При виконанні аналітичних реакцій в якісному аналізі необхідно додержуватися таких вимог:
- у ході реакцій необхідно створювати і утримувати певне значення рН розчину;
- додержуватися певної концентрації реагуючих речовин.
Однією з важливих вимог до аналітичних реакцій є їх висока чутливість. Чутливістю реакції називають найменшу концентрацію іонів, яку можна відкрити за даною реакцією при певних умовах її виконання.
Чутливість реакції характеризують такими параметрами:
- мінімальна (гранична) концентрація Смін — найменша концентрація іонів або речовини, при якій речовина може бути визначена в розчині даною аналітичною реакцією. Визначають у г/см3 (г/мл):
С мін = 1/ Vlim
де Vlim — об'єм розчинника, см3, який приходиться на 1 г досліджуваних іонів або речовини;
- граничне розведення Vlim — величина, зворотна мінімальній концентрації; — максимальний об'єм розчину, в якому однозначно (більш ніж у 50 дослідах із 100) може бути визначений один грам цієї речовини за допомогою даної аналітичної реакції. Виражають в см3/г (мл/г);
- відкриваний мінімум, або межа визначення m - найменша маса речовини, яка може бути визначена за даною реакцією в мінімальному об'ємі гранично розбавленого розчину.
Ця величина дуже мала, її виражають у мікрограмах, тобто в мільйонних частинах грама. Позначають її грецькою буквою γ; 1 γ = 10-6 г.
Чутливість аналітичної реакції тим більша, чим менший відкриваний мінімум і гранична концентрація розчину, що аналізують, та чим більше граничне розведення.
Чутливість аналітичної реакції залежить від умов її виконання: рН середовища, іонної сили розчину, наявності реакцій, що заважають, тощо.
Для експериментального визначення чутливості реакції її багаторазово виконують, поступово зменшуючи концентрацію досліджуваної речовини, до одержання невідтворюваних результатів. Цю область концентрацій називають областю ненадійної концентрації. Концентрація, найближча до області ненадійної, але яка ще дає позитивний результат, характеризує чутливість реакції.
Для підвищення чутливості реакцій збільшують концентрацію речовини в розчині, найчастіше випаровуванням, використовують хімічно чисті реактиви, вільні від будь-яких сторонніх домішок, або попередньо виділяють чи маскують іони, що заважають.
Аналітичні реакції, які використовують у якісному аналізі, розподіляють на специфічні та селективні.
Специфічною реакцією на певні іони називають реакцію, яка дозволяє визначити ці іони в умовах досліду в присутності інших іонів без попереднього їх виділення. Наприклад, специфічною реакцією на іони NH4+ є їх реакція з розчинами лугів при нагріванні. Амоніак, що виділяється, визначають за запахом або за зміною кольору вологого червоного лакмусового паперу:
NH4+ + OH- = NH3 · H2O = NH3 + H2O
Реакцію, яка дає аналітичний ефект у присутності обмеженого числа іонів, називають неспецифічною, або селективною.
Специфічних реакцій в якісному аналізі небагато, тому найчастіше використовують селективні або неспецифічні реакції. Ці реакції потребують використання спеціальних методів, які дозволяють позбавитись впливу інших речовин, присутніх у пробі. Цього досягають розділенням системи на складові частини (найчастіше осад і розчин), щоб при цьому іони, що заважають визначенню певних іонів, знаходилися в іншій фазі. Відповідно до цього розрізняють два методи якісного аналізу: дробний та систематичний.
У дробному аналізі склад речовини визначають специфічними в певних умовах реакціями, які дозволяють відкрити досліджувані іони в присутності інших іонів. Виконання дробного аналізу проводять двома етапами: спочатку за допомогою різних реакцій усувають вплив компонентів, що заважають, а потім відкривають іони, що визначаються.
Систематичний хід аналізу полягає в тому, що складну суміш іонів спочатку розділяють за допомогою так званих групових реагентів на декілька окремих груп. Потім у межах кожної з цих груп виявляють окремі іони певними характерними реакціями. Розділяють іони на групи і виявляють їх у кожній групі в цілком певній послідовності. Груповий реагент на певну аналітичну групу специфічно реагує з іонами цієї групи.
Групові реагенти повинні задовольняти певні вимоги:
- кількісно розділяти іони за їх аналітичними групами (залишкова концентрація в розчині не повинна перевищувати 10-6 моль/дм3);
- надлишок групового реагенту не повинен заважати визначенню іонів, що залишаються в досліджуваній пробі;
- одержаний осад повинен розчинюватися в певних реагентах для проведення подальшого аналізу.