A formação em cada um dos cinco campos da química fornece uma perspectiva única para o estudo da química. Os cursos de Química Analítica e os livros didáticos são mais do que uma coleção de fatos; são uma espécie de aprendizado. De acordo com este espírito, este capítulo introduz o campo da química analítica e destaca as perspectivas únicas que os químicos analíticos trazem para o estudo da química.

Comecemos com uma pergunta enganosamente simples. O que é a química analítica? Como todos os campos da química, a química analítica é uma disciplina demasiado ampla e demasiado ativa para que possamos definir completamente. Neste capítulo, portanto, vamos tentar dizer um pouco sobre o que é química analítica, assim como um pouco sobre o que não é química analítica.

A química analítica é frequentemente descrita como a área da química responsável pela caracterização da composição da matéria, tanto qualitativamente (Há chumbo nesta amostra?) como quantitativamente (Quanto chumbo há nesta amostra?). Como veremos, esta descrição é enganadora.

A maioria dos químicos faz rotineiramente medições qualitativas e quantitativas. Por esta razão, alguns cientistas sugerem que a química analítica não é um ramo separado da química, mas simplesmente a aplicação do conhecimento químico.1 Na verdade, você provavelmente já realizou análises quantitativas e qualitativas em outros cursos de química.

Definir química analítica como a aplicação do conhecimento químico ignora a perspectiva única que os químicos analíticos trazem para o estudo da química. O ofício da química analítica não está em realizar uma análise de rotina em uma amostra de rotina, que mais apropriadamente é chamada de análise química, mas em melhorar os métodos analíticos estabelecidos, em estender os métodos analíticos existentes a novos tipos de amostras e em desenvolver novos métodos analíticos para medir fenômenos químicos.2

Aqui está um exemplo desta distinção entre a química analítica e a análise química. Os engenheiros de mineração avaliam o valor de um minério comparando o custo de remoção do minério com o valor do seu conteúdo. Para estimar seu valor, eles analisam uma amostra do minério. O desafio de desenvolver e validar um método analítico quantitativo apropriado é da responsabilidade do químico analítico. Após seu desenvolvimento, a rotina, a aplicação diária do método analítico é o trabalho do analista químico.

Outra distinção entre química analítica e análise química é que os químicos analíticos trabalham para melhorar e ampliar os métodos analíticos estabelecidos. Por exemplo, vários fatores complicam a análise quantitativa do níquel nos minérios, incluindo a distribuição desigual do níquel no minério, a complexa matriz de silicatos e óxidos do minério e a presença de outros metais que podem interferir com a análise. A necessidade de muitas reações, digestações e filtrações torna esse método analítico demorado e difícil de ser executado com precisão.

Figure {1}(\PageIndex{1}): O esquema analítico do Fresenius para a análise gravimétrica de Ni em minérios. Note que a massa de níquel não é determinada diretamente. Ao invés disso, Co e Ni são isolados e pesados (massa A), e então Co é isolado e pesado (massa B). A linha do tempo mostra que após digerir uma amostra, leva aproximadamente 44 horas para completar uma análise. Este esquema é um exemplo de uma análise gravimétrica na qual a massa é a medida importante. Ver Capítulo 8 para mais informações sobre procedimentos gravimétricos.

Figure \(\PageIndex{2}}): Dimethylglyoxime

O desenvolvimento, em 1905, da dimetilglyoxime (dmg), um reagente que precipita seletivamente {Ni^{2+}} e {Pd^{2+}), levou a um método analítico melhorado para a análise quantitativa do níquel.4 A análise resultante, como mostrado na Figura 3, requer menos manipulações e menos tempo após completar a dissolução da amostra. Na década de 1970, a espectrometria de absorção atômica por chama substituiu a gravimetria como método padrão para a análise do níquel em minérios5 , resultando em uma análise ainda mais rápida. Hoje, o método analítico padrão utiliza um espectrômetro de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente.

Figure \(\PageIndex{3}}): Análise gravimétrica para Ni em minérios através da precipitação de Ni(dmg)2. A linha do tempo mostra que leva aproximadamente quatro horas para completar uma análise após digerir a amostra, o que é 10x mais curto do que para o método da Figura {1}(PageIndex{1}}). O fator de 0,2301 na equação para %Ni explica a diferença nos pesos da fórmula para Ni e Ni(dmg)2; veja Capítulo 8 para mais detalhes.

Uma descrição mais apropriada da química analítica é “a ciência de inventar e aplicar os conceitos, princípios e…estratégias para medir as características dos sistemas químicos”.”6 Os químicos analíticos normalmente operam nos extremos da análise, ampliando e melhorando a capacidade de todos os químicos de fazer medições significativas em amostras menores, em amostras mais complexas, em escalas de tempo mais curtas e em espécies presentes em concentrações mais baixas”. Ao longo de sua história, a química analítica tem fornecido muitas das ferramentas e métodos necessários para a pesquisa nas outras áreas tradicionais da química, bem como promovido a pesquisa multidisciplinar em, para citar algumas, química medicinal, química clínica, toxicologia, química forense, ciência dos materiais, geoquímica e química ambiental.

Você encontrará inúmeros exemplos de métodos analíticos neste livro didático, a maioria dos quais são exemplos rotineiros de análise química. É importante lembrar, no entanto, que problemas não rotineiros levaram os químicos analíticos a desenvolver esses métodos.

Da próxima vez que você estiver na biblioteca, veja um número recente de uma revista de orientação analítica, como a Analytical Chemistry. Concentre-se nos títulos e resumos dos artigos de pesquisa. Embora você possa não reconhecer todos os termos e métodos analíticos, você começará a responder por si mesmo a pergunta “O que é química analítica?”