La Química Analítica puede definirse como la ciencia que desarrolla y mejora
métodos e instrumentos para obtener información sobre la composición y
naturaleza química de la materia. Dentro de la Química Analítica se incluye el
Análisis Químico que es la parte práctica que aplica los métodos de análisis para
resolver problemas relativos a la composición y naturaleza química de la materia.
Los ámbitos de aplicación del Análisis Químicos son muy variados, en la industria
destaca el control de calidad de materias primas y productos acabados; en el
comercio los laboratorios certificados de análisis aseguran las especificaciones de
calidad de las mercancías; en el campo médico los análisis clínicos facilitan el
diagnostico de enfermedades.
Es interesante realizar una definición de términos ligados al análisis:
Muestra : Parte representativa de la materia objeto del análisis.
Analito : Especie química que se analiza.
Técnica : Medio de obtener información sobre el analito.
Método : Conjunto de operaciones y técnicas aplicadas al análisis de una
muestra.
Análisis : Estudio de una muestra para determinar sus composición o naturaleza
química.
Dentro de la Química Analítica también pueden diferenciarse diversas áreas según
la información que se desea obtener. Así, la Química Analítica Cualitativa se
centra en identificar la presencia o ausencia de un analito, mientras que la
Química Analítica Cuantitativa desarrolla métodos para determinar su
concentración.
Métodos de análisis
Métodos clásicos, que se basaban en propiedades químicas del analito. Se
incluyen las gravimetrías, las volumetrías y los métodos de análisis cualitativo
clásico.
Métodos instrumentales, basados en propiedades químico-físicas. La
clasificación de los métodos instrumentales se realiza en base a la propiedad que
se mide (espectroscópicos, electroanalíticos, térmicos...).
Métodos de separación . Se incluyen en este grupo los métodos cuya finalidad
es la separación de compuestos para eliminar las interferencias y facilitar las
medidas
Metodología del proceso analítico
La Química Analítica alcanza sus objetivos mediante una metodología que se
fundamenta en la aplicación del método científico. Desde un punto de vista
formal, esta metodología es común a todas las ciencias experimentales y sigue el
proceso mostrado en la figura:
Particular de la Química Analítica es la metodología del Análisis Químico, que
puede resumirse en un proceso analítico general consistente en un conjunto de
procedimientos realizados para solucionar un determinado problema analítico. En
la figura se esquematiza este proceso:
La definición del problema es la primera etapa, en ella se plantea el tipo de
análisis que se necesita y la escala de trabajo. Tras ello, debe realizarse la elección
del método analítico, aspecto clave para una resolución adecuada del problema.
Una vez elegido el método, se procede a su ejecución. Posteriormente, se pasa a
valorar los resultados obtenidos para establecer si el problema ha sido resuelto
de forma satisfactoria. Si no es así, se debería reiniciar el proceso analítico y
replantear el problema. El desarrollo práctico del método analítico consta de tres
etapas:
Las operaciones previas o preliminares, pueden descomponerse en dos
subetapas. En la primera, se realiza una toma de muestra representativa del
material a analizar. En la segunda, se lleva a cabo una transformación de la
muestra o parte de la misma, de forma que la especie o especies químicas de
interés pasen a una forma medible inequívocamente. Esta transformación, de ser
necesaria, podría requerir etapas de separación de sustancias interferentes y
etapas de reacción qu&icute;mica que hagan más sensible y específica la medición
de la señal debida al analito.
En la etapa de adquisición de datos tiene cada vez más importancia la
instrumentación analítica. El proceso de medida instrumental básico puede
separarse en tres etapas: la generación de un flujo de energía, la interacción de
este flujo con la muestra y la medición y procesado de la señal procedente de la
muestra.
Por último, la etapa de tratamiento de datos consiste en el procesado
matemático de los datos para obtener unos resultados que den el valor mós
probable de la información buscada, así como la incertidumbre que la acompaña.
Características de calidad de los métodos analíticos
Exactitud : Grado de concordancia entre el resultado y un valor de referencia
certificado. En ausencia de exactitud se tiene error sistemático.
Precisión : Grado de concordancia entre los datos obtenidos de una serie.
Refleja el efecto de los errores aleatorios producidos durante el proceso analítico.
Sensibilidad : Capacidad para discriminar entre pequeñas diferencias de
concentración del analito. Se evalúa mediante la sensibilidad de calibración, que
es la pendiente de la curva de calibración a la concentración de interés.
Límite de detección: Concentración correspondiente a una señal de magnitud
igual al blanco más tres veces la desviación estándar del blanco.
Intervalo dinámico : Intervalo de concentraciones entre el límite de
cuantificación (LOQ) y el límite de linealidad (LOL).
Selectividad : Cuantifica el grado de ausencia de interferencias debidas a otras
especies contenidas en la matriz.
Seguridad : Amplitud de condiciones experimentales en las que puede realizarse
un análisis.
Además, habrá que considerar otro tipo de parámetros asociados y de gran
importancia práctica como son la rapidez, costo, seguridad del proceso,
peligrosidad de los residuos, etc.
Un mecanismo muy indicado para conocer la calidad del método analítico es
participar en programas de intercomparación con otros laboratorios. En ellos, un
organismo independiente evalúa los resultados, tanto en exactitud como en
precisión, sobre muestras enviadas a los laboratorios participantes. Los resultados
de la intercomparación permiten corregir los errores de funcionamiento del
método analítico y, una vez comprobada la calidad del mismo, obtener la
homologación del laboratorio para realizar los análisis. La homologación requiere
la puesta en marcha de un programa de garantía de calidad, que permita
controlar el funcionamiento global del laboratorio.
Trazabilidad de los resultados analíticos
La calidad de los resultados analíticos exige que estos sean trazables, esto es que
puedan relacionarse directamente con las unidades patrones del sistema
internacional de medida (amperio, kilogramo, mol, metro y segundo). La
trazabilidad exige una cadena ininterrumpida de comparaciones que une el
resultado obtenido con los estándares del sistema internacional y que, en análisis
químico, pasa por las sustancias de referencia, los patrones químicos tipo primario
y secundario, los estándares físicos, los pesos atómicos, etc. El concepto de
trazabilidad se aplica tanto al resultado de un análisis, como a una medida
cualquiera, al instrumento con el que se obtiene, el método que se aplica y el
laboratorio mismo. Cuando un resultado es trazable implica que ha sido obtenido
en un laboratorio trazable, aplicando instrumentos trazables y un método trazable.
En un método absoluto como la gravimetría la cadena de trazabilidad es corta:
Muestra---precipitado---masas atómicas----mol, Kg
En un método relativo como una volumetría la cadena es más larga:
Muestra---patrón secundario---patrón primario---masas atómicas----mol, Kg
