le analyse quantitative en chimie, Comme dans toute autre discipline, il consiste essentiellement à déterminer les quantités d'une substance spécifique. Ces analyses répondent à la question "combien y a-t-il?" d'une substance dans différents échantillons; de sol, de mers, de rivières, de boissons gazeuses, de liquides, d'extraits de plantes, d'animaux, de solides, de cristaux, parmi beaucoup d'autres.
La question "combien y a-t-il?" Elle a été formulée depuis que l'homme a conçu l'intérêt, par exemple, d'extraire des minéraux et des pierres précieuses, des huiles, des épices, avec la ferme intention de les commercialiser. Aujourd'hui, l'argent continue d'être l'une des principales raisons pour lesquelles quantifier une substance ou un analyte.
Un minéral peut être plus riche en or qu'un autre. Pour le savoir, il est nécessaire de déterminer la composition centésimale des deux minéraux, et celui qui a le pourcentage d'or le plus élevé sera une source plus attrayante pour extraire le métal convoité. La même chose se produit avec les métaux étrangers ou radioactifs.
Les techniques à quantifier et sur lesquelles reposent les analyses quantitatives sont très diverses et variées. Chacun implique une spécialisation distincte, ainsi que ses bases théoriques profondes. Cependant, le point auquel ils convergent tous est toujours de répondre à la même question déjà mentionnée; question qui parle de qualité, de pureté, de performance, de fiabilité, etc..
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Pour quantifier une substance ou un matériau, il est essentiel de pouvoir mesurer l'une de ses propriétés physiques ou chimiques. La propriété choisie dépendra de la substance et de la technique utilisée. Un indice utile pour reconnaître qu'une technique d'analyse peut quantifier est qu'elle a le suffixe à la fin de son nom -mètre.
Par exemple, les deux techniques de mesure classiques en chimie analytique sont gravimétrie (mesure de masse), et le volumétrie (mesure du volume).
Ils sont considérés comme classiques car en principe ils n'ont pas besoin d'instruments trop sophistiqués ou de l'utilisation de rayonnements électromagnétiques; mais balances analytiques, mortiers, creusets et verrerie.
En gravimétrie, on cherche presque toujours à obtenir un précipité après une série d'étapes méthodologiques, auxquelles la masse est déterminée..
Par exemple, une technique pour quantifier les ions chlorure dans un échantillon consiste à les précipiter sous forme de chlorure d'argent, AgCl; un précipité blanc laiteux qui peut être pesé.
Un autre exemple simple consiste à déterminer la teneur en humidité d'un corps, d'un matériau ou d'un solide..
Pour ce faire, la masse du solide est d'abord pesée avant de l'introduire dans un four à environ 100 ° C, suffisamment longtemps pour que l'eau se vaporise. Ensuite, il est pesé à nouveau et la différence entre la masse finale et la masse initiale est égale à la masse d'eau vaporisée; c'est-à-dire sa teneur en humidité,% HdeuxOU ALORS.
Si cette analyse était effectuée sur des pastèques, il ne serait pas surprenant que leur% HdeuxOu c'était trop élevé (~ 95%); tandis que pour les soi-disant noix, il faut s'attendre à ce qu'elles contiennent peu d'eau (% HdeuxOU ALORS < 10%), característica a la cual se les adjudica ese nombre.
D'autre part, la volumétrie fonctionne avec des volumes à partir desquels, après application de titrages, la concentration des espèces dissoutes d'intérêt est extraite. Par exemple, un analyte dont la couleur est sensible à une réaction spécifique peut être déterminé par des titrages colorimétriques..
De même, l'indice d'acide (AI) des huiles (comestibles ou non) peut être déterminé par des titrages acido-basiques, en utilisant une solution d'une base forte normalisée (généralement KOH ou NaOH). Avec les valeurs AI, en plus d'autres paramètres, différents types d'huiles peuvent être caractérisés et classés en fonction de leurs sources et d'autres variables..
Ces mesures analytiques donnent toujours un résultat accompagné d'une unité physique (et de ses erreurs expérimentales). Quelle est la concentration? Quelle est la pureté de l'échantillon? Le montant donné représente-t-il un risque pour la santé? Quel a été le rendement de la réaction?
