1. Reacții calitative la cationi.
1.1. Reacții calitative la cationi de metale alcaline (Li +, Na +, K +, Rb +, Cs +).
Cationii metalelor alcaline pot fi detectați prin adăugarea unei cantități mici de sare la flacăra arzătorului. Acest cation sau acel cation colorează flacăra în culoarea corespunzătoare:
Li+ - roz închis.
Na+ - galben.
K+ - violet.
Rb+ - roșu.
Cs+ - albastru.
De asemenea, cationii pot fi detectați folosind reactii chimice. Când o soluție de sare de litiu este combinată cu fosfați, se formează o soluție insolubilă în apă, dar solubilă în concentrație. acid azotic, fosfat de litiu:
3Li + + PO43- = Li3PO4↓
Li3P04 + 3HNO3 = 3LiN03 + H3P04
Cationii K + și Rb + pot fi detectați prin adăugarea sărurilor lor de acid fluorosilicic H 2 sau sărurile sale - hexafluorosilicați - la soluții:
2Me + + 2- = Me 2 ↓ (Me = K, Rb)
Ele și Cs+ precipită din soluții atunci când se adaugă anioni perclorat:
Me + + Cl04 - = MeCl04 ↓ (Me = K, Rb, Cs).
1.2. Reacții calitative la cationii metalelor alcalino-pământoase (Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+).
Cationii metalelor alcalino-pământoase pot fi detectați în două moduri: în soluție și prin culoarea flăcării. Apropo, mineralele alcalino-pământoase includ calciu, stronțiu și bariu.
Culoarea flăcării:
Ca 2+ - roșu cărămidă.
Sr 2+ - roșu carmin.
Ba 2+ - verde gălbui.
Reacții în soluții. Cationii metalelor în cauză au o caracteristică comună: carbonații și sulfații lor sunt insolubili. Este de preferat ca cationul Ca2+ să fie detectat de către anionul carbonat CO32-:
Ca2+ + CO32- = CaC03↓
Care se dizolvă ușor în acid azotic, eliberând dioxid de carbon:
2H + + CO32- = H2O + CO2
Cationii Ba 2+, Sr 2+ preferă să fie identificați prin anionul sulfat cu formarea de sulfați insolubili în acizi:
Sr 2+ + SO 4 2- = SrSO 4 ↓
Ba2+ + SO42- = BaS04↓
1.3. Reacții calitative la cationii de plumb (II) Pb 2+, argint (I) Ag +, mercur (I) Hg +, mercur (II) Hg 2+.
Să ne uităm la ele folosind plumbul și argintul ca exemplu.
Acest grup de cationi are o caracteristică comună: formează cloruri insolubile. Dar cationii de plumb și argint pot fi detectați și de alte halogenuri.
Reacție calitativă la cationul de plumb - formarea clorurii de plumb (precipitat alb), sau formarea de iodură de plumb (un precipitat strălucitor galben):
Pb2+ + 2I- = PbI2↓
Reacție calitativă la un cation de argint - formarea unui precipitat alb de clorură de argint, un precipitat alb-gălbui de bromură de argint, formarea unui precipitat galben de iodură de argint:
Ag + + Cl - = AgCl↓
Ag + + Br - = AgBr↓
Ag + + I - = AgI↓
După cum se poate observa din reacțiile de mai sus, halogenurile de argint (cu excepția fluorului) sunt insolubile, iar bromura și iodura sunt colorate. Dar trăsătură distinctivă ei nu sunt în asta. Acești compuși se descompun sub influența luminii în argint și halogenul corespunzător, ceea ce ajută și la identificarea lor. Prin urmare, recipientele care conțin aceste săruri emit adesea mirosuri. De asemenea, atunci când la aceste precipitate se adaugă tiosulfat de sodiu, are loc dizolvarea:
AgHal + 2Na2S2O3 = Na3 + NaHal, (Hal = CI, Br, I).
Același lucru se va întâmpla atunci când adăugați amoniac lichid sau concentrația acestuia. soluţie. Numai AgCl se dizolvă. AgBr și AgI în amoniac sunt practic insolubil:
AgCI + 2NH3 = CI
Există, de asemenea, o altă reacție calitativă la cationul de argint - formarea oxidului de argint negru la adăugarea de alcali:
2Ag + + 2OH - = Ag2O↓ + H2O
Acest lucru se datorează faptului că hidroxidul de argint nu există în condiții normale și se descompune imediat în oxid și apă.
