Reacțiile chimice de bază utilizate în cercetarea mărfurilor

I. Chimia analitica. Analiza chimica

- Introducere

Necesitatea satisfacerii nevoilor multilaterale i-a impus omului, aflat in contact stins cu mediul inconjurator, ca in cele mai vechi timpuri sa acumuleze anumite cunostinte care sa-i permita sa recunoasca diferitele obiecte, substante din jurul sau sa stabileasca identitatea lor. Activitatea sa de toate zilele il obliga sa-si puna des intrebarea “din ce este facut asta” si sa caute sa dea un raspuns cit mai exact la acesta intrebare.Si in zilele noastre chimistul se afla deseori in fata unor intrebari similare, fiind interesat in rezolvarea de probleme legate de cunoastere compozitieie substantelor Sarcina studierii compozitiei substantelor revine azi unei ramuri bine conturate a chimiei, denumita chimia anlitica, avind ca obiectiv determinarea compozitiei substantelor simple si compuse, izolate sau in amestec.

Dezvoltarea uriasa a stiintelor naturii, problemele din ce in ce mai complexe ce se pun in fata productiei, imbogatesc continutul acestei definitii, reliefind mai ales rolul nou pe care il are chimia analitica in productia industriala. Cerintele tehnologiei moderne impun ca substantele sa fie supuse unei examinari mai complexe decit simpla stabilire a compozitei, in vederea cunoasterii tuturor proprietatilor care le caracterizeaza. Pentru acest scop de multe ori se cere sa se cunoasca si structura substantelor, modul de legare a gruparilor din molecula, eventual chiar si orientarea lor in spatiu sau uniformitatea repartizarii diferitilor componenti in proba. Se cere de asemenea ca aceste caracteristici sa fie cunoscute in orice moment al procesului, sa se urmareasca variatia lor in timp, efectuind controlul lor permanent. In acest sens, se poate spune ca obiectivul chimiei analitice este caracterizare si controlul subsatntelor. Caracterizarea inseamna determinarea tuturor proprietatilor caracteristice, inclusive compozitia, iar controlul, urmarirea acestor in timp. Folosind un limbaj modern se poate spune ca scopul chimiei analitice este obtinerea de informatii o anumita natura asupra substantei studiate.

Aceste informatii se obtin supunind substanta unor serii de investigatii, ansamblul carora se numeste analiza chimica.Relevind aceasta latura a problemei o putem defini ca stiinta despre analiza chimica, despre metodele si procedeele de analiza, avind ca obiectiv elaborarea si interpretatrea metodelol de analiza, pe baza relatiilor teoretice ale chimiei si ale stiintelor auxiliare. Chimia analitica reprezinta deci edificiul aspectelor teoretice, iar analiza chimica cele aplicative. Limbajul de toate zilele nu respecta intotdeauna aceasta diferentiere intre notiunile de chimie anlitica si analiza chimica. Astfel, cind se vorbeste despre chimie analitica in general, ca o ramura a chimiei, se intelege ambele laturi.

In principiu, este cu totul indiferent cum se intelege in posesia informatiilor analitice, astfel la rezolvarea unei probleme date chimia anlitica moderna isi concentreaza toate posibilitatile, utilizind toate realizarile chimieai teoretice si ale tehnicii instrumentale. In practica se tine cont insa si de conditiile de randament: de viteza, precizie si de economicitate.

Cuvintul grecesc αναλνσϊσ (analysis), original inseamna rezolvarea oricarei probleme in sensul cel mai larg al cuvintului. Mai tirziu termenul a fost folosit pentru a indica o metoda de cercetare, dupa care studiul unui obiect se realizeaza prin descompunerea in parti urmat de investigarea sistematica a fiecarui component in parte. Termenul exprima succinct si sugestiv preocuparile pentru caracterizarea multilaterala a substantelor ceea ce intradevar constituie obiectul chimiei analitice.

