Ποιοτικές αντιδράσεις

Ένας τέτοιος κλάδος της επιστήμης, ως αναλυτική χημεία, μελετά τη σύνθεση και τη δομή των χημικών ουσιών. Χρησιμοποιείται για τη μελέτη άγνωστης ένωσης ή μείγματος. Η ποιοτική ανάλυση καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της παρουσίας ή της απουσίας στοιχείων ή ριζών σε μια χημική ένωση και η ποσοτική ανάλυση περιλαμβάνει τον προσδιορισμό του περιεχομένου της χημικής ουσίας στο προς ανάλυση δείγμα, δηλ. Την ποσότητα του συστατικού μίγματος. Για ποιοτική ανάλυση, χρησιμοποιούνται χημικές αντιδράσεις χαρακτηριστικές ορισμένων στοιχείων που είναι εύκολο να εκτελεστούν. Οι ποιοτικές αντιδράσεις επιτρέπουν την παρατήρηση των αναμενόμενων επιπτώσεων ή της απουσίας τους.

Η αναλυτική χημεία ασχολείται με την ανάπτυξη νέων και τη βελτίωση των υφιστάμενων μεθόδων ανάλυσης, την πρακτική εφαρμογή τους, καθώς και με τη μελέτη των θεωρητικών θεμελίων των αναλυτικών διαδικασιών. Οι ειδικοί στον τομέα αυτό διαθέτουν χημικές, φυσικές και φυσικοχημικές μεθόδους ανάλυσης. Πολλοί από αυτούς βασίζονται σε ποιοτικές αντιδράσεις που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση ριζών και στοιχείων, καθώς και σε ενώσεις που αποτελούν τα υπό μελέτη δείγματα. Για τη μελέτη της ποιοτικής και ποσοτικής σύνθεσης ισχύουν:

• Στοιχειακή ανάλυση (προσδιορίζεται η στοιχειακή σύνθεση).
• Μοριακή ανάλυση (η δομή των χημικών ενώσεων σε μοριακό επίπεδο καθορίζεται).
• Δομική ανάλυση (ένας από τους τύπους της μοριακής ανάλυσης, διερευνά τη χωρική δομή των ατόμων και των μορίων, τις μοριακές τους μάζες και τους εμπειρικούς τύπους).
• Λειτουργική ανάλυση (οι οργανικές ενώσεις μελετώνται από λειτουργικές ομάδες).

Έτσι, μπορούν να αναγνωριστούν τόσο οι ανόργανες όσο και οι οργανικές ενώσεις. Με την παρουσία συγκεκριμένων στοιχείων, το χρώμα μπορεί να εμφανιστεί ή να εξαφανιστεί, ένα ίζημα μπορεί να απελευθερωθεί ή να διαλυθεί, φυσαλίδες αερίου και τα παρόμοια μπορούν να παρατηρηθούν. Εάν οι ποιοτικές αντιδράσεις επιλέγονται σωστά, δηλαδή επιλεκτικές (επιλεκτικές) σε σχέση με ένα συγκεκριμένο κατιόν ή ανιόν και επίσης εξαιρετικά ευαίσθητες (δηλ. Το κατώφλι ανίχνευσης επιτρέπει τη ρύθμιση μικρών ποσοτήτων), το αποτέλεσμα θα είναι ένα αξιόπιστο αποτέλεσμα - το συμπέρασμα σχετικά με την παρουσία ή απουσία στο δείγμα ενός στοιχείου ή ουσίας . Αυτή η ανάλυση υδατικών διαλυμάτων βασίζεται σε γνωστές ιοντικές ποιοτικές αντιδράσεις.