Ces questions et bien d'autres reçoivent une réponse après les mesures et le traitement des données.
"Avec la même tige que vous mesurez vos standards, vous mesurerez vos échantillons." Et cette barre hypothétique aura des divisions et des subdivisions, chacune avec des amplitudes différentes de la propriété de l'analyte qui est en corrélation avec sa concentration. Ces grandeurs ou valeurs sont enfin comparées à celles obtenues lors de la mesure de la propriété de l'analyte..
Pour cela, une courbe d'étalonnage doit toujours être construite à partir d'une sélection d'étalons ou d'étalons dont les concentrations sont préalablement connues..
Et comment les connaître à l'avance? Parce qu'il s'agit de variables indépendantes: l'analyste décide, en fonction du type d'échantillon ou d'analyse, de la part du motif qui pèsera.
Un exemple hypothétique pourrait être encadré dans l'étude de la teneur en sucres ou en glucides totaux de nombreuses familles de champignons. Le motif, constitué des sucres préalablement détectés grâce à l'analyse qualitative des champignons, devrait idéalement imiter parfaitement la matrice organique des échantillons..
Ensuite, préparés, les motifs réagissent provoquant un changement de couleur. Si son intensité est mesurée par spectroscopie UV-vis, elle peut être comparée aux intensités des couleurs émises par les sucres dans les échantillons; et ainsi, grâce à une clairance mathématique, déterminer la teneur en sucres totaux.
Une fois cela fait, une courbe d'étalonnage peut être construite à partir des échantillons, de telle sorte que d'autres champignons (de la même région ou du même pays) puissent avoir leurs sucres déterminés directement sans préparer d'autres étalons..
Dans les analyses quantitatives, de nombreuses variables doivent être rigoureusement traitées en fonction du type d'étude. Souvent, il ne suffit pas de simplement collecter des échantillons à gauche et à droite; Où est-il collecté? Est-ce important? Quelles quantités? Quel sera le prétraitement et les autres procédures?
Dans l'exemple des champignons, il faut savoir de quelles familles les sucres seront déterminés, dans quelles plantations ou origine naturelle ils seront récoltés, à quelle période de l'année, les caractéristiques orographiques, etc. Après avoir collecté les champignons (huiles, céréales, encres, météorites, substances biologiques), que faire avec eux avant l'analyse quantitative?
Presque toujours, une analyse quantitative est précédée d'une analyse qualitative; identifier les composés dans les échantillons, surtout si vous travaillez avec eux pour la première fois.
Certains traitements peuvent être purement physiques: comme le broyage d'une masse végétale, ou la digestion acide d'un minéral. D'autres, en revanche, sont chimiques: réaction d'estérification, hydrolyse acide ou basique, substitution, amination, etc., pour produire ainsi une espèce susceptible d'être plus facilement quantifiée par la technique choisie..
Quelques exemples quotidiens d'analyses quantitatives en chimie seront mentionnés pour terminer:
-Détermination du degré alcoolique des bières, vins et boissons artisanales.
-À partir de l'urine d'un patient, on peut savoir s'il y a une augmentation ou une diminution de la concentration d'un ou plusieurs composants, ce qui est lié à la détection d'une maladie. De même, si un médicament est excrété dans l'urine, on peut déterminer la quantité du premier médicament «assimilée» par le corps..
-Détermination de la composition centésimale d'échantillons minéraux, terrestres ou extraterrestres.
-Compte tenu de certains échantillons bruts, le rapport H / C est déterminé pour comparer les degrés d'aromaticité des pétroles bruts provenant de différentes sources. Les pétroles bruts lourds se caractérisent par un H / C inférieur à 1; plus il est léger, plus H / C aura une valeur supérieure à 1.
-Détermination de la composition nutritionnelle des aliments et des produits comestibles.
-Etudes de stabilité des médicaments dans le cadre de l'analyse de qualité pertinente pour leur commercialisation et leur stockage.
-Surveillance du degré de contamination causée par des substances dans les échantillons d'eau des rivières, des ruisseaux, des lagunes ou des mers. De même, les émanations gazeuses des usines sont déterminées dans leur composition pour éviter qu'elles ne délogent de grandes quantités de gaz nocifs pour l'environnement..
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