Bazele Analizei Instrumentale

I.1.

BAZELE ANALIZEI

INSTRUMENTALE

Analiza instrumentală este o ramură importantă a chimiei analitice care se ocupă cu analiza calitativă şi cantitativă precum şi cu caracterizarea sustanţelor şi amestecurilor de substanţe cu ajutorul unor aparate şi mijloace informatice specifice. Avantajele mari ale analizelor instrumentale faţă de metodele chimiei analitice clasice le reprezintă precizia, rezoluţia, sensibilitatea şi reproductibilitatea ridicată. La acestea se adaugă alte avantaje precum: productivitate ridicată la analiză, posibilitatea analizei pornind de la cantităţi de sustanţe extrem de mici, posibiltatea urmăririi cineticii unor reacţii extrem de rapide sau extrem de lente, posibilitatea automatizării complete a procesului de analiză, posibilitatea procesării automate a datelor, ş.a.

În cadrul analizei instrumentale majoritatea mărimilor fizice ce fac legătura cu compoziţia chimică sau cu concentraţia sînt mărimi de natură neelectrică pentru a căror transfomare în mărimi proporţionale de natură electrică, compatibile cu sisteme moderne de măsurare este nevoie de detectoare şi de senzori performanţi. Dezvoltarea puternică a acestora s-a produs cu cca trei decenii în urmă şi nu întîmplător această perioadă corespunde şi cu dezvoltare fără precedent a chimiei analitice instrumentale. O contribuţie importantă la dezvoltarea acestei ramuri au avut-o şi realizările în domeniul microprocesoarelor specializate şi a tehnuicii de calcul în general.

Analiza instrumentală calitativă foloseşte metode de analiză la care există o dependenţă precisă între variaţia unei proprietăţi fizice sau fizico-chimice şi natura elementului chimic sau a substanţei. Analiza instrumentală cantitativă foloseşte metode de analiză la care există o dependenţă matematică între variaţia unei proprietăţi fizice sau fizico-chimice şi concentraţie sau masă. În tabelul I.1. sînt prezentate sintetic metodele analizei instrumentale, fenomenele fizice ce stau la baza lor şi domeniul analitic pentru care sînt folosite.

I.2. Metodele analizei instrumentale

Dacă se încearcă o grupare fenomenologică a analizei instrumentale rezultă următoarele metode importante:

1. Metode spectroscopice

2. Metode refractometrice

3. Metode polarimetrice

4. Metode electrochimice

5. Metode cromatografice*

6. Alte metode

* Metodele cromatografice sînt metode de separare a speciilor chimice din amestecuri şi folosesc pentru determinări de natură calitativă sau cantitativă una din metodele de la poziţiile 1-4. enumerate mai sus. Dată fiind însă importanţa lor mare în chimia analitică instrumentală precum şi complexitatea ridicată a aparaturii cromatografia poate fi considerată şi ca un domeniu distinct al analizei instrumentale

Obiectivele analizei instrumentale sînt în general aceleaşi ca ale chimiei analitice clasice, anume:

- determinarea purităţii unei substanţe sau a unui amestec de substanţe

- determinarea compoziţiei amestecurilor de substanţe

Tab.I.1. Metodele analizei instrumentale, fenomenele fizice ce stau la baza lor şi domeniul analitic în care se folosesc

Metoda instrumentală Fenomenul fizico- chimic care stă la baza metodei Domeniul analitic

Analiză calitativă Analiză cantitativă

Spectroscopie de emisie: Röntgen, UV-VIS, de electroni, Auger, fluorescenţă,

fosforescenţă, luminiscenţă

Emisia de radiaţie

da

da

Spectroscopie de absorbţie: Spectrofotometrie, Spectroscopie de rezonanţă magnetică de spin, Absorbţia de radiaţie

da

da

Spectroscopie Raman Imprăştierea radiaţie da da

Spectrometrie de masă Raport masă/sarcină da da

Metode de difracţie Röntgen şi de electroni Difracţia radiaţiei da -

Turbidimetrie, Nefelometrie Imprăştierea de radiaţie nu da

Polarimetrie, Dispersie optică de rotaţie Rotirea radiaţiei nu da

Refractometrie, Interferometrie Refracţia radiaţiei nu da

Potenţiometrie Potenţial electric nu da

Coulometrie Sarcină electrică nu da

Polarografie, Amperometrie Curent electric da da

Conductometrie Rezist. electrică nu da

Spectrometrie de masă Raport masă/sarcină da da

Metode cinetice Viteză de reacţie nu da

Conductivitate termică Proprietăţi termice nu da

Metode de activare şi de diluare izotopică Radioactivitate nu da

- analiza urmelor (determinarea unor concentraţii mici într-o matrice)

- determinarea formulelor chimice (ca formulă clasică sau ca formulă structurală)

- determinarea unor proprietăţi fizice precum: solubilitate, presiune de abur, punct de topire, punct de fierbere, punct de inflamabilitate

- dezvoltarea de instrumente şi metode pentru determinarea proprietăţilor sus numite

Domeniile de bază în care se foloseşte analiza instrumentală sînt :

- chimie analitică anorganică

- chimie analitică organică

- chimia alimentară

- bioanalitică

- chimia apei

- chimia mediului

- farmacie

- chimie clinică

- toxicologie

- medicină legală.