Για τις ανόργανες ενώσεις, εμφανίζονται συχνά σε υδατικά διαλύματα, αλλά στην περίπτωση των κατιόντων αλκαλικών μετάλλων, η ανίχνευση πραγματοποιείται με την προσθήκη ξηρών αλάτων στο μεσαίο (καυτότερο) μέρος της φλόγας της αλκοόλης. Τα κατιόντα λιθίου (Li +) χρωματίζουν τη φλόγα σε σκούρο ροζ χρώμα. Κατιόντα καλίου (K +) - σε ιώδες, νάτριο (Na +) - σε κίτρινο, ρουβίδιο (Rb +) - σε κόκκινο, καίσιο (Cs +) - σε κυανό. Για τα άλατα βαρίου μπορούν να διεξαχθούν ποιοτικές αντιδράσεις στα κατιόντα: η παρουσία κατιόντων βάριου (Ba2 +) καθιερώνεται με την προσθήκη αντιδραστηρίου με θειικά ιόντα (SO42-), καθώς το προκύπτον θειικό βάριο κατακρημνίζεται σε λευκό ίζημα το οποίο δεν διαλύεται σε οξέα: Ba2 + SO42 → BaSO4 ↓. Η παρουσία κατιόντων μολύβδου (Pb2 +) ανιχνεύεται όταν το υδατικό διάλυμα του άλατος εκτίθεται σε σουλφίδιο (S2-), με αποτέλεσμα το σχηματισμό θειούχου μολύβδου, το οποίο καθιζάνει ως ένα μαύρο ίζημα: Pb2 + + S2 → PbS ↓. Υπάρχουν πολλές τέτοιες γνωστές ποιοτικές αντιδράσεις στα κατιόντα και στα ανιόντα και περιγράφονται στην αναλυτική χημεία.

Κατά την επιλογή ποιοτικών αντιδράσεων για τη δοκιμή ενός δείγματος, είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε τους γενικούς κανόνες για τη διαλυτότητα των χημικών ενώσεων:

1. Όλα τα νιτρικά άλατα είναι διαλυτά.
2. Σχεδόν όλα τα άλατα του καλίου, του νατρίου και του αμμωνίου είναι διαλυτά.
3. Όλα τα χλωρίδια, βρωμίδια και ιωδίδια είναι διαλυτά, με εξαίρεση τα αλογονίδια αργύρου, υδραργύρου (I) και μολύβδου (II).
4. Όλα τα θειικά είναι διαλυτά, με εξαίρεση τα θειικά άλατα του βαρίου, του στροντίου και του μολύβδου (II), τα οποία είναι αδιάλυτα και τα θειικά άλατα ασβεστίου και αργύρου που είναι ελάχιστα διαλυτά.
5. Όλα τα ανθρακικά, θειώδη και φωσφορικά άλατα δεν είναι διαλυτά εκτός από τα ανθρακικά, τα θειώδη και τα φωσφορικά άλατα του καλίου, του νατρίου και του αμμωνίου.
6. Όλα τα σουλφίδια είναι αδιάλυτα, εκτός από τα σουλφίδια αλκαλικών μετάλλων, τα μέταλλα αλκαλικών γαιών και το αμμώνιο.
7. Όλα τα υδροξείδια είναι αδιάλυτα εκτός από υδροξείδια αλκαλιμετάλλων. Το υδροξείδιο του στροντίου, το ασβέστιο και το βάριο είναι μέτρια διαλυτά.

Μπορούν να ανιχνευθούν οργανικές ουσίες όπως αλκάνια (κορεσμένοι υδρογονάνθρακες) ή αλκένια (ακόρεστοι υδρογονάνθρακες) με διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου, το οποίο στην πρώτη περίπτωση δεν αλλάζει το χρώμα του, καθώς οι παραφινικοί υδρογονάνθρακες με υπερμαγγανικό άλας δεν αντιδρούν στο κρύο. Στη δεύτερη περίπτωση, το διάλυμα αποχρωματίζεται λόγω της αντίδρασης Wagner (για παράδειγμα, με αιθυλένιο): 2KMnO4 + 3C2H4 + 4H2O - → 2KOH + 3CH2OH-CH2OH + 2MnO2 ↓. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνεται ίζημα διοξειδίου του μαγγανίου, το οποίο έχει καφέ χρώμα. Οι πρωτεΐνες είναι σύνθετες οργανικές ενώσεις που εξασφαλίζουν τη ζωτική δραστηριότητα οποιουδήποτε ζωντανού οργανισμού. Ο τεράστιος αριθμός τους, ο ορισμός τους έχει μεγάλη πρακτική σημασία. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιούνται ποιοτικές αντιδράσεις στις πρωτεΐνες, χωρίζονται σε χρώμα και όνομα. Με τη βοήθειά τους δεν προσδιορίζονται οι ίδιες οι πρωτεΐνες, αλλά τα αμινοξέα που συνθέτουν τη σύνθεσή τους.