L'analisi quantitativa si riferisce alla determinazione della quantità di un dato componente presente in un campione. La quantità può essere espressa in termini di massa, concentrazione o abbondanza relativa di uno o tutti i componenti di un campione. Ecco alcuni risultati di esempio di analisi quantitativa:
- Il minerale contiene il 42,88% di argento in massa.
- La reazione chimica ha prodotto 3,22 moli di prodotto.
- La soluzione è NaCl 0,102 M.
Analisi quantitativa contro analisi qualitativa
Analisi qualitativa indica "cosa" in un campione, mentre l'analisi quantitativa viene utilizzata per dire "quanto" in un campione. I due tipi di analisi sono spesso usati insieme e sono considerati esempi di chimica analitica.
Metodi utilizzati nell'analisi quantitativa
Diversi metodi sono usati per quantificare un campione. Questi possono essere ampiamente classificati come metodi fisici o chimici.
I metodi fisici misurano una proprietà fisica, come l'adsorbimento di luce, densità e suscettività magnetica. Esempi di metodi fisici includono:
- Spettroscopia infrarossa con trasformata di Fourier (FTIR)
- Spettroscopia di emissione atomica (AES)
- Spettroscopia a raggi X dispersiva di energia (EDS)
- analisi degli oligoelementi
- spettroscopia di fluorescenza a raggi X.
- ICP-AES
- ICP-MS
I metodi chimici comportano reazioni chimiche, quali ossidazione, precipitazione o neutralizzazione per formare un nuovo composto chimico. Esempi di metodi chimici includono:
- Titolazione (analisi volumetrica)
- Analisi gravimetrica
- Vari test di chimica umida
- Analisi di combustione
- Fusione di gas inerte
Spesso i metodi fisico-chimici si sovrappongono. Inoltre, la matematica viene utilizzata nell'analisi quantitativa. Le statistiche sono particolarmente utili per l'analisi dei dati.
Lo strumento principale per l'analisi quantitativa è la bilancia analitica o la scala, che viene utilizzata per misurare con precisione la massa. Anche la vetreria, come il matraccio tarato, è importante. Per chimica analitica, un equilibrio tipico misura la massa a 0,1 di un milligrammo. Una sensibilità di circa mille volte è necessaria per il lavoro microanalitico.
Perché l'analisi quantitativa è importante
È importante conoscere la quantità totale o parziale di un campione per diversi motivi.
Se si esegue una reazione chimica, l'analisi quantitativa consente di prevedere la quantità di prodotto da aspettarsi e determinare la resa effettiva.
Alcune reazioni avvengono quando la concentrazione di un componente raggiunge un livello critico. Ad esempio, un'analisi del materiale radioattivo potrebbe indicare che c'è abbastanza di un componente chiave per il campione per sottoporsi a fissione spontanea!
L'analisi quantitativa è cruciale per la formulazione e il test di alimenti e droghe, in quanto viene utilizzata per misurare i livelli di nutrienti e fornire una contabilità accurata del dosaggio.
È anche fondamentale nel determinare il livello di contaminanti o l'impurità di un campione. Mentre l'analisi qualitativa potrebbe essere in grado di determinare la presenza di piombo nella vernice su un giocattolo, ad esempio, l'analisi quantitativa rileva quanta concentrazione esiste.
I test medici si basano su analisi quantitative per informazioni sulla salute di un paziente. Ad esempio, le tecniche di analisi quantitativa possono determinare i livelli di colesterolo nel sangue o il rapporto tra lipoproteine nel plasma o la quantità di proteine escrete nelle urine. Anche in questo caso, l'analisi quantitativa completa l'analisi qualitativa, poiché quest'ultima identifica la natura di una sostanza chimica mentre la prima ti dice quanto c'è.
I test quantitativi di un minerale possono essere utilizzati per determinare se è pratico estrarlo per un elemento o un composto specifico.
I test quantitativi vengono utilizzati per verificare che i prodotti soddisfino le specifiche del produttore o normative.