En química analítica , el análisis cuantitativo es la determinación de la abundancia absoluta o relativa (a menudo expresada como concentración ) de una, varias o todas las sustancias particulares presentes en una muestra. [1]
Una vez conocida la presencia de determinadas sustancias en una muestra, el estudio de su abundancia absoluta o relativa podría ayudar a determinar propiedades específicas. Conocer la composición de una muestra es muy importante y se han desarrollado varias formas de hacerlo posible, como el análisis gravimétrico [2] y volumétrico . El análisis gravimétrico produce datos más precisos sobre la composición de una muestra que el análisis volumétrico, pero también requiere más tiempo para realizarlo en el laboratorio. El análisis volumétrico, por otro lado, no requiere mucho tiempo y puede producir resultados satisfactorios. El análisis volumétrico puede ser simplemente una valoración basada en una reacción de neutralización , pero también puede ser una precipitación o una reacción de formación de complejos , así como una valoración basada en una reacción redox . Sin embargo, cada método en el análisis cuantitativo tiene una especificación general, en las reacciones de neutralización, por ejemplo, la reacción que ocurre es entre un ácido y una base, que produce una sal y agua, de ahí el nombre de neutralización. En las reacciones de precipitación, la solución estándar es en la mayoría de los casos nitrato de plata , que se utiliza como reactivo para reaccionar con los iones presentes en la muestra y formar un precipitado altamente insoluble . Los métodos de precipitación a menudo se denominan simplemente argentometría . En los otros dos métodos la situación es la misma. La titulación de formación de complejos es una reacción que se produce entre iones metálicos y una solución estándar que en la mayoría de los casos es EDTA (ácido etilendiaminotetraacético). En la valoración redox esa reacción se lleva a cabo entre un agente oxidante y un agente reductor . Existen algunos métodos más como el método de Liebig / el método de Duma / el método de Kjeldahl y el método de Carius para la estimación de compuestos orgánicos.
Por ejemplo, el análisis cuantitativo realizado mediante espectrometría de masas en muestras biológicas puede determinar, mediante la proporción de abundancia relativa de proteínas específicas , indicios de determinadas enfermedades, como el cáncer.
La expresión general Análisis Cualitativo [...] se refiere a análisis en los que se identifican o clasifican sustancias en función de sus propiedades químicas o físicas, como reactividad química, solubilidad, peso molecular, punto de fusión, propiedades de radiactividad (emisión, absorción) , espectros de masas, vida media nuclear, etc. El análisis cuantitativo se refiere a análisis en los que la cantidad o concentración de un analito puede determinarse (estimarse) y expresarse como un valor numérico en unidades apropiadas. El análisis cualitativo puede realizarse con el análisis cuantitativo, pero el análisis cuantitativo requiere la identificación (calificación) del analito para el cual se dan estimaciones numéricas.
— Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), Nomenclatura en la evaluación de métodos analíticos, incluidas las capacidades de detección y cuantificación, Pure Appl. Química. 67(10), pág. 1701 (1995)
El término "análisis cuantitativo" se utiliza a menudo en comparación (o contraste) con "análisis cualitativo", que busca información sobre la identidad o forma de la sustancia presente. Por ejemplo, a un químico se le podría dar una muestra sólida desconocida. Utilizarán técnicas "cualitativas" (quizás RMN o espectroscopia IR ) para identificar los compuestos presentes, y luego técnicas cuantitativas para determinar la cantidad de cada compuesto en la muestra. Se han desarrollado procedimientos cuidadosos para reconocer la presencia de diferentes iones metálicos, aunque han sido reemplazados en gran medida por instrumentos modernos; estos se conocen colectivamente como análisis inorgánico cualitativo . También se conocen pruebas similares para identificar compuestos orgánicos (mediante pruebas de diferentes grupos funcionales ).
Se pueden utilizar muchas técnicas para mediciones cualitativas o cuantitativas. Por ejemplo, supongamos que una solución indicadora cambia de color en presencia de un ion metálico. Podría usarse como prueba cualitativa: ¿la solución indicadora cambia de color cuando se agrega una gota de muestra? También podría usarse como prueba cuantitativa, estudiando el color de la solución indicadora con diferentes concentraciones del ion metálico. (Esto probablemente se haría mediante espectroscopia ultravioleta-visible ).