Egy adott vegyületről hogyan lehet megállapítani, hogy biztosan az a vegyület-e?

Elég furán tudtam csak megfogalmazni, úgyhogy megpróbálom példával elmagyarázni.

Vegyük, hogy van egy pohár vizünk, de nem vagyunk biztosak benne, hogy az víz. Akkor mit csináljunk, hogy megtudjuk, hogy tényleg az-e? Felforralhatjuk, melegíthetjük, megnézhetjük a viszkozitását, a pH-ját... Na jó, de mi van, ha van még egy olyan folyadék, ami ugyanolyan átlátszó (színű), ugyanolyan viszkozitású, ugyanolyan forráspontú (a nyomás függvényében), ugyanúgy semleges, és még minden más dologban is ugyan olyan, de mérgező? Akkor arról a folyadékról csak akkor tudjuk megmondani, hogy nem víz, ha megkóstoljuk. De mégis, gondolom a tudomány van már olyan fejlett, hogy kóstolás nélkül is rá lehet jönni, hogy ez a vízszerű dolog, víz-e, és ha nem az, akkor micsoda. A kérdésem az lenne, hogy mi az, amivel rá tudnak jönni erre? Köszönöm.