Opération qui se propose : 1^o de reconnaître les éléments dans les corps ; 2^o de doser ces éléments.

Analyse qualitative

Les procédés en sont chimiques ou physiques. Les procédés chimiques font appel à des réactifs, corps fournissant, avec un ou plusieurs éléments, une réaction chimique reconnaissable à ses caractères ou à ses produits ; c’est ainsi que l’hydrogène sulfuré fournit, avec les solutions des sels d’un certain nombre de métaux, comme Ag, Pb, Hg, Cu..., un sulfure insoluble ; la couleur du précipité et ses propriétés, par exemple un essai de dissolution dans divers acides, permettent d’identifier les métaux présents dans la solution. D’autres réactifs, HCl, NH₃..., complètent l’action de H₂S. On tend de plus en plus, cependant, à utiliser, pour gagner du temps, des réactifs non pas seulement sélectifs comme les précédents, mais spécifiques, c’est-à-dire qui ne fournissent une réaction caractéristique, précipité, coloration..., qu’avec une seule substance ; mais ces réactifs sont peu nombreux.

Les méthodes précédentes exigent que l’on dispose de plusieurs grammes de substance ; on peut cependant, si c’est nécessaire, utiliser des pratiques de microanalyse, analyse à la goutte, ainsi que des observations dans le champ d’un microscope.

Les réactions précédentes s’observent aux températures ordinaires ; on a recours aussi aux températures plus élevées ; c’est ainsi que l’on peut produire, dans la flamme du chalumeau et au contact d’un morceau de charbon de bois, la réduction de la substance par le carbone, pour identifier ensuite les produits de réduction. Un autre procédé thermique est dit « à la perle de borax », perle que l’on forme dans un petit anneau de platine par fusion du borax et qui, normalement incolore, se colore diversement après avoir été plongée dans la solution à analyser et à nouveau chauffée : en bleu avec un sel de cobalt par exemple, en jaune avec un sel de fer. Plus rapide encore, et n’utilisant aucun réactif, est l’essai à la flamme : un fil de platine est trempé dans la solution à analyser, puis porté dans la flamme ; un certain nombre de métaux colorent la flamme : le sodium en jaune, le potassium en violet, le baryum en vert, etc.

Les procédés physiques sont optiques ou électriques. Les premiers reposent sur l’observation de spectres d’émission ou d’absorption : on obtient un spectre d’émission de la substance quand elle est placée dans une flamme, ou entre les électrodes d’un arc, ou encore au contact d’étincelles. Le spectre obtenu au spectroscope montre un certain nombre de raies caractéristiques de chacun des éléments de la substance ; un repérage sommaire de ces raies peut être fait d’après la couleur ; plus précis cependant, et plus général, est leur repérage par rapport à un spectre connu, celui de l’arc au fer par exemple ; la méthode est très sensible. On obtient un spectre d’absorption d’une substance quand on interpose celle-ci entre une source de rayonnement complexe infrarouge, visible ou ultraviolet, et un spectroscope ; on compare le spectre obtenu à celui du rayonnement incident. On observe les régions d’absorption, parties du spectre pour lesquelles la substance est peu transparente. Contrairement au spectre d’émission, le spectre d’absorption caractérise non pas un atome, mais un groupe d’atomes ou une molécule : ainsi le permanganate de potassium présente un maximum d’absorption pour la longueur d’onde de 520 mμ, dû au groupement MnO₄.

Les procédés électriques comportent ordinairement des mesures, plutôt que de simples observations.

Analyse quantitative

Là encore, les procédés sont variés, chimiques ou physiques. Les méthodes chimiques sont pondérales ou volumétriques. La méthode est pondérale quand on isole la totalité de l’élément recherché en un précipité que l’on pèse. Ainsi l’on peut doser l’ion Ba²⁺ dans une solution en le précipitant à l’état de sulfate BaSO₄. Si toutes précautions sont prises pour qu’au moment de la pesée le précipité soit présent dans sa totalité, la méthode pondérale peut fournir des résultats très précis, car les balances utilisées permettent, sur des précipités de plusieurs décagrammes, d’apprécier le dixième de milligramme ; certaines d’entre elles, qui sont des microbalances, permettent, pour une charge de l’ordre du gramme, d’apprécier le dixième de microgramme. La méthode est volumétrique quand le dosage d’un élément en solution s’effectue par addition d’une liqueur titrée jusqu’à l’instant précis où la totalité de l’élément a réagi ; la masse de l’élément recherché se déduit du volume de liqueur titrée ajouté. À cette catégorie appartiennent les dosages acide-base et les dosages d’oxydoréduction. On opère en présence d’un indicateur de fin de réaction : c’est ordinairement un corps coloré, dont la teinte varie au moment où la réaction de dosage s’achève. En dehors des liqueurs titrées, les méthodes volumétriques utilisent des pipettes jaugées et des burettes graduées ; avec le matériel courant, l’erreur possible est de l’ordre de 0,05 ml ; elle est cependant beaucoup plus faible avec certaines microburettes.

Le dosage chimique des mélanges gazeux nécessite des techniques et un matériel spéciaux ; il comporte des mesures de volumes accompagnant l’absorption successive par des réactifs appropriés de chacun des constituants du mélange ; la vieille méthode de combustion eudiométrique de Cavendish en fournit un exemple.