التحليل الكيميائي النوعي

ما هو التحليل الكيميائي النوعي؟

التحليل الكيميائي النوعي، فرع الكيمياء الذي يتعامل مع تحديد العناصر أو تجميع العناصر الموجودة في العينة. تختلف التقنيات المستخدمة في التحليل النوعي من حيث التعقيد، وذلك اعتمادًا على طبيعة العينة. في بعض الحالات، يكون من الضروري فقط التحقق من وجود بعض العناصر أو المجموعات التي قد تتوفر فيها اختبارات محددة تنطبق مباشرة على العينة (على سبيل المثال: اختبارات اللهب، اختبارات البقعة). غالبًا ما تكون العينة خليطًا معقدًا، ويجب إجراء تحليل منهجي من أجل تحديد جميع المكونات.

يُشار إلى عملية التحليل النوعي في الكيمياء على أنه تحديد التركيب الكيميائي للعينة، حيث إنه يحتوي على مجموعة من تقنيات الكيمياء التحليلية التي توفر معلومات غير عددية حول عينة. حيث يساعد التحليل النوعي في معرفة ما إذا كانت هناك ذرة أو أيون أو مجموعة وظيفية أو مركب موجود أو غائب في عينة، لكنّه لا يوفر معلومات حول كميتها، على النقيض من ذلك، فإنّ القياس الكمي للعينة يسمى التحليل الكمي.

فئات التحليل الكيميائي النوعي

يمتلك التحليل النوعي فرعين أساسيين هما: التحليل النوعي العضوي كاختبار اليود، والتحليل النوعي غير العضوي كاختبار اللهب. يبحث التحليل غير العضوي في التركيب الأولي والأيوني للعينة، عادةً عن طريق فحص الأيونات في محلول مائي. يميل التحليل العضوي إلى النظر في أنواع الجزيئات والمجموعات الوظيفية والروابط الكيميائية.

يتكون الإجراء الكلاسيكي للتحليل المنهجي الكامل لعينة غير عضوية من عدة أجزاء. أولاً، يمكن إجراء اختبار جاف أولي، والذي قد يتكون من تسخين العينة للكشف عن وجود مكونات مثل الكربون (يتميز بظهور دخان أو فحم) أو ماء (مميز بظهور الرطوبة) أو إدخال العينة في اللهب مع ملاحظة اللون المنتج. يمكن التعرف على عناصر معينة من خلال ألوان اللهب المميزة. بعد إجراء الاختبارات الأولية، عادةً ما يتم إذابة العينة في الماء لتحديد المكونات الأنيونية (أي العناصر سالبة الشحنة أو مجموعات العناصر) والمكونات الكاتيونية (أي العناصر الموجبة الشحنة أو مجموعات العناصر).

يعتمد الإجراء المتبع على مبدأ معالجة المحلول بتتابع الكواشف بحيث يفصل كل كاشف مجموعة من المكونات. ثمّ يتم التعامل مع المجموعات على التوالي باستخدام الكواشف التي تقسم مجموعة كبيرة إلى مجموعات فرعية أو تفصل المكونات منفردة. عندما يتم فصل أحد المكونات، يتم فحصه بشكل أكبر لتأكيد وجوده وتحديد الكمية الحالية (التحليل الكمي). يتم إذابة أجزاء من المادة بشكل منفصل، ويتم استخدام إجراءات مختلفة لكل منها للكشف عن المكونات الموجبة والأنيونية. يتم تلخيص مخطط تحليلي نموذجي لفصل الكاتيونات إلى مجموعات.

يعد تحليل الأنيونات أكثر صعوبة وأقل منهجية من تحليل الكاتيونات. يشار إلى الطبيعة العضوية للمركب بشكل عام من خلال سلوكه عند تسخينه في الهواء؛ تذوب المواد الصلبة عادةً، ثمّ تحترق إما بلهب مدخن أو غير مدخن، وفي بعض الحالات تترك بقايا سوداء من الكربون. العناصر الموجودة عادة في هذه المركبات هي الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت وأحيانًا الفوسفور والهالوجينات وبعض المعادن. تتوفر اختبارات محددة لكل عنصر من العناصر الفردية هذه.

تقنيات واختبارات التحليل الكيميائي النوعي

يتضمن التحليل النوعي اختبارات كيميائية، مثل اختبار (Kastle-Meyer) للدم أو اختبار اليود للنشا. اختبار شائع آخر يستخدم في التحليل الكيميائي غير العضوي هو اختبار اللهب. يقيس التحليل النوعي عادةً التغيرات في اللون ونقطة الانصهار والرائحة والتفاعلية والنشاط الإشعاعي ونقطة الغليان وإنتاج الفقاعات وهطول الأمطار. تشمل الطرق التقطير والاستخراج والترسيب واللوني والتحليل الطيفي.

أهمية التحليل الكيميائي النوعي

يعني التحليل النوعي تحديد التحليلات المستهدفة وفقًا لخصائصها الكيميائية، مثل الطيف. في الوقت الحاضر، هناك اهتمام متزايد بتحديد التركيب الكيميائي للعينات المعقدة من خلال إشاراتها الكيميائية التي تسمى بصمات الأصابع الكيميائية. يمكن تعريف بصمة الإصبع الكيميائية على أنّها ملف تعريف مميز يعكس التركيب الكيميائي المعقد للعينة التي تم تحليلها، ويمكن الحصول عليها باستخدام تقنيات التحليل الطيفي أو الكروماتوغرافي أو الكهروكيميائي.