Таблица качественных реакций цвета осадков. Качественные реакции на катионы
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.
Лекция: Качественные реакции на неорганические вещества и ионы
Для определения веществ в смесях используются качественные реакции. С их помощью можно отличить вещество от других, а так же узнать его количественное содержание. Например, такими реакциями являются реакции, при которых происходит специфическое выпадение осадка или выделение газа, а также реакции, при которых происходит окрашивание раствора. Их применение возможно, когда содержащиеся в смеси вещества, кроме определяемого, не дают похожих признаков при проведении реакции.
В таблицах представлены различные варианты обнаружения конкретных ионов:
Качественные реакции на катионы |
||
Катион | Реактив | Признак реакции |
Ba 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- → Cu S |
|
Pb 2+ | Выпадение осадка черного цвета: Pb 2+ + S 2- → PbS |
|
Ag+ | 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 − + Al3 + → Al(OH) 3и 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 +
| Индикаторы: − лакмус − метиловый оранжевый | Красное окрашивание |
Качественные реакции на анионы |
||
Анион | Воздействие или реактив | Признак реакции. Уравнение реакции |
SO 4 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- | Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: 3Ag + + PO 4 3- → Ag 3 PO 4 ↓ |
|
CrO 4 2- | Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- → BaCrO 4 ↓ |
|
S 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 Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + 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- | Выделение газа SO 2 с характерным резким запахом (SO 2): 2H + + SO 3 2- → H 2 O + SO 2 |
|
F − | Выпадение белого осадка: Ca 2+ + 2F − → CaF 2 ↓ |
|
Cl − | 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) →
} | |