¿Qué es la química analítica cualitativa?

La química analítica cuantitativa determina las cantidades de sustancias conocidas en una muestra. Dichas pruebas se realizan rutinariamente para el control de calidad, como por ejemplo el nivel de ingredientes activos en tabletas frías. La química analítica cualitativa busca saber, no cuánto sino qué está presente, las identidades de las sustancias desconocidas. Estas determinaciones no siempre son rutinarias y pueden ser bastante complejas. Las características físicas y químicas se determinan de la manera más rápida y económica posible, utilizando una combinación de métodos instrumentales y de prueba húmeda cuidadosamente seleccionados.

La química analítica cualitativa se divide más convenientemente en dos tipos: análisis orgánico y análisis inorgánico. La química analítica cualitativa orgánica es la más compleja de las dos. Hay millones de posibles compuestos orgánicos, miles de los cuales son conocidos y se han caracterizado. Una estructura molecular orgánica típica puede incorporar cadenas o anillos alifáticos, anillos aromáticos, enlaces éter, heteroátomos, enlaces dobles y triples más funcionalidades de alcohol, carbonilo y carboxilo. Los métodos instrumentales de identificación son esenciales y comúnmente incluyen cromatografía de gases y líquidos y electroforesis, así como espectroscopía de infrarrojos, ultravioleta y de masas.

La química analítica cualitativa orgánica es uno de los cursos más interesantes e importantes que se imparten en las universidades. Requiere un conocimiento compuesto de una gran cantidad de tipos de reacciones químicas, así como una comprensión general de la instrumentación y la capacidad de leer espectros, incluidos los espectros de resonancia magnética nuclear. El conocimiento de la estabilidad química es esencial, ya que algunas pruebas pueden dañar o destruir una muestra o presentar un peligro para la seguridad. El curso también demuestra la familiaridad del estudiante con importantes fuentes de datos, incluida la históricamente valiosa biblioteca Beilstein de compuestos orgánicos y sus derivados, que comprende miles de entradas. Beilstein sigue siendo un recurso importante.

La industria farmacéutica es vitalmente dependiente de una técnica de química analítica orgánica cualitativa conocida como cromatografía de capa delgada (TLC). Una placa, tal vez de vidrio, tiene una capa uniforme de material adsorbente. Se colocan pequeñas gotas de material de muestra en la parte superior de una placa inclinada y la separación se realiza a través de una fase de disolvente descendente. Esta técnica requiere solo pequeñas cantidades y no necesita temperaturas elevadas que puedan dañar las sustancias sensibles al calor. Los compuestos se separan a medida que viajan en bandas distintas, de las cuales cada una puede recuperarse y medirse cuantitativamente, si se desea.

La química analítica cualitativa inorgánica se aplica principalmente a la química sin carbono, incluidos los iones de metal, metaloide, hidroxilo, carbonato e hidrógeno. Las pruebas pueden comenzar con una simple prueba de llama o medición de pH, o una titulación manual. Anteriormente, los métodos estándar de prueba en húmedo se han reemplazado en gran medida por métodos instrumentales modernos, como la absorción atómica o la espectroscopía de emisión atómica. Las determinaciones complejas pueden emplear cristalografía de rayos X, microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Las aplicaciones incluyen análisis ambiental y análisis de materiales.