1.4. Reacție calitativă la cationi de aluminiu Al 3+, crom (III) Cr 3+, zinc Zn 2+, staniu (II) Sn 2+.
Acești cationi sunt combinați pentru a forma baze insolubile, care sunt ușor transformate în compuși complecși. Reactiv de grup - alcali.
Al 3+ + 3OH - = Al(OH) 3 ↓ + 3OH - = 3-
Cr 3+ + 3OH - = Cr(OH) 3 ↓ + 3OH - = 3-
Zn 2+ + 2OH - = Zn(OH) 2 ↓ + 2OH- = 2-
Sn 2+ + 2OH- = Sn(OH) 2 ↓ + 2OH - = 2-
Nu uitați că bazele cationilor Al 3+, Cr 3+ și Sn 2+ nu sunt transformate în compus complex hidrat de amoniac. Acesta este folosit pentru a precipita complet cationii. Zn 2+ la adăugarea conc. soluția de amoniac formează mai întâi Zn(OH) 2, iar în exces, amoniacul favorizează dizolvarea precipitatului:
Zn(OH)2 + 4NH3 = (OH)2
1.5. Reacție calitativă la cationii de fier (II) și (III) Fe 2+, Fe 3+.
Acești cationi formează și baze insolubile. Ionul Fe 2+ corespunde hidroxidului de fier (II) Fe(OH) 2 - un precipitat alb. În aer devine imediat acoperit cu un strat verde, astfel încât Fe(OH)2 pur se obține într-o atmosferă de gaze inerte sau azot N2.
Cationul Fe3+ corespunde metahidroxidului de fier (III) FeO(OH) de culoare maro. Notă: compușii cu compoziția Fe(OH) 3 sunt necunoscuți (nu obținuți). Dar totuși, majoritatea aderă la notația Fe(OH) 3.
Reacția calitativă la Fe 2+:
Fe 2+ + 2OH - = Fe(OH) 2 ↓
Fe(OH)2, fiind un compus al fierului divalent, este instabil în aer și se transformă treptat în hidroxid de fier (III):
4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3
Reacția calitativă la Fe 3+:
Fe 3+ + 3OH - = Fe(OH) 3 ↓
O altă reacție calitativă la Fe 3+ este interacțiunea cu anionul tiocianat SCN -, care are ca rezultat formarea de tiocianat de fier (III) Fe(SCN) 3, care colorează soluția în roșu închis (efectul „sânge”):
Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3
Rodanura de fier (III) este ușor „distrusă” atunci când se adaugă fluoruri de metale alcaline:
6NaF + Fe(SCN)3 = Na3 + 3NaSCN
Soluția devine incoloră.
Reacție foarte sensibilă la Fe 3+, ajută la detectarea chiar și a urmelor foarte mici ale acestui cation.
1.6. Reacție calitativă la cationul mangan (II) Mn 2+.
Această reacție se bazează pe oxidarea severă a manganului într-un mediu acid cu o schimbare a stării de oxidare de la +2 la +7. În acest caz, soluția devine violet închis datorită apariției anionului permanganat. Să ne uităm la exemplul de nitrat de mangan:
2Mn(NO 3) 2 + 5PbO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 5Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O
1.7. Reacție calitativă la cationi de cupru (II) Cu 2+, cobalt (II) Co 2+ și nichel (II) Ni 2+.
Particularitatea acestor cationi este formarea lor cu molecule de amoniac săruri complexe- amoniac:
Cu2+ + 4NH3 = 2+
Amoniacul oferă soluții culori strălucitoare. De exemplu, amoniacul de cupru colorează soluția în albastru strălucitor.
Cursul video „Obțineți un A” include toate subiectele necesare pentru succes promovarea examenului de stat unificat la matematică pentru 60-65 de puncte. Complet toate problemele 1-13 Examinare de stat unificată de profilîn matematică. De asemenea, potrivit pentru promovarea examenului de stat unificat de bază la matematică. Dacă vrei să promovezi examenul de stat unificat cu 90-100 de puncte, trebuie să rezolvi partea 1 în 30 de minute și fără greșeli!
Curs de pregătire pentru Examenul Unificat de Stat pentru clasele 10-11, precum și pentru profesori. Tot ce aveți nevoie pentru a rezolva partea 1 a examenului de stat unificat la matematică (primele 12 probleme) și problema 13 (trigonometrie). Și asta înseamnă mai mult de 70 de puncte la examenul de stat unificat și nici un student cu 100 de puncte, nici un student la științe umaniste nu se pot descurca fără ele.
