Качественные реакции на неорганические вещества. Качественные реакции на органические вещества, анионы, катионы. Качественные реакции для газов
Видеокурс «Получи пятерку» включает все темы, необходимые для успешной сдачи ЕГЭ по математике на 60-65 баллов. Полностью все задачи 1-13 Профильного ЕГЭ по математике. Подходит также для сдачи Базового ЕГЭ по математике. Если вы хотите сдать ЕГЭ на 90-100 баллов, вам надо решать часть 1 за 30 минут и без ошибок!
Курс подготовки к ЕГЭ для 10-11 класса, а также для преподавателей. Все необходимое, чтобы решить часть 1 ЕГЭ по математике (первые 12 задач) и задачу 13 (тригонометрия). А это более 70 баллов на ЕГЭ, и без них не обойтись ни стобалльнику, ни гуманитарию.
Вся необходимая теория. Быстрые способы решения, ловушки и секреты ЕГЭ. Разобраны все актуальные задания части 1 из Банка заданий ФИПИ. Курс полностью соответствует требованиям ЕГЭ-2018.
Курс содержит 5 больших тем, по 2,5 часа каждая. Каждая тема дается с нуля, просто и понятно.
Сотни заданий ЕГЭ. Текстовые задачи и теория вероятностей. Простые и легко запоминаемые алгоритмы решения задач. Геометрия. Теория, справочный материал, разбор всех типов заданий ЕГЭ. Стереометрия. Хитрые приемы решения, полезные шпаргалки, развитие пространственного воображения. Тригонометрия с нуля - до задачи 13. Понимание вместо зубрежки. Наглядное объяснение сложных понятий. Алгебра. Корни, степени и логарифмы, функция и производная. База для решения сложных задач 2 части ЕГЭ.
Ионы и катионы позволяют определить наличие различных соединений с помощью доступных, в большинстве случаев несложных методов. Они могут проводиться с помощью индикаторов, гидроксидов, оксидов. Наука, изучающая свойства и структуру различных веществ, называется "химия". Качественные реакции являются частью практического раздела данной науки.
Классификация неорганических веществ
Все вещества разделяются на органические и неорганические. К первым принадлежат такие классы соединений, как соли, гидроксиды (основания, кислоты и амфотерные) и оксиды, также сюда относятся простые соединения (СІ2, І2, Н2 и другие, состоящие из одного элемента).
Соли состоят из катиона какого-либо металла, а также аниона кислотного остатка. В состав молекул кислот входят катионы Н+ и анионы кислотных остатков. Гидроксиды состоят из катионов металлов и анионов в виде гидроксильной группы ОН-. Состав молекул оксидов включает в себя атомы двух химических элементов, одним из них обязательно является оксиген. Они могут быть кислотными, основными и амфотерными. Как понятно из их названия, они способны образовывать различные классы веществ в процессе определенных реакций. Так, кислотные оксиды при реакции с водой образуют кислоты, а основные — основания. Амфотерные, в зависимости от условий, могут проявлять свойства того и другого вида оксидов. К таким относятся бериллия, алюминия, олова, хрома, свинца. Их гидроксиды также являются амфотерными. Чтобы определить наличие в растворе разнообразных неорганических веществ, используют качественные реакции на ионы.
Разнообразие органических веществ
К этой группе относятся химические соединения, в состав молекул которых обязательно входят карбон и гидроген. Также они могут содержать атомы оксигена, нитрогена, сульфура и многих других элементов.
Они подразделяются на такие основные классы: алканы, алкены, алкины, органические кислоты (нуклеиновые, жирные, насыщенные, аминокислоты и другие), альдегиды, белки, жиры, углеводы. Многие качественные реакции на органические вещества проводятся с использованием разнообразных гидроксидов. Также для этого могут использоваться такие реактивы, как перманганат калия, кислоты, оксиды.
Качественные реакции на органические вещества
Наличие алканов в основном определяется методом исключения. Если добавить перманганат калия, он не обесцветится. Горят эти вещества пламенем светло-голубого цвета. Алкены можно выявить с помощью добавления либо перманганата калия. Оба эти вещества при взаимодействии с ними обесцвечиваются. Наличие фенола тоже можно определить с помощью добавления раствора брома. При этом он обесцветится и выпадет осадок. Кроме того, наличие данного вещества можно выявить с помощью раствора хлорида железа, который при взаимодействии с ним даст фиолетово-коричневую окраску. Качественные реакции на органические вещества класса спиртов заключаются в добавлении к ним натрия. В этом случае выделится водород. Горение спиртов сопровождается светло-голубым пламенем.
