2. Химическая идентификация

Под идентификацией понимают процесс отожествления или установления совпадений чего-либо с чем-либо. В химии идентификацией называют процесс установления химического состава вещества. Этими вопросами занимается аналитическая химия, которая изучает количественный и качественный состав веществ.

Качественный анализ позволяет установить из каких химических элементов, ионов, групп атомов и молекул состоит анализируемое вещество. Количественный анализ направлен на установление количественных соотношений составных частей химических соединений, растворов или смесей веществ. Качественный анализ всегда предшествует количественному в процессе исследования состава вещества.

Методы идентификации разделяют на три группы: химические, физические и физико-химические.

К химическим методам анализа веществ относятся методы, основанные на химических реакциях, протекающих в растворах.

Наибольшее значение имеют следующие реакции: реакции нейтрализации; реакции комплексообразования; реакции осаждения; реакции окисления, восстановления; реакции выделения и поглощения газов.

В результате химических превращений образуются новые соединения, обладающие специфическими свойствами: физическим состоянием (жидкость, газ, осадок); растворимостью в воде; характерными качествами (цвет, запах, вкус и др.). Такие реакции носят название качественных на соответствующие ионы, группы атомов или молекул, что позволяет определить состав вещества.

Количественные соотношения ионов, атомов и их групп определяют с помощью гравиметрического и титриметрического методов анализа.

Гравиметрический метод в своей основе имеет закон сохранения массы веществ при химических превращениях. Он состоит в измерении массы определяемого вещества или его составных частей, выделяемых в чистом виде либо в виде точно известного состава.

Тиириметрический метод основан на титровании, которое состоит в смешивании точно измеренного объема анализируемого раствора с добавленным стандартным раствором реагента при одновременном наблюдении за изменениями в системе. На основе закона эквивалентов для растворов электролитов по объему стандартного раствора реагента, израсходованному на полное протекание реакции вычисляется содержание определяемого вещества.

Физико-химические методы анализа построены на измерении физических свойств, которые можно обнаружить в результате химических реакций. Широкое распространение получил метод фотоколориметрии, использующий способность окрашенного определяемого вещества поглощать электромагнитное излучение видимой части спектра. На основе величины оптической плотности, изменяющейся в процессе химической реакции, можно определить концентрацию поглощающего вещества.

Большую роль играют такие физические методы как: спектральные и электрохимические.

Спектральные методы имеют следующие разновидности – рентгеновская спектроскопия; инфракрасная спектроскопия.

К электрохимическим методам относятся потенциометрия, кондуктометрия.

Особую роль в химической идентификации играет качественный анализ. Существует два способа химического анализа качественного состава вещества- сухой и мокрый.

Качественный анализ сухого вещества осуществляется следующими методами: а) испытание образца на окрашивание пламени; б) методом образования окрашенных перлов; в) термическим разложением вещества (анализ выделенных продуктов).

Реакции в качественном химическом анализе очень часто проводят в растворах, что позволяет назвать данные методы мокрыми. Растворы полученные с использованием определенного растворителя (воды, кислоты и др. растворителей) анализируют при помощи качественных реакций или реагентов. В качестве реагентов используют вещества, которые вызывают характерные превращения исследуемых веществ.

В зависимости от количества вещества необходимого для анализа различают макроанализ (проба более 100 мг); полумикроанализ (проба от 10 до 100 мг); микроанализ (проба менее 10 мг); ультрамикроанализ (проба менее 0,01 мг).

В результате качественных реакций могут происходить превращения, которые приводят к образованию нерастворимых соединений; характерному окрашиванию исследуемого раствора; образование газообразных веществ с характерными свойствами.

Аналитические реакции проводят с реактивами, образующими характерные прдукты реакции, которые легко уствновить. Зная состав образовавшегося продукта реакции, делают выводы о наличии в составе анализируемого вещества того или иного элемента.

Существует также метод качественных реакций на ионы. Он основан на том, что избыток ионов какого-либо вещества обнаруживается с помощью индикаторов, способных менять свою окраску.