Класифікація хімічних реактивів, що прийнята на данний момент базується на положенні про присвоєнні реактивам кваліфікації, що прийняте ще у часи СРСР.

Кваліфікація хімічних реактивів
Класифікація хімічних реактивів за чистотою

Єдиної загальної класифікації хімічних реактивів за чистотою немає.

Теоретично, хімічно чиста речовина повинна складатися з часток одного виду.

Практично хімічно чистими вважаються речовини найвищої можливої ступені очищення на даному рівні розвитку науки та техніки.

Слід одразу ж приділити увагу тому, що нелегко визначити однозначну відповідність між кваліфікаціями хімічних реактивів, що прийняті у більшості країн, тому що багато з великих компаній, які виробляють та постачають на ринок хімічні реактиви, застосовують власну систему присвоєння кваліфікацій.

Така система основана, головним чином, на тому, що хімічні реактиви, що відрізняються один від іншого по ступіню чистоти випускаються під різноманітними торговими марками.

Класифікація хімічних реактивів, що прийнята, базується на положенні про присвоєння реактивам кваліфікації, що прийнята ше у СРСР:

«Технічний» — найнижча кваліфікація реактиву. Склад основного компоненту вище ніж 95 %. Колір полоси на пакуванні — коричневий.
«Чистий» Ч — складова основного компоненту (без домішок) 98 % та вище. Колір полоси на пакуванні — зелений.
«Чистий для аналізу» ч.д.а. — склад основного компоненту може бути вище чи значно вище ніж 98 %, в залежності від галузі застосування. Домішки не перевищують допустимої межі, що дозволяє проводити точні аналітичні дослідження. Колір полоси на пакуванні — синій.
«Хімічно чистий» х.ч. — найвища ступінь чистоти реактиву. Складова частина основного компоненту більш ніж 99 %. Колір полоси на пакуванні — червоний.
«Особливо чистий» ос.ч. — кваліфікація призначена для речовин з високим очищенням. До особливо чистих відносяться речовини найвищої ступіні чистоти у порівнянні з хімічними реактивами, що відповідають існуючим кваліфікаціям. Особо чисті речовини у своєму складі мають домішки у такій незначній кількості, що вони не впливають на основні специфічні властивості речовин. Число та концентрація домішок у окремих особливо чистих речовинах різні та визначаються, з однієї сторони, необхідністю практики, з іншої — здобутком препаративної та аналітичної хімії. Колір полоси на пакуванні — жовтий.

Кожній особливо чистій речовині присвоюється певна марка в залежності від природи та числа т. з. лімітованих (=контролюємих) у ньому домішок, а також їх складу:

Для особо чистих речовин, у яких лімітуються тільки неорганічні домішки, марка визначається буквами «осч» (особливо чистий) та слідуючими за ними двома (через дефіс) числами:

Перше показує кількість лімітованих неорганічних домішок, друге — негативний показник ступеню суми складової цих домішок (домішки, що лімітовані за тією ж нормою в химічному реактиві з тією ж назвою, не враховуються).

Наприклад, марка особливо чистої речовини, у якій лімітуються 11 неорганічних домішок та сума їх складає 2,5×10−4% (мас.), позначається «осч 11—4».

Для особливо чистих речовин, у яких лімітуються тільки органічні домішки, марка позначається літерами «од» (органічні домішки), опісля цього (через дефіс) числом, що відповідає негативному показнику ступіні суми їх складу, та літерами «осч».

Таким чином, марка особливо чистої речовини при сумі органічних домішок, з яких складається 10−3% (мас.) позначається «од—3 осч».
Для особливо чистих речовин, у яких лімітуються як органічні, так і неорганічні домішки, при виявленні марки маються на увазі склад одних та інших домішок.

Наприклад, марка особливо чистої речовини, у якій сума органічних домішок 2×10−4% (мас.) та суму восьми неорганічних домішок 3×10−5%  (мас.), позначається «од—4 осч 8—5».

Особливо чисті речовини отримують шляхом т. з. глубокої найбільш ретельної очистки речовин, для котрої широко використовують різноманітні фізико-хімічні методи (як правило, у поєднанні) — осадження, ректифікація, дистиляція, екстракція, сорбція, іонний обмін, тощо. Розподілення може бути основане також на різниці у хімічних властивостях компонентів системи що досліджується, що дозволяє використовувати для отримання особливо чистих речовин також створення комплексів, вибіркове окислення чи відновлення, тощо.