Toată teoria necesară. Căi rapide soluții, capcane și secrete ale examenului de stat unificat. Au fost analizate toate sarcinile curente ale părții 1 din Banca de activități FIPI. Cursul respectă pe deplin cerințele Examenului de stat unificat 2018.
Cursul conține 5 subiecte mari, câte 2,5 ore fiecare. Fiecare subiect este dat de la zero, simplu și clar.
Sute de sarcini de examen de stat unificat. Probleme cu cuvinteleși teoria probabilității. Algoritmi simpli și ușor de reținut pentru rezolvarea problemelor. Geometrie. Teorie, material de referință, analiza tuturor tipurilor de sarcini de examinare unificată de stat. Stereometrie. Soluții complicate, cheat sheets utile, dezvoltarea imaginației spațiale. Trigonometrie de la zero la problema 13. Înțelegerea în loc de înghesuială. Explicație vizuală concepte complexe. Algebră. Rădăcini, puteri și logaritmi, funcție și derivată. O bază pentru rezolvarea problemelor complexe din partea 2 a examenului de stat unificat.
Înapoi Înainte
Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate caracteristicile prezentării. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.
Goluri: sistematizează înțelegerea de către elevi a reacțiilor calitative la unii cationi și anioni, materie organică. Pregătirea pentru examenul de stat unificat.
Obiectivele lecției:
- Educativ: sistematizează, generalizează și aprofundează cunoștințele elevilor despre reacțiile calitative.
- Educarea: dovedesc rolul principal al teoriei în cunoașterea practicii; dovedesc materialitatea proceselor studiate; cultivarea independenței, cooperarea, capacitatea de asistență reciprocă, cultura vorbirii, munca grea, perseverența.
- De dezvoltare: dezvoltarea capacităţii de analiză; capacitatea de a folosi materialul studiat pentru a învăța lucruri noi; memorie, atenție, gândire logică.
Tip de lecție: lecție-prelecție cu elemente de aplicare complexă a cunoștințelor, aptitudinilor și abilităților.
Progresul lecției
Discursul de deschidere al profesorului.
Anumite metode și tehnici de analiză chimică erau cunoscute în cele mai vechi timpuri. Chiar și atunci puteau efectua analize de medicamente și minereuri metalice.
Omul de știință englez Robert Boyle (1627 - 1691) este considerat fondatorul analizei calitative.
Sarcina principală a analizei calitative este de a detecta substanțe situate în obiectul care ne interesează (materiale biologice, medicamente, alimente, obiecte). mediu). Cursul școlar examinează analiza calitativă a substanțelor anorganice (care sunt electroliți, adică în esență o analiză calitativă a ionilor) și a unor compuși organici.
Știința metodelor de determinare a compoziției calitative și cantitative a substanțelor sau a amestecurilor acestora pe baza intensității semnalului analitic se numește chimie analitică. Se dezvoltă chimia analitică fundamente teoretice metode de cercetare compozitia chimica substanțele și aplicațiile lor practice. Sarcina analizei calitative este de a detecta componentele (sau ionii) conținute într-o anumită substanță.
Studiile unei substanțe încep întotdeauna cu analiza sa calitativă, adică prin determinarea din ce componente (sau ioni) constă această substanță.
Bazele teoretice ale analizei chimice sunt următoarele legi și principii teoretice: lege periodică DI. Mendeleev; legea acțiunii în masă; teoria disocierii electrolitice; echilibru chimic în sisteme eterogene; complexare; amfoteritatea hidroxizilor; autoprotoliza (indicatori de hidrogen și hidroxid); OVR.
