La química analítica es el estudio de la composición química de los materiales naturales y artificiales . Desemejante de otras disciplinas secundarias importantes de la química tales como química inorgánica y química orgánica, la química analítica no se restringe a ninguÌn tipo particular de la reacción del compuesto químico o. Las características estudiaron en química analítica incluyen características geométricas tales como morfologías y distribuciones moleculares de especies, así como características tales como identidad de la composición y de la especie. Las contribuciones hechas por los químicos analíticos han desempeñado papeles críticos en las ciencias que se extendían del desarrollo de los conceptos y de las teorías (ciencia pura ) a una variedad de usos prácticos, tales como usos biomédicos, supervisión ambiental, control de calidad de la fabricación industrial y ciencia forense (ciencia aplicada ).
Descripción
La química analítica es una disciplina secundaria de la química que tiene la misión amplia de entender la composición química de toda la materia y de desarrollar las herramientas para aclarar tales composiciones. Esto diferencia de otras disciplinas secundarias de la química en que no está pensado para entender la base física para la química observada como con la química física y no está pensado para controlar o para dirigir química al igual que a menudo el caso en la química orgánica y no se piensa necesario para proporcionar táctica de la ingeniería al igual que de uso frecuente en la ciencia material . La química analítica no intenta generalmente utilizar química o entender su base; sin embargo, éstas son consecuencias comunes de la investigación de la química analítica. La química analítica tiene traslapo significativo con otras ramas de la química, especialmente las que se centren en cierta clase amplia de productos químicos, tales como química orgánica, química inorgánica o bioquímica, en comparación con una manera particular de entender química, tal como química teórica . Por ejemplo el campo de la química bioanalytical es una superficie creciente de la química analítica que trata todas las preguntas analíticas en bioquímica, (la química de la vida). La química analítica y la química física experimental, sin embargo, tienen una relación única en que están muy sin relación en su misión pero comparten a menudo la mayoría en campo común en las herramientas usadas en experimentos.
La química analítica se refiere particularmente a las cuestiones del " ¿qué productos químicos están presentes, cuál son sus características y en qué cantidades están presentes? " Estas preguntas están implicadas a menudo en las preguntas que son más dinámicas por ejemplo qué reacción química cataliza un de la enzima o cómo rápidamente lo hace, o aún más dinámico por ejemplo cuál es el estado de transición de la reacción. Aunque la química analítica trate estos tipos de preguntas para después de que se contesten. Los pasos siguientes lógicos de entender lo que significa, de cómo cabe en un sistema más grande, cómo se puede este resultado generalizar en teoría o cómo puede ser utilizado no es la química analítica. Puesto que la química analítica se basa en evidencia experimental firme y se limita a algunas preguntas bastante simples al público en general se asocia lo más de cerca posible a números duros tales como cuánto plomo está en agua potable.
Química analítica moderna
La química analítica moderna es dominada por análisis instrumental. Hay tan muchos diversos tipos de instrumentos hoy que pueda parecer como un arsenal confuso de siglas algo que un campo del estudio unificado. Muchos químicos analíticos se centran en un solo tipo de instrumento. El académico tiende al foco en nuevas aplicaciones y descubrimientos o en nuevos métodos de análisis. El descubrimiento de un producto químico presente en la sangre que aumenta el riesgo de cáncer sería un descubrimiento que un químico analítico pudo estar implicado adentro. Un esfuerzo para desarrollar un nuevo método pudo implicar el uso de un láser sintonizable de aumentar la especificidad y la sensibilidad de un método espectrométrico. Muchos métodos, una vez que están desarrollados, se mantienen adrede estáticos para poder comparar datos durante largos periodos del tiempo. Esto es particularmente verdad en usos industriales de la garantía de calidad (QA), forense y ambiental. La química analítica desempeña un papel cada vez más importante en la industria farmacéutica donde, aparte del QA, se utiliza en el descubrimiento de los nuevos candidatos de la droga y en los usos clínicos donde entendiendo las interacciones entre la droga y el paciente ser crítico.
Historia
Mucha de la química temprana (1661-~1900AD) era química analítica puesto que las cuestiones de qué elementos y productos químicos estaban presentes en el mundo alrededor de nosotros y de cuáles son sus naturalezas fundamentales están mucho en el reino de la química analítica. Había también progreso temprano significativo en síntesis y la teoría que por supuesto no son química analítica. Durante este período las contribuciones analíticas significativas a la química incluyen el desarrollo del análisis elemental sistemático por el Justus von Liebig y del análisis orgánico sistematizado basado en las reacciones específicas de grupos funcionales. El primer análisis instrumental era espectrometría emisiva de la llama desarrollada por el Roberto Bunsen y el Gustavo Kirchhoff que descubrieron el rubidio (Rb) y el cesio (Cs) en 1860.
