La cromatografía, la espectrometría de masas o la espectrofotometría son solo algunas de las técnicas analíticas químicas que se utilizan en los laboratorios de todo el mundo. En este artículo nos vamos a centrar en las técnicas analíticas químicas y en cómo se aplican en la industria para la solución de problemas.
¿Qué son las técnicas analíticas?
Las técnicas analíticas tienen como objetivo determinar un parámetro, normalmente, mediante un instrumento, y aprovechando las propiedades físicas, químicas o biológicas de la materia. Existen diferentes tipos de técnicas analíticas, entre ellas, las toxicológicas, las biológicas, las microbiológicas y las químicas.
¿Qué son las técnicas analíticas químicas?
La técnica analítica es el medio que se utiliza para llevar a cabo un análisis químico y determinar la concentración de un compuesto o un elemento químico. En la actualidad, las técnicas de laboratorio permiten identificar la estructura, la composición y la cantidad de una sustancia con un enorme grado de exactitud. Además, pueden determinar si ha habido una reacción química y cuáles han sido sus consecuencias. Este análisis puede ser tanto cualitativo como cuantitativo.
Clasificación de las técnicas analíticas
Las podemos dividir según los principales tipos de instrumentalización que se utilizan:
Técnicas espectroscópicas
Estos métodos instrumentales se basan en la interacción de radiación electromagnética y la materia, lo que permite identificar al analito o determinar su concentración. El analito (la sustancia que se está utilizando) sufre procesos de absorción, emisión o luminiscencia.
Estos son algunos ejemplos de técnicas espectroscópicas:
- Espectrofotometría ultravioleta-visible
- Espectrofotometría de fluorescencia
- Espectrofotometría de infrarrojo
- Espectroscopía de rayos X
Técnicas electroquímicas
Este conjunto de técnicas se basa en la aplicación de energía e iones químicos De forma simplificada, consiste en introducir una señal eléctrica y analizar la respuesta eléctrica que genera en la materia que se estudia.
Estos son algunos ejemplos de técnicas electroquímicas:
- Potenciometría
- Voltamperometría
- Técnicas de redisolución
- Coulombimetría potenciostática
- Electrogravimetría
Técnicas cromatográficas
Antes de proceder a un análisis químico en una muestra compleja es necesario separar el analito de posibles interferencias, por lo que se utilizan los métodos de separación, siendo la cromatografía el más utilizado. Esta técnica de separación, que es también una técnica de análisis en sí misma, permite separar e identificar los compuestos en gases y líquidos.
- Cromatografía de líquidos
- Cromatografía de gases
Como ejemplo práctico del uso de la cromatografía de gases, aquí puedes consultar un caso de éxito de Infinitia en el análisis de olores para demostrar la efectividad de unos filtros catalíticos.
Termogravimetría
Este análisis térmico mide las propiedades de un material en función de su temperatura, registrando el peso y teniendo en cuenta el factor de la temperatura y del tiempo.
Espectrometría de masas
La espectrometría de masas (EM) permite determinar la masa de una molécula. Requiere de cantidades muy pequeñas de muestras y permite obtener más información sobre la estructura y propiedades químicas de las moléculas.
Microscopía
La microscopía se sirve de un microscopio para obtener imágenes de determinadas estructuras, que resultan inapreciables a simple vista para el ojo humano al ser demasiado pequeñas.
En la química analítica es muy común utilizar técnicas acopladas, es decir, dos o más que permiten obtener de forma óptima la información necesaria.
El caso más común es el acoplamiento de una técnica cromatográfica con espectrometría de masas, como puedes ver en este análisis de gases y siliconas para asegurar el cumplimiento de la legislación REACH, reto que los científicos de Infinitia resolvieron con el análisis por cromatografía de gases – espectrometría de masas (GC-MS).
Técnicas analíticas para la solución de problemas: Procedimiento
¿Cómo se utilizan estas técnicas para resolver problemas? ¿Cómo se realiza la validación de técnicas analíticas? Generalmente, estas son las fases del proceso analítico:
1) Determinación del problema/ reto
Antes de nada, es necesario delimitar el punto de partida y tener claro qué información queremos obtener del análisis.
2) Validación del método de análisis
En este proceso se busca demostrar que los procedimientos analíticos que se pretenden utilizar son aptos para un propósito determinado.
3) Muestreo
Es necesario obtener una muestra del material a analizar que tenga la misma composición que el conjunto. En la mayoría de los análisis hay que proceder al tratamiento de la muestra para poder proceder con el análisis.
4) Análisis químico
Realización del análisis químico mediante la técnica analítica seleccionada previamente.
5) Evaluación
Una vez que conocemos los resultados, es importante plasmarlos en un informe y, por supuesto, extraer las conclusiones.
Para acercar la teoría con un ejemplo práctico, exponemos este caso de análisis de olores y compuestos orgánicos volátiles en el interior de un vehículo. El cliente necesitaba un análisis de olores y gases, así como las diferentes fuentes de emisión para conocer su importancia y poder realizar futuras mejoras y desarrollos. El muestreo se realizó en diferentes zonas del automóvil y con diferentes condiciones, mientras que se seleccionó la técnica de análisis de cromatografía de gases – espectrometría de masas (GC-MS). A modo de evaluación, el resultado fue un completo listado de olores y componentes químicos. Este informe se tradujo en un documento para ayudar a definir la estrategia empresarial del cliente.
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