Metodele chimice se bazează pe transformări care apar în soluții cu formare de precipitate, compuși colorați sau substanțe gazoase. Procesele chimice utilizate în scopuri analitice se numesc reacții analitice. Reacțiile analitice sunt cele care sunt însoțite de un anumit efect extern, care face posibilă stabilirea faptului că procesul chimic este asociat cu precipitarea sau dizolvarea unui precipitat, modificarea culorii soluției analizate sau eliberarea de substanțe gazoase. Cerințele pentru reacțiile analitice și caracteristicile acestora pot fi reduse la următoarele prevederi:
efectuarea analizei folosind o metodă „uscata” sau „umedă” (metoda uscată este metode pirochimice, din greacă „pyr” - foc), aceasta ar trebui să includă teste pentru colorarea flăcării în timpul arderii substanței de testat pe o buclă de sârmă de platină (sau nicrom) cu obținerea rezultatului unei flăcări colorate într-o culoare caracteristică; o metodă de măcinare a unui analit solid cu un reactiv solid, de exemplu, la măcinarea unui amestec de sare de amoniu cu Ca(OH)2, se eliberează amoniac. Analiza uscată este utilizată pentru analize expres sau în teren pentru cercetări calitative și semicantitative ale mineralelor și minereurilor;
Pentru a efectua o analiză umedă, substanța de testat trebuie transferată în soluție și reacțiile ulterioare au loc ca reacții de detectare a ionilor.
Reacția analitică trebuie să se desfășoare rapid și complet în anumite condiții: temperatura, reacția mediului și concentrația ionului detectat. Atunci când aleg o reacție pentru detectarea ionilor, aceștia sunt ghidați de legea acțiunii masei și de ideile despre echilibrul chimic în soluții. În acest caz, se disting următoarele caracteristici ale reacțiilor analitice: selectivitate sau selectivitate; specificitate; sensibilitate. Ultima caracteristică este legată de concentrația ionului detectat în soluție, iar dacă reacția are succes la o concentrație scăzută de ioni, atunci se spune că reacția este foarte sensibilă. De exemplu, dacă o substanță este ușor solubilă în apă și un precipitat precipită la o concentrație scăzută a ionului, atunci aceasta este o reacție foarte sensibilă dacă substanța este foarte solubilă și precipită la o concentrație mare a ionului, atunci reacția; este considerat insensibil. Conceptul de sensibilitate se aplică tuturor reacțiilor analitice, indiferent de efectul extern de care sunt însoțite.
Să luăm în considerare cele mai caracteristice reacții calitative curs şcolar.
La sfârșitul prelegerii, puteți oferi studenților un test folosind întrebări de la Teste de examen de stat unificat pe acest subiect
Doar o mică parte compuși anorganici poate fi detectat folosind reactivi și reacții specifici. Mult mai des în practica analitică, anumite elemente sunt identificate sub formă de cationi sau anioni.
Multe reacții calitative vă sunt cunoscute de la un curs de chimie școlar și este posibil să vă familiarizați din nou cu unele.
amoniac NH3– gaz incolor, se lichefiază la temperatura camerei sub presiune excesivă; Amoniacul lichid este incolor, amoniacul solid este alb.
Amoniacul este detectat prin mirosul său caracteristic. O bucată de hârtie umezită cu o soluție de azotat de mercur (I) Hg 2 (NO 3) 2 devine neagră atunci când este expusă la amoniac din cauza formării de mercur metalic:
4NH 3 + H 2 O + 2Hg 2 (NO 3) 2 = (Hg 2 N)NO 3 H 2 O↓ + 2Hg↓ + 3NH 4 NO 3
Arsin Cenușă 3– un gaz incolor, uneori are un miros de usturoi cauzat de produșii de oxidare ai arsinei din aer. Când arsena este trecută printr-un tub de sticlă umplut cu hidrogen încălzit la 300-350°C, arsenul este depus pe pereții săi sub forma unei oglinzi negru-maro, care se dizolvă ușor într-o soluție alcalină de hipoclorit de sodiu:
2AsH 3 = 2As + 3H 2,
2As + 6NaOH + 5NaClO = 2Na3AsO4 + 5NaCl + 3H2O.
Brom Br 2– lichid greu roșu închis, se transformă ușor într-un gaz roșu-brun. Bromul este determinat prin reacții de culoare cu substanțe organice. Bromul colorează în galben un strat de solvent organic (de exemplu, tetraclorură de carbon sau benzen), în timp ce fuchsinul îl transformă în roșu-violet.
În plus, bromul este determinat prin reacția cu fluoresceina
Ca urmare a înlocuirii atomilor de hidrogen din fluoresceină cu atomi de brom, se obțin coloranți, dintre care unul se numește eozina.
