化學(xué)分析法的各種具體分析方法都是以化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)及共規(guī)律為基本根據(jù)建立起來(lái)的。例如:
X(待分析組分)+R(主要試劑) → P(主要產(chǎn)物):難溶物/難離解物/帶色物/揮發(fā)性物/有特臭物/發(fā)光物
觀察到某種反應(yīng)產(chǎn)物的出現(xiàn),可以確知待分析組分X的存在(定性分析)。根據(jù)“定比定律”或“定組成定律”,由測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)物P的量,或測(cè)量主要試劑R的消耗量(測(cè)量其溶液的體積乘以濃度),就可計(jì)算出待測(cè)組分X的量(定量分析)。
根據(jù)反應(yīng)性質(zhì)的不同,可以建立各種具體分析方法。
基于不同角度,分析反應(yīng)可以分為以下幾種類(lèi)型:
(一)基于反應(yīng)實(shí)質(zhì)分類(lèi)
1.離子與離子或極性分子之間的反應(yīng)
(1)酸-堿反應(yīng)(質(zhì)子傳遞反應(yīng))
CH3CO2H+NH3 ? CH3CO2-+NH4+
(2)沉淀反應(yīng)
2Ba2++Cr2O72-+H2O ? 2BaCrO4↓+2H+
Mg2++HPO42-+NH3 ? MgNH4PO4↓
(3)絡(luò)合反應(yīng)(離子與極性分子的交換)例如:
[Co(H2O)6]2++4SCN- ? [Co(H2O)2(SCN)4]2-
B.具有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)——氧化-還原反應(yīng)
Hg2Cl2+SnCl2 ? SnCl4+2Hg↓
5Fe2++MnO4-+8H+ ? 5Fe3++Mn2++4H2O
(二)基于反應(yīng)的分析性能分類(lèi)
1.靈敏反應(yīng)
在一定實(shí)驗(yàn)條件下,凡能在一定體積的試液中用以鑒定或測(cè)定盡可能少量物質(zhì)的反應(yīng)叫做靈敏反應(yīng);能鑒定或測(cè)定的物質(zhì)的量越少,以及試液的許可稀度越大,反應(yīng)的靈敏度越高。其中所用的主要試劑叫做靈敏試劑。
2.選擇性反應(yīng)和專(zhuān)屬反應(yīng)
在一定實(shí)驗(yàn)條件下,凡能用以鑒定或測(cè)定很少幾種(例如一、二種或二、三種)離子而不受其他共存離子千擾的反應(yīng)叫做選擇性反應(yīng);參與反應(yīng)的離子越少就可以說(shuō)選擇性越好。所用的主要試劑叫做選擇性試劑。如果只與一種離子反應(yīng)而不受共存離子的干擾,則叫做該實(shí)驗(yàn)條件下該離子的專(zhuān)屬反應(yīng),所用試劑叫專(zhuān)屬試劑。
有機(jī)試劑在靈敏度與選擇性方面起著極重要的作用。
3.慢反應(yīng)
根據(jù)化學(xué)分析法的要求,當(dāng)試劑溶液與試液混合后,化學(xué)反應(yīng)應(yīng)當(dāng)瞬即發(fā)生,而且很快達(dá)到平衡。對(duì)于一般離子結(jié)合的反應(yīng)來(lái)說(shuō),除極少數(shù)反應(yīng)速率較小外,大多數(shù)是能滿(mǎn)足這一要求的。氧化還原反應(yīng)和分子反應(yīng)(包括許多有機(jī)化合物的反應(yīng))中時(shí)常會(huì)遇到緩慢的反應(yīng)。有不少氧化一還原反應(yīng)是迅速的,但也有許多氧化-還原反應(yīng)是緩慢的或是無(wú)限慢的。
化學(xué)計(jì)量反應(yīng)緩慢,一方面可能成為在分析中應(yīng)用的一個(gè)嚴(yán)重障礙(特別是在滴定分析中);另一方面,利用這種現(xiàn)象有時(shí)反而能達(dá)到某種分析目的。