Під час очищення речовин варто враховувати можливе надходження забруднюючих домішок з повітря, реактивів, води а також з матеріалу апаратури.

Різноманітні галузі застосування хімічних реактивів накладають особливі обмеження на складову домішок, у звʼязку з чим присутні спеціальні різновиди кваліфікацій, наприклад:

Спектрально чистий:
Спектральний аналіз — сукупність методів якісного та кількістного визначення складової обʼєкту, що базується на вивченні спектрів взаємодії матерії з випромінюванням, включно зі спектрами електромагнітного випромінювання, акустичних хвиль, розподілення по масам та енергіям елементарних часток, тощо.

В залежності від цілей аналізу та типів спектрів виділяють декілька методів спектрального аналізу.

Атомний та молекулярний спектральні аналізи дозволяють визначати елементарний та молекулярний склад речовини, відповідно. В емісійному та абсорбціоних методах складова частина визначається за спектрами викиди та поглинання.

Мас-спектрометричний аналіз здійснюється за спектрами мас атомарних чи молекулярних іонів та дозволяє визначати ізотопний склад обʼєкта.

Принципи роботи
Атоми кожного з хімічних елементів мають певні резонансні частоти, у результаті чого саме на цих частотах вони випромінюють чи поглинають світло.

Темні лінії зʼявляються, коли електрони, що знаходяться на нижніх енергетичних рівнях атому, під впливом радіації від джерела світла в один момент підіймаються на більш високий рівень, поглинаючи при цьому світові хвилі визначеної довжини та одразу після цього впадають знову на попередній рівень, випромінюючи хвилі той же довжини у зворотньому напрямку – але так як це випромінювання розсіюється рівномірно у всіх напрямах, на відміну від направленого випромінювання від початкового джерела, на спектрограмі на спектрах видно темні лінії у місці/місцях, що відповідають заданій довжині/довжинам хвиль. Ці довжини хвиль відрізняються для кожної речовини та визначаються різницею в енергії між електронними енергетичними рівнями в атомах цієї речовини.

Кількість таких ліній для конкретної речовини дорівнює кількості можливих сінгулярних варіантів переходів електронів між енергетичними рівнями; наприклад, якщо в атомах конкретної речовини розташування електронів відбувається дворівнево, можливий тільки один варіант переходу – з внутрішнього рівня на зовнішній (та навпаки), також на спектрограмі для даної речовини будуть присутні дві темні лінії. Якщо електронних енергетичних рівнів три, тоді можливих варіантів переходу вже три (1-2, 2-3, 1-3), та темних ліній на спектрограмі буде теж три.

Інтенсивність ліній залежить від кількості речовини та її стану. У кількістному спектральному аналізі визначають склад речовини що досліджується за відносною чи абсолютною інтенсивністю ліній чи смуг у спектрах.

Оптичний спектральний аналіз характеризується відносною простотою реалізації, відсутністю складної підготовки проб до аналізу, незначною кількістю речовини, що необхідна для аналізу (у межах 10—30 мг).

Атомарні спектри (поглинання чи випромінювання) отримують перетворенням речовини у пароподібний стан шляхом нагріву проби до 1000—10000 °C. У якості джерела збудження атомів при емісійному аналізі струмопровідних матеріалів застосовують іскру, дугу змінного струму; при цьому пробу розміщують у кратері одного з вугільних електродів. Для аналізу розчинів широко використовується полумʼя чи плазму різноманітних газів.

Застосування
Останнім часом найбільше розповсюдження отримали емісійні та мас-спектрометричні методи спектрального аналізу, що беруть за основу на збуджені атомів та їх іонізації в аргоновій плазмі індукційних розрядів, а також у лазерній іскрі.

Спектральний аналіз — чутливий метод та широко застосовується в аналітичній хімії, астрофізиці, металургії, машинобудівництві, геологічній розвідці, археології та інших галузях науки.

В теорії обробки сигналів, спектральний аналіз означає аналіз розподілення енергії сигналу (наприклад, звукового) за частотами, хвилевим числам, тощо.

Оптично чистий:

Оптична спектроскопія — спектроскопія у оптичному (видимому) диапазоні довжини хвиль з прилеглими до нього ультрафіолетовим та інфрачервоним діапазонами (від декількох сотен нанометрів до одиниць мікрон).

Цим методом отримана переважна більшість інформації про те, як влаштована речовина на атомному та молекулярному рівні, як атоми та молекули себе поводять при обʼєднанні у конденсовані речовини.

