Historia de la Química Analítica

 

La química analítica (del griego ἀναλύω, disolver, descomponer) es la parte de la química que tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra, mediante diferentes métodos. Se divide en química analítica cuantitativa y química analítica cualitativa.

 

Componentes

 

Diversas tareas prácticas, como el ensayo de metales, el análisis de aguas, la toxicología, etc. habían propiciado el perfeccionamiento de numerosas técnicas de análisis, que comportaban el empleo de numerosos reactivos y un variado número de instrumentos.

La búsqueda de métodos de análisis más rápidos, selectivos y sensibles es uno de los objetivos esenciales perseguidos por los cultivadores de la química analítica. En la práctica, resulta muy difícil encontrar métodos analíticos que combinen estas tres cualidades y, en general, alguna de ellas debe ser sacrificada en beneficio de las otras. En el análisis industrial, la velocidad del proceso suele condicionar las características del método empleado, más que su sensibilidad. Por el contrario, en toxicología la necesidad de determinar sustancias en cantidades muy pequeñas puede suponer el empleo de métodos muy lentos y costosos.

Como hemos señalado, las características generales de la química analítica fueron establecidas a mediados del siglo pasado. Los métodos gravimétricos eran preferidos, por lo general, a los volumétricos y el empleo del soplete era común en los laboratorios. Autores como Heinrich Rose (1795-1864) y Karl R. Fresenius (1818-1897) publicaron influyentes obras durante estos años, que establecieron las características generales de la disciplina. El segundo fue, además, el editor de la primera revista dedicada exclusivamente a la química analítica, Zeitschrift für analytische Chemie , que comenzó a aparecer en 1862. Karl R. Fresenius creó también un importante laboratorio dedicado a la enseñanza de la química analítica y a la realización de análisis químicos para diversas instituciones estatales e industrias químicas.

El desarrollo de los métodos instrumentales de análisis químico se produjo en el último cuarto de siglo, gracias al establecimiento de una serie de correlaciones entre las propiedades físicas y la composición química. Los trabajos de Robert Wilhelm Eberhard Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff establecieron las bases de la espectroscopia e hicieron posible el descubrimiento de numerosos elementos.

Nuevos instrumentos ópticos, como el colorímetro o el polarímetro, simplificaron e hicieron mucho más rápidos una gran cantidad de análisis de importancia industrial. Las leyes electroquímicas establecidas por Faraday y los medicamentos se basan muy bien, las investigaciones de autores como O. Wolcott Gibbs (1822-1908) y la creación de laboratorios de investigación como el de Alexander Classen (1843-1934) permitieron que las técnicas de análisis electroquímico ganaran importancia en los últimos años del siglo XIX. En los años veinte de este siglo, el polaco Jaroslav Heyrovsky (1890-1967) estableció las bases de la polarografía que, más adelante, se convirtió en una técnica de análisis muy importante de determinados iones y fue también empleada para el estudio de la naturaleza de los solutos y los mecanismos de reacción en disolución. Otra de las técnicas importantes que iniciaron su andadura en esos primeros años del siglo XX fue la cromatografía que se desarrolló enormemente en las décadas posteriores. El siglo XX estuvo también caracterizado por la llegada de nuevos instrumentos como el pH-metro y el gran desarrollo de los métodos espectroscópicos, particularmente la espectroscopia infrarroja y la resonancia magnética nuclear, que tuvieron una gran aplicación en muchas áreas de la química, especialmente en química orgánica.

La química analítica  ha desempeñado un papel fundamental  en el desarrollo de la ciencia. Así, en 1894 Friedrich Wilhelm Ostwald escribió.

 

La química analítica, o el arte de reconocer diferentes sustancias y determinar sus componentes, ocupa un lugar destacado en las aplicaciones de la ciencia, ya que nos permite contestar las preguntas que surgen al emplear  cualquiera de los procesos químicos  para fines técnicos o científicos. Por su gran importancia, la química analítica se cultiva desde los inicios de la historia de la química y sus logros abarcan  gran parte del trabajo cuantitativo en todos los ámbitos de la ciencia.

Desde entonces, la química analítica ha evolucionado, de ser considerada un arte se convirtió en una ciencia con aplicaciones en la industria, la medicina y en prácticamente todas la ciencias.

La determinación cuantitativa de nitrógeno en los alimentos sirve para establecer su contenido proteico y por consiguiente, su valor nutricional. El análisis del acero durante su producción permite ajustar las concentración de elementos como carbono, níquel y cromo para obtener un material con la fuerza, dureza, ductibilidad y resistencia a la corrosión deseadas.

 

El abasto de gas domestico se revisa a menudo para asegurar que su contenido de mercaptanos sea adecuado a fin de que tenga el olor suficientemente desagradable y funcione como alarma de fugas peligrosas. A partir del análisis cuantitativo de las plantas y del terreno en que crecen, los agricultores adecuan sus programas de fertilización e irrigación para satisfacer las necesidades de las plantas durante la época de crecimiento.

 

Las mediciones analíticas cuantitativas también desempeñan un papel fundamental en muchas áreas de investigación en química, bioquímica, biología, geología, física y otras ciencias. Por ejemplo, las mediciones cuantitativas de los niveles de iones de potasio, calcio y sodio en los líquidos corporales de los animales permiten a los fisiólogos estudiar el papel de estos iones en la transmisión de señales nerviosas así como también en la contracción y relajación muscular. Los químicos averiguan los mecanismos de las reacciones químicas mediante los estudios de las velocidades de reacción. La velocidad con que se consumen los reactivos o se forman los productos en una reacción química se puede calcular a partir de las mediciones cuantitativas en diversos intervalos. Los científicos de materiales dependen en gran medida del análisis cuantitativo de germanio y silicio cristalinos en sus estudios del mecanismo semiconductor. Las impurezas que se añaden a estos materiales, y que les imparten sus propiedades semiconductoras, están en el orden de 1 x 10-6 a 1 x 10-9 por ciento. Por su parte los arqueólogos establecen el origen de los vidrios basaltitos (obsidiana) al, medir las concentraciones de elementos que están en baja proporción en las muestras que recolectan en distintos lugares. Esta información en cambio permite trazar las rutas marítimas prehistóricas de las herramientas y armas fabricadas con obsidiana.

 Muchos químicos, bioquímicos y químicos farmacéuticos dedican buena parte su tiempo en el laboratorio para reunir información cuantitativa de los sistemas que les interesa. En la figura 1-1 se ilustra el papel de la química analítica en esta y otras empresas. Todas las ramas de la química se afirman en las ideas y técnicas de la química analítica; de igual modo, esta desempeña un papel similar en muchos otros campos científicos, y que se resaltan con círculos en la periferia del diagrama.

Se subdivide en dos áreas principales:

 ANÁLISIS CUALITATIVO:

Tipo de análisis que identifica los componentes existentes en una sustancia.

 

ANÁLISIS CUANTITATIVO:

Tipo de análisis que proporciona las cantidades relativas de dichos componentes.

 

                           

 

  Figura 1-1.- relación entre la química analítica, con otras ramas de la química y demás ciencias. La posición central que guarda la química analítica en la figura muestra la importancia el alcance de sus interacciones con muchas otras disciplinas.