Eozină sau tetrabromofluoresceină C 20 H 8 Br 4 O 5 - cristalizează dintr-o soluţie de alcool cu o moleculă de alcool de cristalizare. La 100°C sublimeaza. Sarea de potasiu a tetrabromofluoresceinei se dizolvă într-o soluție concentrată de alcool de hidroxid de potasiu și dă o soluție albastră. Când eozina se fierbe cu acid sulfuric, se obține un compus dimeric C 40 H 13 Br 7 O 10, care cristalizează din acetonă în ace de culoare albastru-oțel și are caracterul unui acid. Derivatul de tetrabromidă, precum și gradele inferioare de bromurare a fluoresceinei, sunt vopsele roșii cu o nuanță galbenă (cu mai puțin brom) sau albastru. Sărurile de potasiu și sodiu ale tetrabromofluoresceinei și grade mai mici de bromurare a fluoresceinei sunt comercializate sub denumirea de „eozine solubile în apă”. Eozina este folosită pentru vopsirea mătăsii și a lânii fără mordanți (în mediu ușor acid se folosește și în fotografie pentru a produce hârtii specifice care absorb razele verzi și violete);
Apa H2O– lichid incolor, în strat gros – verde-albăstrui, volatil; apa solida (gheata) se sublimeaza usor. Apa este detectată prin formarea de hidrați cristalini colorați cu multe substanțe, de exemplu:
CuS04 + 5H2O = SO4·H2O (hidrat cristalin albastru).
Apa se determină cantitativ prin metoda K. Fischer. De la descoperirea sa în 1935, metoda de titrare Karl Fischer s-a răspândit în întreaga lume. Prin această metodă, conținutul de apă al gazelor, lichidelor și solidelor poate fi determinat ușor și precis. grad înalt acuratețea, indiferent de tipul eșantionului, aceasta starea de agregare, sau prezența componentelor volatile. Titrarea Karl Fischer are o gamă largă de aplicații și este utilizată în diverse domenii, precum determinarea apei în alimente, produse chimice, produse farmaceutice, cosmetice și uleiuri minerale.
Reactivul metodei Fischer este o soluție de iod și oxid de sulf (IV) în piridină (Py) și metanol. Piridină este necesară pentru legarea produselor de reacție acide și pentru crearea unui pH optim în intervalul 5-8.
Titrarea se bazează pe următoarele reacții:
PyS04 + CH3OH = PyH + CH3SO
PyH + ·CH 3 SO + PyI 2 + H 2 O + Py = 2(PyH + ·I –) + PyH + ·CH 3 SO.
Prezența apei este determinată de dispariția culorii galbene a iodului.
Iod I 2– violet-negru cu un luciu metalic, substanță volatilă. Determinată prin reacții de culoare:
– formează un compus de incluziune cu amidon, colorat violet;
– un strat de solvent organic (cloroform sau tetraclorura de carbon) devine roz-violet.
O reacție calitativă la iod este considerată a fi interacțiunea cu tiosulfatul de sodiu, însoțită de decolorarea soluției de iod:
I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 = 2NaI + Na 2 S 4 O 6.
Oxigen O2- un gaz incolor, în stare lichidă - albastru deschis, în stare solidă - albastru. Pentru a dovedi prezența oxigenului, se folosește capacitatea acestuia de a susține arderea, precum și numeroase reacții oxidative. De exemplu, oxidarea unui complex de amoniac incolor de cupru (I) la un compus de cupru viu colorat (II).
Ozon O 3– un gaz albastru deschis cu miros de proaspăt, în stare lichidă este albastru închis, în stare solidă este violet închis (până la negru). Dacă o bucată de hârtie umezită cu soluții de iodură de potasiu și amidon este introdusă în aerul care conține ozon, bucata de hârtie devine albastră:
O 3 + 2KI + H 2 O = I 2 + 2KOH + O 2.
Această metodă de detectare a ozonului se numește iodometrie.
Monoxid de carbon (IV), dioxid de carbon CO 2– un gaz incolor care, atunci când este comprimat și răcit, se transformă ușor în stare lichidă și solidă. CO 2 solid („gheață uscată”) se sublimează la temperatura camerei. Dioxidul de carbon din procesele în care se formează este dovedit de turbiditatea apei de var sau baritice (soluții saturate de Ca(OH) 2 sau Ba(OH) 2, respectiv):
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O, Ba (OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 ↓ + H 2 O.
Majoritatea substanțelor dintr-o atmosferă de dioxid de carbon nu ard, dar este posibilă următoarea reacție:
CO 2 + 2Mg = 2MgO + C,
adică monoxidul de carbon (IV) susține arderea magneziului, reacția producând „cenusa” de oxid alb de magneziu și funingine neagră.
