Chimia analitică cantitativă stabilește cantitățile de substanțe cunoscute dintr-o probă. Astfel de teste sunt efectuate în mod obișnuit pentru controlul calității, cum ar fi, de exemplu, nivelul ingredientelor active din tabletele reci. Chimia analitică calitativă caută să știe, nu cât, ci ce este prezent – identitățile substanțelor necunoscute. Aceste determinări nu sunt întotdeauna de rutină și pot fi destul de complexe. Caracteristicile fizice și chimice sunt determinate cât mai rapid și mai ieftin posibil, utilizând o combinație de metode instrumentale și de testare umedă alese cu grijă.
Chimia analitică calitativă este cel mai convenabil împărțită în două tipuri: analiză organică și analiză anorganică. Chimia analitică calitativă organică este cea mai complexă dintre cele două. Există milioane de compuși organici posibili, dintre care mii sunt cunoscuți și au fost caracterizați. O structură moleculară organică tipică poate include lanțuri sau inele alifatice, cicluri aromatice, legături eterice, hetero-atomi, legături duble și triple plus funcționalități alcool, carbonil și carboxil. Metodele instrumentale de identificare sunt esențiale și includ în mod obișnuit cromatografia gaz-lichid și electroforeza, precum și spectroscopia în infraroșu, ultravioletă și de masă.
Chimia analitică calitativă organică este unul dintre cele mai interesante și importante cursuri predate în universități. Este nevoie de cunoștințe compozite despre o serie de tipuri de reacții chimice, precum și o înțelegere generală a instrumentației și capacitatea de a citi spectre, inclusiv spectre de rezonanță magnetică nucleară. Cunoașterea stabilității chimice este esențială, deoarece unele teste pot deteriora sau distruge o probă sau pot prezenta un pericol pentru siguranță. Cursul demonstrează, de asemenea, cunoștințele studentului cu surse importante de date, inclusiv cu biblioteca Beilstein de compuși organici și derivații acestora, care cuprinde mii de intrări. Beilstein este încă o resursă importantă.
Industria farmaceutică depinde în mod vital de o tehnică de chimie analitică organică calitativă cunoscută sub numele de cromatografie în strat subțire (TLC). O farfurie, poate sticla, are un strat uniform de material adsorbant. Picături mici de material de probă sunt plasate în partea de sus a unei plăci înclinate și separarea se realizează printr-o fază descendentă de solvent. Această tehnică necesită doar urme și nu necesită temperaturi ridicate care pot deteriora substanțele sensibile la căldură. Compușii se separă pe măsură ce călătoresc în benzi distincte, din care fiecare poate fi recuperat și măsurat cantitativ, dacă se dorește.
Chimia analitică calitativă anorganică se aplică în cea mai mare parte chimiei non-carbon, inclusiv ionii de metal, metaloid, hidroxil, carbonat și hidrogen. Testarea poate începe cu un simplu test de flacără sau o măsurare a pH-ului sau o titrare manuală. În trecut, metodele standard de testare umedă au fost în mare măsură înlocuite cu metode instrumentale moderne, cum ar fi spectroscopia de absorbție atomică sau de emisie atomică. Determinările complexe pot folosi cristalografia cu raze X, microscopia electronică cu scanare (SEM) și spectroscopie în infraroșu cu transformată Fourier (FTIR). Aplicațiile includ analiza mediului și analiza materialelor.