La mayor parte de los progresos principales en química analítica ocurren después de 1900. Durante este período el análisis instrumental llega a ser progresivamente dominante en el campo. Particularmente muchas de las técnicas espectroscópicas y espectrométricas básicas fueron descubiertas en el siglo a principios de siglo 20 y refinadas en el último vigésimo siglo. Las ciencias de la separación siguen una línea de tiempo similar de desarrollo y también se transforman cada vez más en los instrumentos del alto rendimiento. En los años 70 muchas de estas técnicas comenzaron a ser utilizadas juntas para alcanzar una caracterización completa de muestras. El comenzar en los años 70 en química analítica del hoy ha llegado a ser aproximadamente progresivamente más inclusivo de las preguntas biológicas (química bioanalytical), mientras que había sido centrado previamente en gran parte en las moléculas orgánicas inorgánicas o pequeñas. El último vigésimo siglo también consideró una extensión del uso de la química analítica de preguntas químicas algo académicas al forense, ambiental, industrial y preguntas médicas, por ejemplo en histología .
Tipos
Tradicionalmente, la química analítica ha estado partida en dos tipos principales, cualitativo y cuantitativo:
Cualitativo
Búsquedas inorgánicas cualitativas del análisis para establecer la presencia de un elemento dado o de compuesto inorgánico en una muestra.Búsquedas orgánicas cualitativas del análisis para establecer la presencia de un dado grupo funcional o de compuesto orgánico en una muestra.
Cuantitativo
Búsquedas del análisis cuantitativo para establecer la cantidad de un elemento o de un compuesto dado en una muestra.
Acercamientos
La mayoría de la química analítica moderna es categorizada por dos diversos acercamientos tales como blancos analíticas o métodos analíticos. La química analítica (diario) repasa dos diversos acercamientos alternativo en la edición 12 de cada año.
Por las blancos analíticas
Química de BioanalyticalAnálisis material
Análisis químico
Análisis ambiental
Medecina legal
Por métodos analíticos
EspectroscopiaEspectrometría total
Espectrofotometría y colorimetría
Cromatografía y electroforesis
Cristalografía
Microscopia
Electroquímica
Técnicas analíticas tradicionales
Aunque la química analítica moderna sea dominada por la instrumentación sofisticada, las raíces de la química analítica y algunas de los principios usados en instrumentos modernos son de técnicas tradicionales muchas cuyo todavía se utilizan hoy. Estas técnicas también tienden a formar la espina dorsal de la mayoría de los laboratorios educativos de la química analítica del estudiante. Los ejemplos incluyen:
Titulación
considera también:
la titulación La titulación implica la adición de un reactivo a una solución que es analizada hasta que se alcance un cierto punto de equivalencia. A menudo la cantidad de material en la solución que es analizada puede ser resuelta. El familiar a los que han tomado química de la universidad es más la titulación de la ácido-base que implica un indicador cambiante del color. Hay muchos otros tipos de titulaciones, por ejemplo titulaciones potenciométricas.
Gravimetría
considera también:
l análisis gravimétrico El análisis gravimétrico implica el determinar de la cantidad de material presente pesando la muestra antes y/o después de una cierta transformación. Un ejemplo común usado en la educación del estudiante es la determinación de la cantidad de agua en un hidrato calentando la muestra para quitar el agua tales que la diferencia en peso es debido al agua perdida.
Análisis cualitativo inorgánico
El análisis cualitativo inorgánico refiere generalmente a un esquema sistemático para confirmar la presencia de seguro, de generalmente acuoso, iones o elementos realizando una serie de reacciones que eliminen gamas de posibilidades y después confirma los iones sospechosos con una prueba que confirma. El carbón a veces pequeño que contiene los iones se incluye en tales esquemas. Con la instrumentación moderna estas pruebas se utilizan pero pueden raramente ser útiles para los propósitos educativos y en trabajo en el terreno u otras situaciones donde no está disponible o conveniente el acceso a los instrumentos avanzados.
Análisis instrumental
Espectroscopia
considera también:
la espectroscopia La espectroscopia mide la interacción de las moléculas con la radiación electromágnetica . La espectroscopia consiste en muchos diversos usos tales como espectroscopia, espectroscopia de emisión atómica, espectroscopia Ultravioleta-visible, espectroscopia infrarroja, espectroscopia, espectroscopia de resonancia magnética nuclear, espectroscopia, espectroscopia de la absorción atómica de Raman de la fotoemisión de Mössbauer y así sucesivamente.