Глицерин можно выявить с помощью гидроксида купрума. При этом образуются глицераты, которые придают раствору васильковую окраску. Определить наличие альдегидов можно при помощи оксида аргентума. В результате этой реакции выделяется чистый аргентум, который выпадает в осадок.
Также существует качественная реакция на альдегиды, которая осуществляется с помощью Для ее проведения необходимо нагреть раствор. При этом он должен изменить окраску сначала с синей на желтую, затем на красную. Белки можно выявить, использовав нитратную кислоту. Вследствие этого выпадает осадок желтого цвета. Если же добавить гидроксид купрума, он будет фиолетовым. Качественные реакции на органические вещества класса кислот проводятся с помощью лакмуса либо В обоих случаях раствор изменяет свой цвет на красный. Если же добавить карбонат натрия, выделится углекислый газ.
Качественные реакции на катионы
С их помощью можно определить наличие в растворе ионов каких-либо металлов. Качественные реакции на кислоты заключаются в выявлении катиона Н+, который входит в их состав. Это можно сделать двумя способами: с помощью лакмуса либо метилоранжа. Первый в кислотной среде меняет свою окраску на красную, второй — на розовую.
Катионы лития, натрия и калия можно различать по их пламени. Первые горят красным, вторые — желтым, третьи — фиолетовым пламенем. Ионы кальция выявляются способом добавления растворов карбонатов, вследствие чего выпадает белый осадок.
Качественные реакции на анионы
Самая распространенная из них — выявление ОН-, вследствие чего можно узнать, присутствуют ли в растворе основания. Для этого нужны индикаторы. Это фенолфталеин, метилоранж, лакмус. Первый в такой среде приобретает второй — желтый, третий — синий.
Чтобы определить катион серебра, нужно провести реакцию с каким-нибудь хлоридом. Взаимодействие Ag(+) и Cl(-) дает в итоге белый осадок AgCl↓. Катионы бария Ba2+ обнаруживаются в реакции с сульфатами: Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓ (белый осадок). Столь же верно и обратное: чтобы обнаружить в растворе хлорид-ионы или сульфат-ионы, нужно провести реакцию, соответственно, с солями серебра и бария.
Для определения катионов Fe(2+) используют гексацианоферрат (III) калия K3, а точнее, комплексный ион (3-). Образующийся темно-синий осадок Fe32 называется «турнбуллевой синью». Для выявления катионов железа (III) берут уже гексацианоферрат (II) калия K4, дающий при взаимодействии с Fe(3+) темно-синий осадок Fe43 – «берлинскую лазурь». Обнаружить Fe(3+) можно также в реакции с роданидом аммония NH4CNS. В результате образуется малодиссоциирующий роданид железа (III) – Fe(CNS)3 – и раствор приобретает кроваво-красный цвет.
Избыток катионов водорода H+ создает кислую среду, в которой соответственно меняются окраски индикаторов: оранжевый и фиолетовый лакмус становятся красными. В избытке же гидроксид-ионов OH- (щелочной среде) лакмус становится синим, метилоранж – желтым, а бесцветный в нейтральной и кислой средах фенолфталеин приобретает малиновое окрашивание.
Чтобы понять, есть ли в растворе катион аммония NH4+, нужно добавить щелочь. При обратимом взаимодействии с гидроксид-ионами NH4+ дает аммиак NH3 и воду. Аммиак имеет характерный запах, а влажная лакмусовая бумажка в таком растворе посинеет.
В качественной реакции на аммиак используется HCl. В процессе образования из аммиака и хлороводорода хлорида аммония HN4Cl можно наблюдать белый дым.
Карбонат- и гидрокарбонат-ионы CO3(2-) и HCO3(-) можно обнаружить при добавлении кислоты. В результате взаимодействия этих ионов с катионами водорода выделяется углекислый газ и образуется вода. При пропускании полученного газа через известковую воду Ca(OH) , поскольку образуется нерастворимое соединение – карбонат кальция CaCO3↓. При дальнейшем пропускании углекислого газа образуется кислая соль – растворимый уже Ca(HCO3)2.
Реагент для обнаружения сульфид-ионов S(2-) – растворимые соли свинца, дающие в реакции с S(2-) черный осадок PbS↓.