- Chimia analitica calitativa si cantitativa

Compozitia unei substante poate fi stabilita, caracterizarea ei poate fi facuta sub doua aspecte principal diferite. Sub aspect calitativ, cu scopul de a identifica natura indivizilor chimici, atomii, ionii moleculele componente. Investigatii de aceasta natuta formeaza obiectul chimiei analitice calitative. Pe de alta parte substantele pot fi studiate sub aspect cantitativ determinind cantitatea relative a componentilor identificati in cursul analizei calitative. Preocuparile de acest gen formeaza domeniul chimiei analitice cantitative. Chimia analitica se imparte deci in doua ramuri mari: chimie analitica calitativa si chimie analitica cantitativa. In cursul analizei sistematice a unei substante necunoscute, analiza calitativa in mod logic precede cea cantitativa.

- Analiza substantelor anorganice si organice

In privinta compozitiei substantelor analizate se obisnueste sa se faca si o alta impartire, mai ales din motive metodologice considerind analiza substantelor anorganice respectiv celor organice. Desi aceste doua categorii de substante nu se deosebesc principial, diferentierea lor si in chimia analitica isi are motivarea in urmatoarele: marea majoritate a substantelor anorganice sint electroliti, solubili in mediul apos, in solutie fiind prezenti sub forma de ioni. Reactiile lor sunt reactii ionoce, care de obicei decurg rapid, practic instantaneu. Astfel, scopul analizei substantelor anorganice va fi identificarea si determinatre cantitativa a ionilor aflati in solutiile acestor combinatii. Cunoscind disocierea elecrolitica, din ionii identificati se va putea stabili compozitia substantei solvite. De exemplu, AgNO3 reactioneaza numai cu acele substante cu continut de clor, care in cursul disocierii elecrolotice pun in libertate ionul de Cl- (clorurile solubile). O reactie pozitiva cu AgNO3 indica deci faptul ca substanta noastra este o clorura si nu clorat, perclorat (sau o combinatie organica clorurata) caci din cloratii la disociere rezulta ionii de ClO3-, din precloratii ionii de ClO4-, iar clorul legat organic nu se disociaza de loc. Desi in componenta combinatiilor anorganice intra toate elementele, reactiile acestor combinatii vor fi mai generale, numarul ionilor fiind mult mai redus decit cel al combinatiilor prezente. Anionul tuturor clorurilor este acelasi ion de Cl-, indifferent de cationul prezent. Acest fapt a permis elaborarea unui mers systematic, o schema generale pentru anliza combinatiilor anorganice, respective a ionilor rezultati din aceste combinatii.

Combinatiile organice sub aspect analytic se caracterizeaza prin faptul ca sunt constituite dintr-un nr mai redus de elemente decit cele anorganice (C, H, O, N, halogeni, S, mai rar si altele). Cu toate acestea, numarul combinatiilor organice este mult mai mare decit al celor anorganice. Drept urmare, pentru a le putea identifica, in afara de compozitia elementara sint necesare o serie de informatii privind alte detalii, cum ar fi structura moleculei, reactivitarea etc. In acest scop datele analizei elementare (analiza calitativa propriu-zisa) se completeaza cu identificarea gruparilor functionale, cu determinarea unor proprietati de natura fizico-chimica cum ar fi punctual de topire, punctual de fierbere, indicele de refractie, constanta dielectrica, spectrul de absorbtie si multe altele. Metodele de analiza calitativa ale substantelor organice vor fi deci mai putin generale, fiind necesara identificare aproape a fiecarei substante in parte. Nu se cunoaste o schema generala pentru analiza calitativa a combinatiilor organice. Pe de alta parte combinatiile organice se caracterizeaza prin reactii mai lente, majoritatea lor fiind ne-electroliti, insolubili in apa.

Evident, in privinta aspectelor teoretice, nu exista nici o deosebire principala intre cele doua clase de combinatii, chimia analitica a combinatiilor anorganice intre cele doua clase de combinatii, chimia analitica a combinatiilor anorganice si organice formind o disciplina unitara. Din punct de vedere didactic insa diferentierea este indicata. Lucrarea de fata trateaza problemele chimiei analitice cantitative ale substantelor anorganice