Peroxid de hidrogen H2O2– lichid vascos incolor, in strat gros – albastru deschis. Se descompune în lumină, eliberând oxigen. Peroxidul de hidrogen este detectat prin următoarele reacții:
– aspectul unei culori galbene la interacțiunea cu o soluție de iodură de potasiu:
H2O2 + 2KI = 2KOH + I2,
– separarea precipitatului de argint închis dintr-o soluție de amoniac de oxid de argint:
H2O2 + Ag20 = 2Ag + O2 + H20;
– schimbarea culorii la interacțiunea cu precipitatul de sulfură de plumb de la negru la alb:
4H2O2 + PbS = PbS04 + 4H2O.
Mercur Hg– metal alb-argintiu, lichid la temperatura camerei; maleabil în stare solidă. Se evaporă ușor. Vaporii de mercur (mai periculoși pentru oameni decât metalul în sine) sunt determinați folosind indicatori chimici (KI, I 2, CuI, SeS, Se, AuBr 3, AuCl 3 și alții), de exemplu:
3Hg + 2I 2 = HgI 2 + Hg 2 I 2 ↓,
Hidrogen sulfurat H2S este un gaz incolor care are miros de ouă putrezite. Hidrogenul sulfurat este detectat prin următoarele reacții:
– înnegrirea unei bucăți de hârtie înmuiată într-o soluție de sare de plumb:
H2S + Pb(N03)2 = PbS↓ + 2HNO3;
– când hidrogenul sulfurat este trecut printr-o soluție de iod (apă iodată), soluția se decolorează și se formează o ușoară turbiditate:
H2S + I2 = 2HI + S↓.
Fosfina PH 3- un gaz incolor cu un miros înțepător de pește putred. Când este amestecat cu oxigen, explodează ușor.
Clor Cl2– gaz galben-verzui cu miros înțepător. Clorul este detectat prin culoarea galbenă a fluoresceinei într-un mediu alcalin, precum și prin reacția iod-amidon:
Cl 2 + 2KI = 2KCl + I 2,
adică, într-o atmosferă de clor, o bucată de hârtie umezită cu soluții de iodură de potasiu și amidon devine albastră.
1. Reacții calitative la cationi.
1.1.1 Reacții calitative la cationii metalelor alcaline (Li +, Na +, K +, Rb +, Cs +).
Cationii metalelor alcaline se pot realiza numai cu săruri uscate, deoarece Aproape toate sărurile de metale alcaline sunt solubile. Ele pot fi detectate adăugând o cantitate mică de sare la flacăra arzătorului. Acest cation sau acel cation colorează flacăra în culoarea corespunzătoare:
Li+ - roz închis.
Na+ - galben.
K+ - violet.
Rb+ - roșu.
Cs+ - albastru.
De asemenea, cationii pot fi detectați prin reacții chimice. Când o soluție de sare de litiu este combinată cu fosfați, se formează o soluție insolubilă în apă, dar solubilă în concentrație. acid azotic, fosfat de litiu:
3Li + + PO43- = Li3PO4↓
Li3P04 + 3HNO3 = 3LiN03 + H3P04
Cationul K+ poate fi îndepărtat de către anionul tartrat de hidrogen HC 4 H 4 O 6 - - de către anionul acid tartric:
K + + HC 4 H 4 O 6 - = KHC 4 H 4 O 6 ↓
Cationii K + și Rb + pot fi detectați prin adăugarea sărurilor lor de acid fluorosilicic H 2 sau sărurile sale - hexafluorosilicați - la soluții:
2Me + + 2- = Me 2 ↓ (Me = K, Rb)
Ele și Cs+ precipită din soluții atunci când se adaugă anioni perclorat:
Me + + Cl04 - = MeCl04 ↓ (Me = K, Rb, Cs).
1.1.2 Reacții calitative la cationii metalelor alcalino-pământoase (Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Ra 2+).
Cationii metalelor alcalino-pământoase pot fi detectați în două moduri: în soluție și prin culoarea flăcării. Apropo, mineralele alcalino-pământoase includ calciu, stronțiu, bariu și radiu. Beriliu și magneziu este interzis
aparțin acestui grup, așa cum le place să facă pe internet.
Culoarea flăcării:
Ca 2+ - roșu cărămidă.
Sr 2+ - roșu carmin.
Ba 2+ - verde gălbui.
Ra 2+ - roșu închis.