Espectrometría total
considera también:
la espectrometría total Las medidas de la espectrometría total masa-a-cargan el cociente de moléculas usar el eléctrico y los campos magnéticos allí son varios métodos de la ionización: impacto del electrón, ionización química, ionización electrospray, matriz asistida de la desorción del laser, y otras. También, la espectrometría total es categorizada por acercamientos de analizadores totales: el Magnético-sector, analizador total Quadrupole, trampa Quadrupole, Tiempo-de-vuelo, Fourier del ion transforma la resonancia de ciclotrón del ion, y así sucesivamente.
Cristalografía
considera también:
la cristalografía La cristalografía es una técnica que caracteriza la estructura química de materiales en el nivel atómico analizando los patrones de la difracción generalmente de las radiografías que han sido desviadas por los átomos en el material. De las informaciones en bruto la colocación relativa de átomos en espacio puede ser resuelta.
Análisis electroquímico
considera también:
la electroquímica La electroquímica mide la interacción del material con un campo eléctrico .
Análisis termal
considera también: [[calorimetría]], [[análisis termogravimétrico]]
La calorimetría y el análisis termogravimétrico miden la interacción de un calor del material y.
Separación
considera también: [[proceso de la separación]], [[cromatografía]], [[electroforesis]]
Los procesos de la separación se utilizan para disminuir la complejidad de mezclas materiales. La cromatografía y la electroforesis son representante de este campo.
Técnicas híbridas
Combinaciones del " antedicho del producto de las técnicas; hybrid" o " hyphenated" técnicas. Varios ejemplos están en uso popular hoy y las nuevas técnicas híbridas están en el desarrollo. Por ejemplo, cromatología gaseosa-espectrometría de masa, LC-MS, GC-IR, LC-NMR, CE-MS, y así sucesivamente.Las técnicas de separación escritas con guión refieren a una combinación de dos (o más) técnicas para detectar y para separar los productos químicos de soluciones. La otra técnica es lo más a menudo posible una cierta forma de la cromatografía . Las técnicas escritas con guión son ampliamente utilizadas en la química y bioquímica . Una raya vertical se utiliza a veces en vez del guión, especialmente si el nombre de uno de los métodos contiene un guión sí mismo.
Ejemplos de técnicas escritas con guión: LC del
-
Microscopia
considera también:
la microscopia La visualización de solas moléculas, de células, de tejidos biológicos y de materiales micro nanos es acercamiento muy importante y atractivo en ciencia analítica. También, el hibridación con otras herramientas analíticas tradicionales está revolucionando ciencia analítica. La microscopia se puede categorizar en tres diversos campos: Microscopia óptica, microscopia electrónica, y microscopia de la punta de prueba de la exploración. Recientemente, este campo está progresando rápido debido a el desarrollo rápido de las industrias de la computadora y de la cámara.
Laboratorio-en-uno-viruta
considera también: [[microscopia]], [[microfluidics]], [[μTAS]]
Instrumentación analítica miniaturizada, que también se llama como el microfluidics o sistema de análisis total micro (μTAS). La belleza del sistema de la laboratorio-en-uno-viruta es que un dispositivo entero se puede visualizar debajo de un microscopio.
Métodos y análisis de datos
considera también: Lista de
los métodos de análisis químico
considera también:
l [[lista de métodos de análisis de materiales]]
Curva estándar
Un método estándar para el análisis de la concentración implica la creación de una curva de calibración . Esto permite la determinación de la cantidad de un producto químico en un material comparando los resultados de la muestra desconocida a los de estándares sabidos una serie. Si la concentración de elemento o de compuesto en una muestra es demasiado alta para la gama de la detección de la técnica, puede ser diluida simplemente en un solvente puro. Si la cantidad en la muestra está debajo de la gama de medida de un instrumento, el método de adición puede ser utilizado. En este método a la cantidad sabida del elemento o del compuesto bajo se agrega estudio, y la diferencia entre la concentración se agrega, y la concentración observada es la cantidad realmente en la muestra.
Estándares internos
Un estándar interno se agrega a veces en una concentración sabida directo a una muestra analítica para ayudar en la cuantificación. La cantidad de presente del analito entonces se determina concerniente al estándar interno como calibrant.
