Chimie Analytique

Nous expliquons ce qu’est la chimie analytique et ce sur quoi cette branche de la chimie se concentre. Aussi, les méthodes analytiques que vous utilisez.

Qu’est-ce que la chimie analytique ?

La chimie analytique est appelée une branche de la chimie qui se concentre sur la compréhension de la matière , c’est-à-dire l’ analyse des matériaux qui composent un échantillon, à l’aide de méthodes expérimentales ou de laboratoire.

La chimie analytique peut être classée en chimie analytique quantitative et qualitative . La chimie analytique quantitative est utilisée pour déterminer la quantité, la concentration ou le rapport d’un ou plusieurs composants dans un échantillon, c’est-à-dire qu’elle traite de la quantification de la matière.

La chimie analytique qualitative est utilisée pour savoir quels sont les composants d’un échantillon, c’est-à-dire qu’elle traite de l’identification de chaque composant de l’échantillon. D’autre part, la chimie analytique est également utilisée pour la séparation des composants d’un échantillon. Généralement, la substance en question (celle à identifier ou à quantifier) ​​est appelée l’analyte.

Les connaissances qui ont donné naissance à la chimie analytique sont nées de l’idée moderne de la composition chimique de la matière, apparue au XVIIIe siècle.

Une étape importante dans le développement de cette discipline a été la compréhension de la corrélation entre les propriétés physiques de la matière et sa composition chimique. En cela, l’étude de la spectroscopie, de l’électrochimie et de la polarographie était fondamentale.

Cependant, l’invention de méthodes d’analyse chimique permettant une compréhension plus complète de la matière ira de pair avec le développement scientifique et technologique, de sorte que les caractéristiques générales du domaine de la chimie analytique ne seront définies qu’au XXe siècle.

La chimie analytique utilise les méthodes analytiques suivantes pour comprendre la matière :

Méthodes quantitatives

• méthodes volumétriques. Connues sous le nom de titrage ou de titrage, ce sont des méthodes quantitatives dans lesquelles un réactif dont la concentration est connue (titrant) est utilisé pour déterminer celle d’un autre réactif dont la concentration est inconnue (analyte ou substance à analyser dans l’échantillon), par une réaction chimique . Les indicateurs qui marquent le point final de la réaction sont généralement utilisés dans les titrages. Il existe différents types de diplômes :
  • Titrages acide-base. Ce sont ceux dans lesquels on fait réagir un acide avec une base à l’aide d’un indicateur acido-basique. En général, la base est placée dans une burette (récipient chimique utilisé pour mesurer les volumes) et un volume est placé dans un erlenmeyer.nom de l’acide avec quelques gouttes de phénolphtaléine (indicateur) ajoutées. La phénolphtaléine vire au rose en milieu basique et est incolore en milieu acide. La méthode consiste donc à ajouter la base à l’acide jusqu’à ce que la solution finale devienne rose, ce qui signifie que la réaction entre l’acide et la base a atteint son point final. Un instant avant d’atteindre le point final, la réaction atteint son point d’équivalence, qui est l’endroit où la quantité de substance du titrant est égale à la quantité de substance de l’analyte. Si la stoechiométrie dans la réaction est de 1:1, c’est-à-dire que la même quantité de substance à analyser réagit en tant que titrant, l’équation suivante peut être utilisée pour déterminer la quantité d’analyte :
    

Où:

• • [ X ] est la concentration connue de la substance X, exprimée en mol/L ou en unités équivalentes.
  • V(X) est le volume de substance X distribué par la burette, exprimé en L ou en unités équivalentes.
  • [ Y ] est la concentration inconnue de l’analyte Y , exprimée en mol/L ou en unités équivalentes.
  • V(Y) est le volume de substance Y contenu dans l’erlenmeyer, exprimé en L ou en unités équivalentes.

Il est important de préciser que, bien que cette équation soit largement utilisée, elle varie souvent selon le type de titrage utilisé.

