Kimia analisis
Kimia analisis adalah studi pemisahan, identifikasi, dan kuantifikasi komponen kimia dalam bahan alam maupun buatan. Analisis kualitatif memberikan indikasi identitas spesies kimia di dalam sampel. Sedangkan analisis kuantitatif menentukan jumlah komponen tertentu dalam suatu zat. Pemisahan komponen seringkali dilakukan sebelum melakukan analisis.
Metode analisis dapat dibagi menjadi klasik dan instrumental. Metode klasik (dikenal juga sebagai metode kimia basah) menggunakan pemisahan seperti pengendapan, ekstraksi, dan distilasi serta analisis kualitatif berdasarkan warna, bau, atau titik leleh (organoleptis). Analisis kuantitatif klasik dilakukan dengan menentukan berat atau volum. Metode instrumental menggunakan suatu peralatan untuk menentukan kuantitas
fisik suatu analit seperti serapan cahaya, fluoresensi, atau konduktivitas. Pemisahan dilakukan menggunakan metode kromatografi, elektroforesis atau fraksinasi aliran medan.
Kimia analisis juga fokus pada peningkatan rancangan percobaan, kemometri, dan pembuatan alat ukur baru agar dapat menyediakan informasi kimia yang lebih baik. Kimia analisis telah diaplikasikan di bidang forensik, bioanalisis, analisis klinik, analisis lingkungan, dan analisis bahan.
Kimia analisis menjadi penting sejak awal adanya ilmu kimia. Bidang ini menyediakan metode-metode untuk menentukan unsur dan bahan kimia yang ada di dalam objek yang dipertanyakan. Selama periode ini, kontribusi analisis pada ilmu kimia mencakup pengembangan analisis unsur yang sistematis oleh Justus von Liebig dan analisis organik sistematis berdasarkan reaksi spesifik gugus fungsi.
Analisis instrumental pertama adalah spektrometri emisi nyala yang dikembangkan oleh Robert Bunsen dan Gustav Kirchhoff dengan menemukan rubidium (Rb) dan caesium (Cs) pada tahun 1860.
Sebagian besar perkembangan dalam bidang kimia analitik terjadi pasca 1900. Selama periode ini, analisis instrumental menjadi semakin dominan. Khususnya, semakin banyaknya teknik-teknik dasar spektroskopi dan spektrometri yang ditemukan di awal abad 20 dan disempurnakan di akhir abad ke-20.
Ilmu pemisahan mengikuti pola perkembangan ilmu kimia analisis dan juga bertransformasi menuju peralatan berkinerja tinggi. Pada tahun 1970an banyak dari teknik-teknik ini mulai digunakan secara bersama-sama untuk memecahkan karakterisasi sampel secara lengkap.
Sejak sekitar tahun 1970an hingga sekarang, kimia analisis semakin inklusif untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan biologi (kimia bioanalisis), dimana selama ini sangat fokus pada molekul anorganik atau organik renik. Penggunaan laser dalam bidang kimia terus mengalami peningkatan sebagai alat bantu analisis maupun influenser untuk berbagai reaksi kimia. Pada akhir abad ke-20, terlihat
pula ekspansi penerapan kimia analisis yang luar biasa, mulai dari menjawab soalan akademis hingga memecahkan masalah forensik, lingkungan, industri, medis, dan bahkan histologi.
Kimia analisis modern didominasi oleh analisis instrumental. Banyak analis kimia fokus pada satu jenis instrumen. Akademisi cenderung juga untuk fokus pada aplikasi dan pengembangan baru atau pada metode analisis baru. Penemuan adanya bahan kimia di dalam darah yang meningkatkan risiko kanker membuka jalan bahwa analis kimia dapat terlibat di dalamnya. Metode baru yang sedang dikembangkan
adalah dengan melibatkan penggunaan laser yang dapat diatur untuk meningkatkan spesifisitas dan sensitivitas metode spektrometri. Banyak metode, salah satunya sedang dikembangkan, untuk mengarsip data sehingga dapat digunakan sebagai acuan dalam waktu lama. Ini diperlukan terutama untuk keperluan Quality Assurance (QA) industri, serta aplikasi forensik dan lingkungan. Peran kimia analisis semakin
penting di bidang industri farmasi, selain QA, dalam hal pengembangan obat baru dan aplikasi klinisnya untuk memahami interaksi antara obat dan pasien.