Tendencias
La investigación de la química analítica es conducida en gran parte por el funcionamiento (sensibilidad, selectividad, robustez, gama linear, exactitud, precisión, y velocidad), y el coste (compra, operación, entrenamiento, tiempo, y espacio). Entre las ramas principales de la espectrometría atómica analítica contemporánea, el más extensos y universal son espectrometría óptica y total (véase las perspectivas en espectrometría atómica analítica). En el análisis elemental directo de muestras sólidas, los nuevos líderes son la avería inducida por láser y espectrometría total de la ablación del laser, y las técnicas relacionadas con la transferencia de los productos de la ablación del laser en el plasma inductivo juntada . Los avances en el diseño de lasers del diodo y de osciladores paramétricos ópticos promueven progresos en espectrometría de la fluorescencia y de la ionización y también en las técnicas de la absorción donde se espera que las aplicaciones de las cavidades ópticas para la longitud del camino eficaz creciente de la absorción se amplíen. El progreso firme y el crecimiento en usos de los métodos del plasma y laser-based son sensibles. Un interés hacia el análisis (standardless) absoluto ha restablecido, particularmente en la espectrometría de la emisión.Mucho esfuerzo se pone en la contracción de las técnicas del análisis al tamaño de la viruta . Aunque haya pocos ejemplos de tales sistemas competitivos con técnicas tradicionales del análisis, las ventajas potenciales incluyen tamaño/portabilidad, velocidad, y coste. (sistema de análisis micro del total (µTAS) o Laboratorio-en-uno-viruta ). La química de la microescala reduce las cantidades de productos químicos usados.
Mucho esfuerzo también se pone en analizar sistemas biológicos. Los ejemplos rápido de ampliar campos en esta área son:
Genómica - DNA que ordena y su investigación relacionada. La huella dactilar genética y el microarray de la DNA son herramientas y campos muy populares de la investigación.
Proteomics - el análisis de las concentraciones y de las modificaciones de la proteína, especialmente en respuesta a los varios factores de ansiedad, en las varias etapas de desarrollo, o en las varias partes del cuerpo.
Metabolomics - similar al proteomics, pero a tratar de metabilitos.
Transcriptomics - mRNA y su campo asociado
Lipidomics - lípidos y su campo asociado
Peptidomics - péptidos y su campo asociado
Metalomics - similar al proteomics y al metabolomics, pero a tratar de concentraciones del metal y especialmente de su atascamiento a las proteínas y a otras moléculas.
La química analítica ha desempeñado papeles críticos en la comprensión de la ciencia básica a una variedad de usos prácticos, tales como usos biomédicos, el control del medio ambiente, control de calidad de la fabricación industrial, ciencia forense y así sucesivamente.
Los recientes desarrollos de las tecnologías de la información de la automatización y de computadora han inervado química analítica para iniciar un número de nuevos campos biológicos. Por ejemplo, la DNA automatizada que ordenaba las máquinas era la base para terminar los proyectos de genoma humano que llevaban al nacimiento de la genómica . La identificación y el péptido de la proteína que ordenaban por espectrometría total abrieron un nuevo campo Proteomics . Además, un número de ~omics basado en química analítica tiene partes importantes convertidas en biología moderna.
También, la química analítica ha sido un área imprescindible en el desarrollo de la nanotecnologÃa . Los instrumentos de la caracterización, los microscopios electrónicos y los microscopios superficiales de la punta de prueba de la exploración permiten a científicos visualizar las estructuras atómicas con caracterizaciones químicas.
La química analítica está persiguiendo el desarrollo de usos prácticos y de instrumentos comerciales algo que aclarando fundamentales científicos. Esto puede ser una diferencia discutible de áreas traslapadas de la ciencia tales como química física y biofísica, aunque no haya ninguna límites distinta entre disciplinas en ciencia y tecnología contemporáneas. Sin embargo, este aspecto puede atraer el interés de muchos ingenieros; así, no es difícil ver los papeles de oficinas técnicas en diarios de la química analítica.
Entre campos contemporáneos activos de la investigación de la química analítica, el sistema de análisis micro del total se considera como gran promesa de la tecnología revolucionaria. En este acercamiento, los sistemas analíticos integrados y miniaturizados se están desarrollando para controlar y para analizar células y las solas moléculas. Esta tecnología punta tiene un potencial prometedor de llevar una nueva revolución en ciencia como los circuitos integrados hicieron en progresos de la computadora.
Ver también
Lista de los métodos de análisis químicoLista de los métodos de análisis de materiales
Publicaciones importantes en la química analítica
.
| Random links: | DVB | Turboárbol | Teoría bien escogida | Ramzi Abed | Universidad de Nevada meridional |