Обнаружение ионов при помощи горелки
Соли некоторых металлов при внесении в пламя горелки окрашивают его. Это свойство используется в качественном анализе для обнаружения катионов этих элементов. Так, Ca(2+) окрашивает пламя в кирпично-красный цвет, Ba(2+) - в желто-зеленый. Горение солей калия сопровождается фиолетовым пламенем, лития – ярко-красным, натрия – желтым, стронция – карминово-красным.
Качественные реакции в органической химии
Соединения с двойными и тройными связями (алкены, алкадиены, алкины) обесцвечивают красно-бурую бромную воду Br2 и розовый раствор перманганата калия KMnO4. Вещества с двумя или более гидроксогруппами -OH (многоатомные спирты, моносахариды, дисахариды) растворяют в щелочной среде свежеприготовленный голубой осадок Cu(OH)2, образуя раствор ярко-синего цвета. С гидроксидом меди (II) реагируют также альдегиды, альдозы и восстанавливающие дисахариды (альдегидная группа), но здесь выпадает уже осадок Cu2O↓ кирпично-красного цвета.
Фенол в растворе хлорида железа (III) образует комплексное соединение с FeCl3 и дает фиолетовое окрашивание. Вещества, содержащие альдегидную группу, дают реакции «серебряного зеркала» с аммиачным раствором оксида серебра. Раствор йода при внесении в него крахмала становится фиолетовым, а пептидные связи белков обнаруживаются в реакции с насыщенным раствором сульфата меди и концентрированным едким натром.
Источники:
- § Качественные реакции в химии
Кислота – это сложное вещество, которое может быть как органическим, так и неорганическим. Общим является то, что они имеют в своем составе атомы водорода и кислотный остаток. Именно последний придает специфические свойства каждой кислоте, а также по нему проводится качественный анализ. Любая растворимая в воде кислота диссоциирует (распадается) на частицы – положительно заряженные ионы водорода, которые и обуславливают кислые свойства, и на отрицательно заряженные ионы кислотного остатка.
Вам понадобится
- - штатив;
- - пробирки;
- - растворы индикаторов;
- - нитрат серебра;
- - растворы кислот;
- - нитрат бария;
- - медные стружки.
Инструкция
Чтобы определить, что в растворе находится именно , воспользуйтесь индикатором (бумажным или в растворе). Добавьте в емкость к исследуемому раствору лакмус, который в кислой среде становится красным. Для достоверности прилейте другой индикатор – метиловый оранжевый, который изменит окраску на розовую или розово- . Третий индикатор, а именно фенолфталеин в кислой среде не меняется, оставаясь при этом прозрачным. Эти опыты доказывают наличие кислоты, но не специфичность каждой из них.
Для того чтобы определить конкретно, находится в склянке, нужно провести качественную реакцию на остаток. Серная кислота имеет в своем составе сульфат-ион, реагентом на который является ион бария. Добавьте к вещество, содержащее этот ион, например нитрат бария. Моментально выпадет осадок белого цвета, представляющий собой сульфат бария.
Представим себе такую ситуацию:
Вы работаете в лаборатории и решили провести какой-либо эксперимент. Для этого вы открыли шкаф с реактивами и неожиданно увидели на одной из полок следующую картину. У двух баночек с реактивами отклеились этикетки, которые благополучно остались лежать неподалеку. При этом установить точно какой банке соответствует какая этикетка уже невозможно, а внешние признаки веществ, по которым их можно было бы различить, одинаковы.
В таком случае проблема может быть решена с использованием, так называемых, качественных реакций .
Качественными реакциями называют такие реакции, которые позволяют отличить одни вещества от других, а также узнать качественный состав неизвестных веществ.
Например, известно, что катионы некоторых металлов при внесении их солей в пламя горелки окрашивают его в определенный цвет:
Данный метод может сработать только в том случае, если различаемые вещества по разному меняют цвет пламени, или же одно из них не меняет цвет вовсе.
Но, допустим, как назло, вам определяемые вещества цвет пламени не окрашивают, или окрашивают его в один и тот же цвет.
В этих случаях придется отличать вещества с применением других реагентов.
В каком случае мы можем отличить одно вещество от другого с помощью какого-либо реагента?
Возможны два варианта:
- Одно вещество реагирует с добавленным реагентом, а второе нет. При этом обязательно, должно быть ясно видно, что реакция одного из исходных веществ с добавленным реагентом действительно прошла, то есть наблюдается какой-либо ее внешний признак — выпадал осадок, выделился газ, произошло изменение цвета и т.п.
