La chimica analitica quantitativa accerta le quantità di sostanze note in un campione. Tali test vengono eseguiti di routine per il controllo della qualità, come ad esempio il livello dei principi attivi nelle compresse fredde. La chimica analitica qualitativa cerca di sapere, non quanto, ma cosa è presente: le identità delle sostanze sconosciute. Queste determinazioni non sono sempre di routine e possono essere piuttosto complesse. Le caratteristiche fisiche e chimiche sono determinate nel modo più rapido ed economico possibile, utilizzando una combinazione di metodi strumentali e di prova a umido accuratamente scelti.
La chimica analitica qualitativa è più convenientemente divisa in due tipi: analisi organica e analisi inorganica. La chimica analitica qualitativa organica è la più complessa delle due. Esistono milioni di possibili composti organici, migliaia dei quali sono conosciuti e caratterizzati. Una tipica struttura molecolare organica può incorporare catene o anelli alifatici, anelli aromatici, legami eterei, eteroatomi, doppi e tripli legami più funzionalità alcoliche, carboniliche e carbossiliche. I metodi strumentali di identificazione sono essenziali e comunemente includono la cromatografia gas-liquido e l’elettroforesi, nonché la spettroscopia a infrarossi, ultravioletti e di massa.
La chimica analitica qualitativa organica è uno dei corsi più interessanti e importanti insegnati nelle università. Richiede la conoscenza composita di una serie di tipi di reazioni chimiche, nonché una comprensione generale della strumentazione e la capacità di leggere gli spettri, inclusi gli spettri di risonanza magnetica nucleare. La conoscenza della stabilità chimica è essenziale, poiché alcuni test possono danneggiare o distruggere un campione o presentare un rischio per la sicurezza. Il corso dimostra anche la familiarità dello studente con importanti fonti di dati, inclusa la biblioteca storicamente inestimabile di Beilstein di composti organici e loro derivati, che comprende migliaia di voci. Beilstein è ancora una risorsa importante.
L’industria farmaceutica dipende in modo vitale da una tecnica di chimica analitica organica qualitativa nota come cromatografia su strato sottile (TLC). Un piatto, forse di vetro, ha uno strato uniforme di materiale assorbente. Piccole gocce di materiale campione vengono poste nella parte superiore di una piastra inclinata e la separazione viene eseguita tramite una fase solvente discendente. Questa tecnica richiede solo tracce e non necessita di temperature elevate che possono danneggiare le sostanze sensibili al calore. I composti si separano mentre viaggiano in bande distinte, da cui ciascuno può essere recuperato e misurato quantitativamente, se lo si desidera.
La chimica analitica qualitativa inorganica si applica principalmente alla chimica senza carbonio, inclusi metallo, metalloide, idrossile, carbonato e ioni idrogeno. Il test può iniziare con un semplice test alla fiamma o una misurazione del pH o una titolazione manuale. Precedentemente i metodi standard di prova a umido sono stati in gran parte sostituiti da moderni metodi strumentali, come la spettroscopia di assorbimento atomico o di emissione atomica. Determinazioni complesse possono impiegare la cristallografia a raggi X, la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR). Le applicazioni includono l’analisi ambientale e l’analisi dei materiali.