Особливість оптичної спектроскопії на відміну від інших видів спектроскопії полягає у тому, що більшість структурно організованої матерії (більше атомів) резонансно взаємодіє з електромагнітним полем саме у оптичному диапазоні частот. Саме тому оптична спектроскопія використовується на даний час у дуже широкому загалі задля отримання інформації про речовину.

Хирально чистий:

Оскільки хиральність є геометричною характеристикою, її можливо визначати шляхом віднесення молекули до тої чи іншої групи симетрії. В очевидь, не є хиральними молекули з центром інверсії (i) чи площиною симетрії (s), оскільки ці молекули складаються з двох однакових частин, які у випадку відзеркалення перетворюються один в іншого та відображення є еквівалентним початковій молекулі. Раніше геометричний критерій хиральності формулювали так: «у хиральної молекули не повинно бути площини симетрії та центру інверсії». На даний час користуються більш точним критерієм, який передбачає відсутність у хиральної молекули до купи – дзеркально-поворотних осей Sn.

В амінах, фосфінах, іонах сульфонію, оксонію, сульфоксидах хиральність може виявлятися через оточення у просторі атомами азоту, фосфору, сірки та кисню. Не дивлячись на те, що у даних сполученнях усі вони мають тільки три заміщувача, четверте координаційне місце займає неділима пара електронів та відбувається виникнення центру хиральності.

Хиральні аміни відрізняються від хиральних сполук кисню, фосфору и сірки, оскільки енантиоміри амінів, що виникають через стереогеновий атом азоту, рідко можуть бути розділені, бо вони легко перетворюються один в іншого за рахунок інверсії атому азоту (енергія, що розрахована задля активації EA для триметиламіну складає близько 30 ккал/моль). У той же час – відповідні фосфіни піддаються інверсії досить повільно (енергія, що розрахована задля активації EA для триметилфосфіну складає близько 190 ккал/моль).

Виключенням з даної особливості є аміни, у яких інверсія азоту неможлива, оскільки його конфігурація закріплена у просторі.

Ядерно чистий:

Усі ізотопи одного елементу мають однаковий заряд ядра, що відрізняються лише числом нейтронів.

Зазвичай ізотоп позначається символом хімічного елементу, до якого він відноситься, з додаванням верхнього лівого індексу, що означає масове число (до прикладу, 12C, 222Rn). Можливо також написати назву елементу з додаванням через дефіс масового числа (наприклад, вуглець-12, радон-222). Деякі ізотопи мають традиційні власні назви (наприклад, дейтерій, актінон).

Розрізняють ізотопи стійкі (стабільні) та радиоактивні.

У технологічній діяльності люди навчились змінювати ізотопний склад елементів для отримання будь-яких специфічних якостей матеріалів. Наприклад, 235U здібний до ланцюгової реакції поділу тепловими нейтронами та може використовуватися у якості палива для ядерних реакторів чи ядерної зброї. Але ж у природному урані лише 0,72 % цього нукліду, тоді як ланцюгова реакція здійснюється практично лише при місткості 235U не менш ніж 3 %. У звʼязку з близкістю фізико-хімічних властивостей ізотопів складних елементів, процедура ізотопного збагачення урану є досить нелегким технологічним завданням, до якого мають доступ лише десятина держав світу. У багатьох галузях науки та техніки (до прикладу, у радіоіммунному аналізі) використовується ізотопна розмітка.

Нукліди 60Co та 137Cs використовуються при стерилізації ?-променями (променева стерилізація) як один з методів фізичної стерилізації інструментів, перевʼязувального матеріалу та інше. Дозування проникної радиації повинна бути досить значною — до 20-25 кГр, що потребує особливих заходів безпеки. У звʼязку з цим променева стерилізація проводиться у спеціальних приміщеннях та є заводським методом стерилізації (безпосередньо у стаціонарах вона не виконується).

також для:

кріоскопії
термохімії
мікроскопії
хроматографії

Більшість хімічних реактивів контролюють за двома-трьома характеристиками.

Але багато з кислот, основи та солі, також реактиви, що застосовуються у біологічних дослідженнях, контролюють за більш чим 20 показникам.

При цьому важливо також враховувати наявність зважених часток, так як навіть розрідженний розчин зважених часток з лінійними розмірами менш ніж 1 мкм може внести помітний внесок у сумарну концентрацію домішок.