Например, нельзя отличить воду от раствора гидроксида натрия с помощью соляной кислоты, не смотря на то, что щелочи с кислотами прекрасно реагируют:
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
Связано это с отсутствием каких-либо внешних признаков реакции. Прозрачный бесцветный раствор соляной кислоты при смешении с бесцветным раствором гидроксида образует такой же прозрачный раствор:
Но зато, можно воду от водного раствора щелочи можно различить, например, с помощью раствора хлорида магния – в данной реакции выпадает белый осадок:
2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl
2) также вещества можно отличить друг от друга, если они оба реагируют с добавляемым реагентом, но делают это по-разному.
Например, различить раствор карбоната натрия от раствора нитрата серебра можно с помощью раствора соляной кислоты.
с карбонатом натрия соляная кислота реагирует с выделением бесцветного газа без запаха — углекислого газа (СО 2):
2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2
а с нитратом серебра с образованием белого творожистого осадка AgCl
HCl + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl↓
Ниже в таблицах представлены различные варианты обнаружения конкретных ионов:
Качественные реакции на катионы
| Катион | Реактив | Признак реакции |
| Ba 2+ | SO 4 2- |
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ |
| Cu 2+ |
1) Выпадение осадка голубого цвета:
Cu 2+ + 2OH − = Cu(OH) 2 ↓ 2) Выпадение осадка черного цвета: Cu 2+ + S 2- = CuS↓ |
|
| Pb 2+ | S 2- |
Выпадение осадка черного цвета:
Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
| Ag + | Cl − |
Выпадение белого осадка, не растворимого в HNO 3 , но растворимого в аммиаке NH 3 ·H 2 O: Ag + + Cl − → AgCl↓ |
| Fe 2+ |
2) Гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль) K 3 |
1) Выпадение белого осадка, зеленеющего на воздухе: Fe 2+ + 2OH − = Fe(OH) 2 ↓ 2) Выпадение синего осадка (турнбулева синь): K + + Fe 2+ + 3- = KFe↓ |
| Fe 3+ |
2) Гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль) K 4 3) Роданид-ион SCN − |
1) Выпадение осадка бурого цвета: Fe 3+ + 3OH − = Fe(OH) 3 ↓ 2) Выпадение синего осадка (берлинская лазурь): K + + Fe 3+ + 4- = KFe↓ 3) Появление интенсивно-красного (кроваво-красного) окрашивания: Fe 3+ + 3SCN − = Fe(SCN) 3 |
| Al 3+ | Щелочь (амфотерные свойства гидроксида) |
Выпадение белого осадка гидроксида алюминия при приливании небольшого количества щелочи: OH − + Al 3+ = Al(OH) 3 и его растворение при дальнейшем приливании: Al(OH) 3 + NaOH = Na |
| NH 4 + | OH − , нагрев | Выделение газа с резким запахом:
NH 4 + + OH − = NH 3 + H 2 O Посинение влажной лакмусовой бумажки |
| H + (кислая среда) |
Индикаторы: − лакмус − метиловый оранжевый |
Красное окрашивание |
Качественные реакции на анионы
| Анион | Воздействие или реактив | Признак реакции. Уравнение реакции |
| SO 4 2- | Ba 2+ |
Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах: Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ |
| NO 3 − |
1) Добавить H 2 SO 4 (конц.) и Cu, нагреть 2) Смесь H 2 SO 4 + FeSO 4 |
1) Образование раствора синего цвета, содержащего ионы Cu 2+ , выделение газа бурого цвета (NO 2) 2) Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II) 2+ . Окраска от фиолетовой до коричневой (реакция «бурого кольца») |
| PO 4 3- | Ag + |
Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: 3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓ |
| CrO 4 2- | Ba 2+ |
Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓ |
| S 2- | Pb 2+ |
Выпадение черного осадка: Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
| CO 3 2- |
1) Выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ 2) Выделение бесцветного газа («вскипание»), вызывающее помутнение известковой воды: CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O |
|
| CO 2 | Известковая вода Ca(OH) 2 |
Выпадение белого осадка и его растворение при дальнейшем пропускании CO 2: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2 |
| SO 3 2- | H + |
Выделение газа SO 2 с характерным резким запахом (SO 2): 2H + + SO 3 2- = H 2 O + SO 2 |
| F − | Ca 2+ |
Выпадение белого осадка: Ca 2+ + 2F − = CaF 2 ↓ |
| Cl − | Ag + |
Выпадение белого творожистого осадка, не растворимого в HNO 3 , но растворимого в NH 3 ·H 2 O (конц.) : Ag + + Cl − = AgCl↓ AgCl + 2(NH 3 ·H 2 O) = } Популярное Последние статьи |
