Kvalitatív reakciók

Az ilyen tudományág, mint az analitikai kémia tanulmányozza a vegyi anyagok összetételét és szerkezetét. Egy ismeretlen vegyület vagy keverék tanulmányozására használják. A kvalitatív analízis lehetővé teszi egy kémiai vegyületben található elemek vagy gyökök jelenlétének vagy hiányának meghatározását, és a kvantitatív analízis magában foglalja a vizsgált mintában lévő kémiai tartalom meghatározását, vagyis a keverék alkotóelemeinek számát. Minőségi analízis céljára a könnyen elvégezhető egyes elemekre jellemző kémiai reakciókat alkalmazzák. A kvalitatív reakciók lehetővé teszik a várt hatások vagy távollétük megfigyelését.

Az analitikai kémia az új és továbbfejlesztett elemzési módszerek kifejlesztésében, azok gyakorlati alkalmazásában, valamint az analitikus folyamatok elméleti alapjainak tanulmányozásában vesz részt. Az e területen dolgozó szakemberek rendelkeznek kémiai, fizikai és fiziko-kémiai analitikai módszerekkel. Sokan olyan minőségi reakciókon alapulnak, amelyeket a gyökök és elemek kimutatására használnak, valamint a vizsgált mintákat alkotó vegyületek. A minőségi és mennyiségi összetétel tanulmányozása:

• Elemi analízis (elemi összetétel meghatározása);
• Molekuláris analízis (a kémiai vegyületek szerkezete molekuláris szinten van kialakítva);
• Strukturális analízis (a molekuláris analízis egyik típusa, az atomok és molekulák térbeli szerkezetének, molekuláris tömegének és empirikus képletének vizsgálata);
• Funkcionális analízis (a szerves vegyületeket funkcionális csoportok tanulmányozzák).

Így mind a szervetlen, mind a szerves vegyületek felismerhetők. Speciális elemek jelenlétében a szín megjelenhet vagy eltűnhet, csapadék szabadulhat fel vagy oldható, gázbuborékok és hasonlók figyelhetők meg. Ha a minőségi reakciókat helyesen választják ki, azaz szelektív (szelektív) egy adott kation vagy anion tekintetében, és nagyon érzékeny (azaz a kimutatási küszöböt kis mennyiségeket lehet beállítani), az eredmény megbízható eredmény lesz - az elem vagy anyag mintájának jelenlétére vagy hiányára vonatkozó következtetés . A vizes oldatok analízise ismert ionos minőségi reakciókon alapszik.

Szervetlen vegyületek esetén gyakran vizes oldatokban fordulnak elő, de alkálifém kationok esetében a detektálást száraz sók hozzáadásával végzik az alkohol lángjának közepére (legmelegebb részére). A lítium kationok (Li +) a lángot sötétszürke színben színezik. Kálium kationok (K +) - lila, nátrium (Na +) - sárga, rubidium (Rb +) - piros, cézium (Cs +) - ciánban. A kationokra vonatkozó kvalitatív reakciókat bárium-sókra is elvégezhetjük: báriumkationok (Ba2 +) jelenlétét szulfátionokkal (SO42-) reagenssel állítjuk elő, mivel a kapott bárium-szulfát csapadék válik ki fehér csapadék formájában, amely nem oldódik savakká: Ba2 + SO42- → BaSO4 ↓. Az ólomkationok (Pb2 +) jelenlétét észleljük, ha a só vizes oldatát szulfid (S2-) hatásának tesszük ki, ami az ólom-szulfid képződését eredményezi, amely fekete csapadék formájában csapódik ki: Pb2 + + S2- → PbS ↓. Számos ilyen ismert minőségi reakció van a kationokra és az anionokra, és ezeket az analitikai kémia írja le.

Minőségi reakciók kiválasztásakor a minta vizsgálatához hasznos tudni a kémiai vegyületek oldhatóságának általános szabályait:

1. Minden nitrát oldható.
2. Gyakorlatilag a kálium, a nátrium és az ammónium összes sói oldhatók.
3. Minden klorid, bromid és jodid oldható, kivéve az ezüstöt, a higanyt (I) és az ólom (II) halogenideket.
4. Minden szulfát oldható, kivéve a báriumot, a stronciumot és az ólom (II) -szulfátokat , amelyek oldhatatlanok, és a mérsékelten oldódó kalcium- és ezüst- szulfátok .
5. Az összes karbonát, szulfit és foszfát nem oldható, kivéve a karbonátokat, szulfitokat és kálium-, nátrium- és ammónium- foszfátokat .
6. Minden szulfid oldhatatlan, kivéve az alkálifém- szulfidokat , az alkáliföldfémeket és az ammóniumot.
7. Minden hidroxid oldhatatlan, kivéve az alkálifém-hidroxidokat. A stroncium-hidroxid, a kalcium és a bárium közepesen oldódik.

Szerves anyagok, például alkánok (telített szénhidrogének) vagy alkének (telítetlen szénhidrogének) kimutathatók kálium-permanganát oldattal , amely első esetben nem változtatja meg a színét, mivel a permanganátot tartalmazó paraffinos szénhidrogének nem reagálnak hidegen. A második esetben az oldat elszíneződik a Wagner-reakció miatt (például etilénnel): 2KMnO4 + 3C2H4 + 4H2O - → 2KOH + 3CH2OH-CH 2OH + 2MnO2 ↓. Ennek következtében keletkezik mangán-dioxid csapadék, amelynek barna színű. A fehérjék összetett szerves vegyületek, amelyek biztosítják az élő szervezet létfontosságú aktivitását. Hatalmas számuk, meghatározásuk nagy gyakorlati jelentőségű. E célból a fehérjékre kvalitatív reakciókat alkalmaznak, színre és névre osztva. Segítségükkel nem a fehérjéket határozzák meg, hanem az aminosavak, amelyek alkotják összetételüket.