化学分析法的各种具体分析方法都是以化学反应的性质及共规律为基本根据建立起来的。例如:
X(待分析组分)+R(主要试剂) → P(主要产物):难溶物/难离解物/带色物/挥发性物/有特臭物/发光物
观察到某种反应产物的出现,可以确知待分析组分X的存在(定性分析)。根据“定比定律”或“定组成定律”,由测量反应产物P的量,或测量主要试剂R的消耗量(测量其溶液的体积乘以浓度),就可计算出待测组分X的量(定量分析)。
根据反应性质的不同,可以建立各种具体分析方法。
基于不同角度,分析反应可以分为以下几种类型:
(一)基于反应实质分类
1.离子与离子或极性分子之间的反应
(1)酸-碱反应(质子传递反应)
CH3CO2H+NH3 ⇌ CH3CO2-+NH4+
(2)沉淀反应
2Ba2++Cr2O72-+H2O ⇌ 2BaCrO4↓+2H+
Mg2++HPO42-+NH3 ⇌ MgNH4PO4↓
(3)络合反应(离子与极性分子的交换)例如:
[Co(H2O)6]2++4SCN- ⇌ [Co(H2O)2(SCN)4]2-
B.具有电子转移的反应——氧化-还原反应
Hg2Cl2+SnCl2 ⇌ SnCl4+2Hg↓
5Fe2++MnO4-+8H+ ⇌ 5Fe3++Mn2++4H2O
(二)基于反应的分析性能分类
1.灵敏反应
在一定实验条件下,凡能在一定体积的试液中用以鉴定或测定尽可能少量物质的反应叫做灵敏反应;能鉴定或测定的物质的量越少,以及试液的许可稀度越大,反应的灵敏度越高。其中所用的主要试剂叫做灵敏试剂。
2.选择性反应和专属反应
在一定实验条件下,凡能用以鉴定或测定很少几种(例如一、二种或二、三种)离子而不受其他共存离子千扰的反应叫做选择性反应;参与反应的离子越少就可以说选择性越好。所用的主要试剂叫做选择性试剂。如果只与一种离子反应而不受共存离子的干扰,则叫做该实验条件下该离子的专属反应,所用试剂叫专属试剂。
有机试剂在灵敏度与选择性方面起着极重要的作用。
3.慢反应
根据化学分析法的要求,当试剂溶液与试液混合后,化学反应应当瞬即发生,而且很快达到平衡。对于一般离子结合的反应来说,除极少数反应速率较小外,大多数是能满足这一要求的。氧化还原反应和分子反应(包括许多有机化合物的反应)中时常会遇到缓慢的反应。有不少氧化一还原反应是迅速的,但也有许多氧化-还原反应是缓慢的或是无限慢的。
化学计量反应缓慢,一方面可能成为在分析中应用的一个严重障碍(特别是在滴定分析中);另一方面,利用这种现象有时反而能达到某种分析目的。