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A Química é uma ciência que se organiza em vários ramos, sendo que um deles é o da Química Analítica, uma área que estuda e aplica técnicas para identificação de amostras, que podem ser naturais ou artificiais.
A Química Analítica, por sua vez, também se subdivide em alguns campos, de acordo com o objetivo de estudo. Se esse objetivo for descobrir exatamente quais são os elementos que compõem uma amostra (qualitativa) e em qual proporção eles aparecem na molécula ou na fórmula (quantitativa), então, trata-se do ramo da análise elementar.
Por exemplo, digamos que uma substância líquida e incolor foi encontrada em uma cena de crime. Saber que substância é essa pode ajudar na descoberta de como a vítima foi morta e quem foi o assassino, conforme o caso. Essa amostra encontrada pode ser só uma substância, como a água, ou uma mistura de substâncias, como água e álcool.
Assim, antes de proceder para o estudo quantitativo ou qualitativo, o químico primeiro analisa propriedades físicas e químicas do material.
Por exemplo, se a amostra for uma substância pura, ela terá um ponto de ebulição e um ponto de fusão fixos em uma determinada temperatura cada um. Por outro lado, se for uma mistura, os pontos de fusão e ebulição não serão fixos e constantes, mas a mudança de estado físico dar-se-á em uma faixa de temperaturas.
Se a amostra encontrada na cena do crime mencionada mais acima tiver ponto de ebulição fixo em 100ºC e ponto de fusão fixo em 0ºC, o químico já saberá que é a água. Mas digamos que, na verdade, seja uma mistura, então, ele irá usar técnicas de separação de misturas, tais como precipitação, extração e destilação. Por exemplo, se cada componente (analito) possui um ponto de ebulição diferente, pode-se realizar uma destilação.
Para descobrir quais elementos compõem a fórmula ou molécula da substância, o químico começa a realizar a análise elementar qualitativa, em que se realizam reações de decomposição e testes padronizados, como tratar os analitos com reagentes que possam produzir compostos que podem ser identificados pela cor, solubilidade, pontos de fusão e ebulição etc.
Por exemplo, pode-se dissolver a substância em bases ou ácidos para verificar mudanças de cor ou formação de precipitado que permitam identificar a substância inicial.
Para descobrir também a proporção em que os elementos que compõem a substância aparecem na sua fórmula ou molécula, o químico procede com as técnicas da análise elementar quantitativa. Essa determinação costuma ser inicialmente feita em massa ou volume e, depois, em quantidade de matéria (mol).
Algumas técnicas muito usadas são a volumetria (titulações) e a gravimetria (medidas de massa). Esses métodos clássicos são muito utilizados em virtude da relativa simplicidade de equipamentos necessários e da confiabilidade dos resultados obtidos.
Atualmente, porém, existem muitos equipamentos analíticos modernos que possuem ou estão conectados a um ou mais dispositivos eletrônicos sofisticados, como amplificadores, circuitos integrados, microprocessadores ou mesmo computadores, que são capazes de fazer tanto a análise qualitativa quanto a quantitativa diretamente. Isso é muito importante não só para a precisão e exatidão da análise, mas também para evitar que o analista se exponha a substâncias perigosas, como gases que poderiam intoxicá-lo.
Microscópio Eletrônico de Varredura JSM-6510 na exposição internacional de análise e equipamentos de laboratório, em 28 de abril de 2011, em Moscou*
Com isso, é possível determinar a massa molecular da substância e suas fórmulas percentual, mínima e molecular, o que permite identificar de qual substância se trata.
* Crédito editorial: Dikiiy / shutterstock.com
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química