• • Titrages redox. Le principe est le même que dans les titrages acido-basiques, mais dans ce cas il y a réaction redox entre l’analyte et une solution oxydante ou réductrice selon le cas. L’indicateur utilisé peut être un potentiomètre (équipement pour mesurer la différence de potentiel) ou un indicateur redox (composés qui ont une couleur définie dans chacun de leurs états d’oxydation).
  • Titrages de formation complexe. Ils consistent en la réaction de formation de complexe entre l’analyte et le titrant.
  • Titrages de précipitation. Ils consistent en la formation d’un précipité. Ils sont très spécifiques et les indicateurs utilisés sont très particuliers à chaque réaction.
• Méthodes gravimétriques. Méthode quantitative qui consiste à mesurer le poids d’un matériau ou d’une substance avant et après avoir effectué une modification. L’instrument pour effectuer la mesure est généralement une balance d’analyse. Il existe plusieurs méthodes gravimétriques :
  • Précipitation. Il consiste en la formation d’un précipité, de sorte que lorsqu’il est pesé, sa quantité dans l’échantillon d’origine peut être calculée à l’aide de relations stoechiométriques. Le précipité peut être récupéré de la solution dans laquelle il se trouve par filtration . Pour appliquer cette méthode, l’analyte doit être peu soluble et chimiquement bien défini.
  • Volatilisation. Elle consiste à volatiliser l’analyte pour le séparer de l’échantillon. Puis l’analyte est récupéré par son absorption dans un matériau, ce matériau est pesé, et le gain de poids sera dû à l’incorporation de l’analyte, dont le poids sera calculé par la différence de poids du matériau absorbant avant et après avoir absorbé l’analyte. . Cette méthode ne peut être appliquée que lorsque l’analyte est la seule substance volatile de l’échantillon.
  • Galvanoplastie. Il consiste en une réaction redox où l’analyte est déposé sur une électrode faisant partie d’un composé. L’électrode est ensuite pesée avant et après la réaction redox, de cette manière la quantité d’analyte déposée peut être calculée.

Méthodes instrumentales plus avancées :

• Méthodes spectrométriques. Les appareils sont utilisés pour mesurer le comportement du rayonnement électromagnétique ( lumière ) en contact avec la substance ou le composé analysé.
• Méthodes électroanalytiques. Semblable à la spectrométrie, mais l’électricité est utilisée à la place de la lumière pour mesurer le potentiel électrique ou le courant électrique transmis par la substance à analyser.
• Méthodes chromatographiques. La chromatographie est une méthode de séparation , de caractérisation et de quantification de mélanges complexes. Il est utilisé pour séparer un ou plusieurs composants d’un mélange .et en même temps les identifier et calculer leur concentration ou quantité dans l’échantillon, c’est-à-dire les quantifier. La méthode chromatographique consiste essentiellement en une phase stationnaire et une phase mobile faisant partie d’un équipement ou d’une structure utilisée pour analyser l’échantillon. La phase stationnaire est immobile et consiste en une substance qui adhère à un système conçu généralement sous la forme d’une colonne et la phase mobile est une substance (liquide ou gaz) qui s’écoule à travers la phase stationnaire. La séparation des composants (analytes) se fait selon l’affinité de chacun d’eux pour la phase stationnaire ou pour la phase mobile, qui dépendra de diverses propriétés chimiques et physiques (de chacune ou des deux phases). Il existe différents types de chromatographie selon les substances utilisées comme phase mobile et stationnaire, les conditions imposées à la méthode et les conceptions de l’équipement chromatographique. Par exemple, dans l’image suivante, vous pouvez voir la séparation des différents composants d’un mélange qui a été injecté dans une colonne chromatographique. Vous pouvez voir les différentscouleurs de chaque composant au fur et à mesure qu’ils descendent dans la phase stationnaire qui remplit la colonne :
  

Voir aussi: Loi de conservation de la matière