% - 0,01%
• Trazas: 100 µg/mL - 1 ng/mL (ppm: 1 µg/mL = 1 mg/L; ppb: 1 ng/mL = 1 µg/L)

Según la Muestra

• Macromuestra: 1 g - 1 mg
• Micromuestra: 1 mg - 1 µg
• Submicromuestra: 1 µg - 1 ng

Etapas del Proceso Analítico

1. Definición del Problema

Incluye el enfoque, tipo de muestra, naturaleza del muestreo, tipo de análisis requerido, coste, toxicidad, etc.

2. Elección del Método

Se elige en base a la escala de trabajo, el equipo disponible en el laboratorio y la experiencia del analista.

3. Toma de Muestra

El objetivo es obtener una porción de muestra representativa con un tamaño adecuado.

4. Tratamiento de la Muestra

Puede incluir:

• Preparación: Homogeneización, disolución, cambio de la naturaleza del analito.
• Separación: Aislamiento del analito de las interferencias.
• Derivatización: Conversión del analito en otra especie química mediante reacción con otro compuesto para facilitar su detección o separación.

5. Adquisición y Tratamiento de Datos

Consta de dos etapas principales:

• Calibración: Obtener la relación que existe entre la señal medida y la concentración ([ ]) del analito.
• Determinación: Cálculo de la concentración ([ ]) del analito en la muestra original.

6. Validación

Obtención de una serie de parámetros de calidad para comprobar que los resultados obtenidos son correctos y fiables.

7. Presentación de Resultados e Informe Final

Comunicación clara y concisa de los hallazgos del proceso.