A szerves anyagokra, ionokra és kationokra vonatkozó kvalitatív reakciók lehetővé teszik különféle vegyületek jelenlétének meghatározását a legtöbb esetben a rendelkezésre álló egyszerű módszerek segítségével. Indikátorok, hidroxidok, oxidok segítségével hajthatók végre. A különféle anyagok tulajdonságait és szerkezetét vizsgáló tudományt "kémiának" nevezik. A kvalitatív reakciók e tudomány gyakorlati részének részét képezik.
Szervetlen anyagok osztályozása
Minden anyag szerves és szervetlen. Az előbbiek olyan vegyületosztályokat foglalnak magukban, mint a sók, hidroxidok (bázisok, savak és amfoterek) és oxidok, valamint az egyszerű vegyületek (CI2, I2, H2 és mások, amelyek egy elemből állnak).
A sók egy fém kationjából, valamint egy savmaradék anionjából állnak. A savmolekulák összetétele H+ kationokat és savmaradékok anionjait tartalmazza. A hidroxidok fémkationokból és anionokból állnak, OH-hidroxilcsoport formájában. Az oxidmolekulák összetétele két kémiai elem atomjait tartalmazza, amelyek közül az egyik szükségszerűen oxigén. Lehetnek savasak, bázikusak és amfoterek. Ahogy a nevük is sugallja,bizonyos reakciók során különféle anyagosztályokat képesek kialakítani. Így a savas oxidok vízzel reagálva savakat, míg a bázikus oxidokból bázisokat képeznek. Az amfoter, a körülményektől függően, mindkét típusú oxid tulajdonságait mutathatja. Ide tartoznak a vas, berillium, alumínium, ón, króm és ólom vegyületei. Hidroxidjaik is amfoterek. Különféle szervetlen anyagok jelenlétének meghatározására az oldatban az ionokra vonatkozó kvalitatív reakciókat alkalmazzák.
A szerves anyagok sokfélesége
Ebbe a csoportba azok a kémiai vegyületek tartoznak, amelyek molekulái szükségszerűen tartalmazzák a szenet és a hidrogént. Oxigén-, nitrogén-, kénatomokat és sok más elemet is tartalmazhatnak.
A következő főbb osztályokba sorolhatók: alkánok, alkének, alkinok, szerves savak (nukleinsavak, zsírsavak, telített, aminosavak és mások), aldehidek, fehérjék, zsírok, szénhidrátok. A szerves anyagokon sok minőségi reakciót különféle hidroxidok felhasználásával hajtanak végre. Reagensek, például kálium-permanganát, savak, oxidok is használhatók erre.
Minőségi reakciók szerves anyagokra
Az alkánok jelenlétét elsősorban az eliminációs módszer határozza meg. Ha kálium-permanganátot ad hozzá, nem fog elszíneződni. Ezek az anyagok világoskék lánggal égnek. Az alkének kimutathatók brómos víz vagy kálium-permanganát hozzáadásával. Mindkét anyag színtelenné válik, amikor kölcsönhatásba lép velük. A fenol jelenlétebróm oldat hozzáadásával is meghatározható. Ugyanakkor elszíneződik és kicsapódik. Ezenkívül ennek az anyagnak a jelenléte vas(III)-klorid-oldattal is kimutatható, amely kölcsönhatásba lépve lila-barna színt ad. Az alkoholok osztályába tartozó szerves anyagokkal szembeni minőségi reakciók nátrium hozzáadása. Ebben az esetben hidrogén szabadul fel. Az alkoholok égését világoskék láng kíséri.
A glicerin kimutatható réz-hidroxiddal. Ebben az esetben glicerátok képződnek, amelyek búzavirágkék színt adnak az oldatnak. Az aldehidek jelenléte argentum-oxiddal határozható meg. A reakció eredményeként tiszta argentum szabadul fel, amely kicsapódik.
Az aldehidekre kvalitatív reakció is megy végbe, amelyet réz-hidroxiddal hajtanak végre. A megvalósításhoz az oldatot melegíteni kell. Ugyanakkor színét először kékről sárgára, majd pirosra kell változtatnia. A fehérjéket nitrátsav segítségével lehet kimutatni. Ennek eredményeként sárga csapadék képződik. Ha hozzáadunk réz-hidroxidot, lila lesz. A savak osztályába tartozó szerves anyagokkal való minőségi reakciókat lakmusz vagy vas-klorid segítségével hajtják végre. Mindkét esetben az oldat színe vörösre változik. Ha nátrium-karbonátot adunk hozzá, szén-dioxid szabadul fel.
Minőségi reakciók kationokra
Használhatók bármilyen fémion jelenlétének meghatározására az oldatban. A savakra adott kvalitatív reakciók célja a kation azonosításaH +, amely ezek része. Ezt kétféleképpen lehet megtenni: lakmusz vagy metilnarancs segítségével. Az első savas környezetben pirosra, a második rózsaszínre változtatja a színét.
A lítium-, nátrium- és káliumkationokat lángjukról lehet megkülönböztetni. Az első vörös, a második sárga, a harmadik lila láng. A kalciumionok kimutatása karbonát oldatok hozzáadásával történik, ami fehér csapadékot eredményez.
Minőségi reakciók anionokra
Ezek közül a legelterjedtebb az OH- kimutatása, melynek eredményeként kideríthető, hogy az oldatban vannak-e bázisok. Ehhez mutatók kellenek. Ezek a fenolftalein, a metilnarancs, a lakmusz. Ilyen környezetben az első bíborvörös lesz, a második sárga, a harmadik pedig kék.
