CHIMIE ANALYTIQUE: CE QU'ELLE ÉTUDIE, MÉTHODES ET APPLICATIONS - CHIMIE - 2024

La chimie analytique, plutôt qu'une branche de cette science, est un outil qui peut être appliqué dans tous les domaines de la chimie. Essentiellement, tous les chimistes, quels que soient la manière, le lieu et le travail avec lesquels ils travaillent, utilisent des connaissances théoriques et pratiques pour analyser leurs échantillons à un moment donné.

Qu'est-ce qu'un échantillon exactement? C'est une matrice qui contient l'analyte, qui est la substance sur laquelle tout intérêt est concentré. La chimie analytique permet à la fois d'identifier la nature de cet analyte et de le séparer ou de le quantifier. En d'autres termes: cela permet de déterminer de quoi il s'agit, de le différencier du reste de l'échantillon et de savoir quelle en est la quantité.

Ceci est réalisé grâce à une série de techniques, classiques ou instrumentales, suivant ce qui est établi par une méthode analytique. Ainsi, même si une étude s'écarte des objectifs strictement analytiques, elle recourt la plupart du temps à l'une de ces expériences de routine.

Existe-t-il une chimie analytique pure? Oui, le chimiste analytique peut être considéré comme celui qui prélève un échantillon, l’analyse et en détermine les qualités et la composition, à l’aide d’analyses statistiques appropriées.

Qui étudie?

En bref, tous les efforts sont dirigés vers l'analyte et la façon de l'identifier et de le quantifier dans l'échantillon. Par exemple: un certain nombre de poissons sont collectés qui flottent à la surface d'une rivière, soupçonnant que leur mort est due à une contamination par un composé toxique X.

Avant de mourir, les poissons ont intégré X dans leurs organismes, conservant peut-être une concentration considérable contrairement à l'eau de rivière.

Les échantillons sont les poissons et l'analyte est X; il faut l'identifier pour écarter ou non ses éventuels empoisonnements. La matrice biologique étant complexe, il est impossible de trouver X seul, mais accompagné de millions d'autres composés.

Selon une méthode analytique exclusive pour déterminer X, il est nécessaire ou non de traiter l'échantillon avant l'analyse chimique. Ainsi, la viande du poisson est traitée pour éliminer tous ces interférents possibles dans l'analyse.

Que sont les interféreurs? Ce sont toutes ces substances qui pourraient donner des faux positifs pour X ou empêcher sa détection. Il existe des centaines de méthodes pour déterminer X: certaines moins chères et plus sophistiquées, d'autres plus rudimentaires et coûteuses.

Analyse qualitative

S'il est possible de déterminer X, ainsi que la série de composés qui composent ces poissons, alors on parle d'un résultat qualitatif. Dans ce cas, le mot qualitatif vient de la qualité et fait référence aux substances présentes dans l'échantillon (en particulier celles qui intéressent le chercheur).

De la même manière que l'existence de X a été vérifiée, une autre analyse qualitative peut être réalisée pour vérifier si les poissons ont également ingéré des métaux lourds (comme le mercure, le plomb, le cadmium, etc.).

Il est également probable que l'identification de X ne soit pas directe; En d'autres termes, une simple répétition classique ne suffit pas, mais plutôt une technique instrumentale est nécessaire. Les options sont nombreuses, mais la chromatographie est l'une des meilleures pour pouvoir discerner la présence de X par rapport à d'autres composés.

En revanche, si X absorbe le rayonnement ultraviolet, la technique la plus appropriée peut être une analyse UV-Vis; s'il s'agit d'un cation ou d'un anion, un essai analytique est utilisé pour éliminer une série d'ions en groupes jusqu'à trouver le bon: X.

Analyse quantitative

Quelle est la concentration de X dans le poisson? Dans quelles unités est-il exprimé et quel est le pourcentage d'erreur associé à cette détermination? Lorsqu'il s'agit d'analyse quantitative, il s'agit de ceux qui cherchent à mesurer la quantité de matière, et le choix de la méthode dépend de la nature de l'analyte (X) et de nombreuses autres variables.

Grâce à ce type d'analyse, la composition en pourcentage de X et d'autres substances liées à l'enquête peut être obtenue.

Méthodes de chimie analytique

Le nombre de méthodes disponibles pour l'analyse chimique est très vaste; cependant, elle peut être résumée en deux catégories: les méthodes classiques et les méthodes instrumentales.

Méthodes classiques

Il est composé de toutes les techniques traditionnelles, «à mains nues», sans l'aide ni la manipulation d'aucun équipement moderne.

Certaines méthodes classiques permettent l'identification d'un composé, tandis que d'autres se caractérisent par leur caractère quantitatif. Les méthodes qualitatives classiques comprennent les tests de flamme et les tests chimiques.

En quoi cela consiste-t-il? Le premier cherche à exciter les électrons des atomes métalliques au moyen de la chaleur d'une flamme, en effectuant l'absorption et l'émission de lumière caractéristique de chaque espèce; par exemple, la flamme de cuivre clignote d'une couleur vert bleuâtre.

La deuxième méthode, les tests chimiques, ne sont rien de plus que des étapes analytiques ou des réactions organiques qui provoquent un changement visible chez le spectateur.

Un exemple de ceci est l'identification de Al ³⁺ avec le colorant jaune d'alizarine, dont la réaction en milieu basique donne lieu à la formation d'une laque rougeâtre, qui est un signal positif pour l'aluminium.

Par rapport aux méthodes quantitatives classiques, on peut nommer le volumétrique (mesure de volume) et le gravimétrique (mesure de masse).

Méthodes instrumentales

Ce sont tous ceux dans lesquels l'échantillon est soumis à un stimulus physique (chaleur, rayonnement, électricité, etc.) et la réponse de l'analyte est mesurée par rapport à certaines normes qui dictent sa présence, voire sa quantité. Certaines des méthodes instrumentales sont les suivantes:

-Spectroscopie infrarouge.

-Résonance magnétique nucléaire.

-Calorimétrie.

-Spectrométrie de masse.

-Analyse électrochimique.

-Uv-visible.

-Absorption et émission atomique.

- Fluorescence moléculaire.

Applications

- Il est utilisé dans l'analyse de la qualité des aliments, des médicaments ou de tout bien ou produit acquis sur le marché.

- Il est utilisé dans le domaine de la santé et apporte de précieuses contributions pour le diagnostic des maladies chez les patients.

- Détermine la composition des sols, des eaux ou de tout fluide ou échantillon quelle que soit sa phase. L'un des principaux échantillons est constitué de pétrole brut dans la célèbre analyse SARA. De même, grâce aux méthodes chromatographiques, le profil en acides gras de tout aliment, d'origine végétale ou animale, peut être décomposé.

- C'est la pierre angulaire de l'analyse médico-légale, afin de trouver des indices qui guident la résolution d'un cas; par exemple, déterminer s'il existe un échantillon d'ADN du suspect sur la scène du crime.

- Vous pouvez viser la cible vers le ciel nocturne et déterminer la composition des étoiles ou d'autres corps célestes.

- En général, toutes les industries ont besoin d'approches analytiques pour résoudre des problèmes ou pour augmenter leurs rendements.

Références

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