Meskipun kimia analisis modern didominasi oleh instrumen-instrumen canggih, namun akar dari kimia analisis dan prinsip-prinsip yang digunakan pada instrumen-instrumen tersebut berasal dari teknik tradisional yang masih banyak digunakan sampai sekarang. Teknik-teknik ini juga menjadi dasar bagi kebanyakan laboratorium pendidikan kimia analisis.
Analisa kualitatif menentukan ada atau tidaknya sebuah senyawa, tetapi tidak massa atau konsentrasinya. Analisa kualitatif tidak menghitung jumlah.
Ada berbagai pengujian kimia analisis kualitatif, contohnya: test asam untuk emas dan test Kastle-Meyer untuk menguji keberadaan darah.
Analisis kualitatif anorganik pada dasarnya merujuk pada suatu skema sistematis untuk memastikan keberadaan ion atau unsur tertentu (biasanya) dalam larutan dengan melakukan sejumlah reaksi yang menghilangkan sejumlah kemungkinan dan memastikan ion yang dicurigai dengan uji pemastian. Tidak jarang sejumlah kecil karbon yang mengandung ion termasuk dalam skema ini. Dengan
menggunakan instrumen modern, uji-uji ini jarang digunakan tetapi bermanfaat untuk kepentingan pendidikan dan pekerjaan lapangan, atau situasi lain yang tidak memungkinkan menggunakan peralatan canggih.
Analisa gravimetri menentukan massa dari suatu analit dengan menimbang sampel sebelum dan/atau setelah mengalami beberapa perubahan. Contoh yang umum adalah menentukan massa air dalam suatu hidrat dengan memanaskan sampelnya untuk menghilangkan air yang ada, sehingga akan ada perbedaan massa karena molekul air akan terlepas.
Pada titrasi terdapat penambahan reaktan ke larutan yang sedang dianalisis sampai titik ekivalen tercapai. Jenis yang paling umum adalah titrasi asam-basa yang menggunakan berbagai macam indikator yang menunjukkan perubahan warna. Ada beberapa macam titrasi, misalnya titrasi potensiometri. Tipe indikator yang digunakan berbeda-beda untuk mendeteksi tercapainya titik ekivalen.
Spektroskopi mengukur interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik. Spektroskopi mencakup beberapa aplikasi yang berbeda seperti spektroskopi serapan atom, spektroskopi emisi atom, spektroskopi UV dan sinar tampak, spektroskopi pendar sinar-X, spektroskopi inframerah, spektroskopi Raman, interferometri polarisasi ganda, spektroskopi resonansi magnet inti, spektroskopi fotoemisi, spektroskopi Mössbauer, dan sebagainya.
Spektrometri massa menentukan rasio massa terhadap muatan suatu molekul menggunakan medan listrik dan magnet. Terdapat beberapa metode ionisasi: electron impact, ionisasi kimia, electrospray, bombardir atom cepat, matrix assisted laser desorption, dan sebagainya. Selain itu, spektrometri massa juga dikategorikan melalui pendekatan massa yang dianalisis: sektor-magnetik, analisis massa kuadrupol, perangkap ion kuadrupole, time-of-fight, Fourier-transform ion cyclotron resonance, dan sebagainya.
Metode elektroanalisis menentukan potensial (volts) dan/atau arus (amps) dalam suatu sel elektrokimia yang mengandung analit. Metode ini dapat dikategorikan menurut aspek dari sel yang dikendalikan dan ditentukan. Tiga kategori utama adalah: potensiometri (pengukuran perbedaan potensial elektrode), coulometri (penentuan arus sel selama waktu tertentu), dan voltametri (pengukuran arus sel selama potensial sel diubah-ubah).
Proses pemisahan digunakan untuk menurunkan tingkat kompleksitas campuran bahan. Kromatografi, elektroforesis dan fraksinasi aliran medan adalah contohnya.
Kombinasi teknik-teknik di atas menghasilkan teknik "hibrida" atau "tandem". Beberapa contoh yang populer digunakan saat ini dan teknik-teknik hibrida baru sedang dalam pengembangan. Contohnya: kromatografi gas-spektrometri massa (GC-MS), kromatografi gas-spektroskopi inframerah transformasi Fourier (GC-FTIR), kromatografi cair-spektrometri massa (LC-MS), kromatografi cair-spektroskopi resonansi magnet inti