Министерство Здравоохранения Республики Узбекистан Министерство Высшего и специального образования Республики Узбекистан

Основы качественного анализа
Аналитическая химия – это наука, разрабатывающая теоретические основы и методы химического анализа. Задачей курса аналитической химии является установление химического состава вещества или их смесей. Как правило, сначала устанавливают качественный состав вещества, т.е. определяют, из каких атомов, групп атомов, катионов и анионов состоит данное вещество, а затем устанавливают количественный состав, т.е. определяют в каком количественном соотношении находятся компоненты в данном веществе.
Основной задачей качественного анализа является обнаружение отдельных элементов или ионов, входящих в состав вещества.
Качественный анализ имеет огромное значение в медицинской практике для анализа биологических объектов, а также лекарственных препаратов.
В качественном анализе для определения качественного состава вещества применяют различные методы: химические, физические и физико-химические. Эти методы постоянно развиваются и совершенствуются.
Химические методы основаны на использовании химических реакций, характерных для определяемого элемента или его соединения с различными веществами, которые в этом случае называются реактивами (реагентами) на определяемый элемент или соединение, а протекающие химические реакции – аналитическими реакциями. При этом в качестве реагентов применяют вещества, при взаимодействии которых с анализируемым веществом происходит какое-либо легко наблюдаемое изменение: образуется осадок, выделяется газ, изменяется окраска раствора, появляется характерный запах и т.п.
Физические методы анализа основаны на измерении какого-либо параметра системы, являющегося функцией состава.
Физико-химические методы качественного анализа основаны на наблюдении, какого – либо физического свойства, характерного для открываемого элемента или его соединения, например спектров излучения или поглощения (спектральный анализ), формы и цвета кристаллов (кристаллохимический анализ), характера свечения, вызываемого действием ультрафиолетовых лучей (люминесцентный анализ), температуры плавления (термический анализ), способности адсорбироваться на различного рода поглотителях (хроматографический адсорбционный анализ) и т.п.
В данном руководстве рассматриваются в основном химические методы анализа.
Анализ исследуемого вещества можно проводить ''мокрым'' или ''сухим'' путем. В первом случае анализируемое вещество растворяют в воде или, в каком либо растворителе, после чего на полученный раствор действуют соответствующими реактивами. Во втором случае анализу подвергают сухие вещества. При этом определение состава вещества обычно основано на способности его окрашивать в характерный цвет бесцветное пламя горелки или давать окрашенные ''перлы'' при сплавлении с бурой или однозамещенным фосфатом натрия в ушке платиновой проволоки и т.п.
В зависимости от количества анализируемого вещества различают:

1. 
   Макроанализ – для анализа берется от 0,1 до 1г сухого вещества.
   
2. 
   Полумикроанализ – количество анализируемого вещества приблизительно в 20 – 30 раз меньше, чем при макроанализе.
   

3. Микроанализ - количество анализируемого вещества приблизительно в 100 раз меньше, чем при макроанализе.
4. Ультрамикроанализ - количество анализируемого вещества приблизительно в 1000 раз меньше, чем при макроанализе
Качественный анализ неорганических веществ в большинстве случаев сводится к анализу ''мокрым '' путем, т.е. водных растворов электролитов, где последние находятся в диссоциированном состоянии в виде ионов.
Реакции, применяемые в качественном анализе должны быть чувствительными и протекать быстро и полно. Их важным условием является: среда, температура, концентрация обнаруживаемого иона в растворе и др
Для качественного обнаружения ионов применяют реакции, при которых образуется осадок, имеющий определенную окраску, растворимость, или изменяется окраска раствора, выделяется газ с известными свойствами и т.д. Такие реакции и применяемые при этом реактивы называются характерными для данного иона. Например, ионы кальция можно обнаружить по образованию белого кристоллического осадка с оксалат ионами:
Са²⁺ + С ₂О₄^2- ↓СаС ₂О₄
Характерным реактивом данные ионы могут быть обнаружены только при отсутствии в растворе других ионов, также реагирующих с этим реактивом.
Большое значение имеет специфичность реакции. Специфической называется реакция, которая позволяет обнаруживать ионы в присутствии других ионов. Реактивы, вызывающие эти реакции, также называются специфическими. Например, специфическим реактивом на ион аммония является щелечь, при действии которой на аммонийные соли выделяется аммиак, определяемый по запаху и посинению лакмусовой бумаги:
NН₄Сl + КОН NН₃↑ + КСl + Н₂О
Этой реакцией ионы аммония могут быть обнаружены в присутствии других ионов.
Реакции, при помощи которых из смеси ионов может быть выделена группа их, называются групповыми реакциями, а реактивы, вызывающие такие реакции – групповыми реактивами. Например, групповым реактивом на группу ионов: Аg, Рb, Нg, Си является сероводород, образующий со всеми ионами этой группы осадки сульфидов, не растворимые в разбавленных кислотах.
Открытие ионов, находящихся в смеси с другими ионами проводится также дробным методом анализа или по систематическому ходу анализа.
Обнаружение ионов с помощью специфических реакций в отдельных порциях анализируемого раствора, производимое в любой последовательности, называется дробным анализом.
В систематическом ходе анализа катионы разделяют на аналитические группы путем последовательного применения групповых реактивов. Если в пределах одной группы ионы мешают открытию друг друга, то их отделяют с помощью соответствующих реакций и затем открывают каждый вид ионов характерными реакциями.
Таким образом, при систематическом анализе наряду с реакциями обнаружения отдельных ионов, приходится прибегать также к реакции отделения их друг от друга.
Реакции, дающие сходный эффект лишь с ограниченным числом ионов, называются избирательными или селективными.