Reacții în soluții. Cationii metalelor în cauză au o caracteristică comună: carbonații și sulfații lor sunt insolubili. Este de preferat ca cationul Ca2+ să fie detectat de către anionul carbonat CO32-:
Ca2+ + CO32- = CaC03↓
Care se dizolvă ușor în acid azotic, eliberând dioxid de carbon:
2H + + CO32- = H2O + CO2
Cationii Ba2+, Sr2+ și Ra2+ preferă să fie identificați prin anionul sulfat cu formarea de sulfați insolubili în acizi:
Sr 2+ + SO 4 2- = SrSO 4 ↓
Ba2+ + SO42- = BaS04↓
Ra 2+ + SO 4 2- = RaSO 4 ↓
1.1.3. Reacții calitative la cationii de plumb (II) Pb 2+, argint (I) Ag +, mercur (I) Hg 2 +, mercur (II) Hg 2+. Să ne uităm la ele folosind plumbul și argintul ca exemplu.
Acest grup de cationi are o caracteristică comună: formează cloruri insolubile. Dar cationii de plumb și argint pot fi detectați și de alte halogenuri.
Reacție calitativă la un cation de plumb - formarea de clorură de plumb (precipitat alb) sau formarea de iodură de plumb (precipitat galben strălucitor):
Pb2+ + 2I- = PbI2↓
Reacție calitativă la un cation de argint - formarea unui precipitat alb de clorură de argint, un precipitat alb-gălbui de bromură de argint, formarea unui precipitat galben de iodură de argint:
Ag + + Cl - = AgCl↓
Ag + + Br - = AgBr↓
Ag + + I - = AgI↓
După cum se poate observa din reacțiile de mai sus, halogenurile de argint (cu excepția fluorului) sunt insolubile, iar bromura și iodura au chiar culoare. Dar aceasta nu este trăsătura lor distinctivă. Acești compuși se descompun sub influența luminii în argint și halogenul corespunzător, ceea ce ajută și la identificarea lor. Prin urmare, recipientele care conțin aceste săruri emit adesea mirosuri. De asemenea, atunci când la aceste precipitate se adaugă tiosulfat de sodiu, are loc dizolvarea:
AgHal + 2Na2S2O3 = Na3 + NaHal, (Hal = CI, Br, I).
Același lucru se va întâmpla atunci când adăugați amoniac lichid sau concentrația acestuia. soluţie. Numai AgCl se dizolvă. AgBr și AgI în amoniac sunt practic insolubil:
AgCI + 2NH3 = CI
Există, de asemenea, o altă reacție calitativă la cationul de argint - formarea oxidului de argint negru la adăugarea de alcali:
2Ag + + 2OH - = Ag2O↓ + H2O
Acest lucru se datorează faptului că hidroxidul de argint nu există în condiții normale și se descompune imediat în oxid și apă.
1.1.4. Reacție calitativă la cationi de aluminiu Al 3+, crom (III) Cr 3+, zinc Zn 2+, staniu (II) Sn 2+. Acești cationi sunt combinați pentru a forma baze insolubile, care sunt ușor transformate în compuși complecși. Reactiv de grup - alcali.
Al 3+ + 3OH - = Al(OH) 3 ↓ + 3OH - = 3-
Cr 3+ + 3OH - = Cr(OH) 3 ↓ + 3OH - = 3-
Zn 2+ + 2OH - = Zn(OH) 2 ↓ + 2OH- = 2-
Sn 2+ + 2OH- = Sn(OH) 2 ↓ + 2OH - = 2-
Nu uitați că bazele cationilor Al 3+, Cr 3+ și Sn 2+ nu sunt transformate într-un compus complex de către hidratul de amoniac. Acesta este folosit pentru a precipita complet cationii. Zn 2+ la adăugarea conc. soluția de amoniac formează mai întâi Zn(OH) 2, iar în exces, amoniacul favorizează dizolvarea precipitatului:
Zn(OH)2 + 4NH3 = (OH)2
1.1.5. Reacție calitativă la cationii de fier (II) și (III) Fe 2+, Fe 3+. Acești cationi formează și baze insolubile. Ionul Fe 2+ corespunde hidroxidului de fier (II) Fe(OH) 2 - un precipitat alb. În aer devine imediat acoperit cu un strat verde, astfel încât Fe(OH)2 pur se obține într-o atmosferă de gaze inerte sau azot N2.
Cationul Fe3+ corespunde metahidroxidului de fier (III) FeO(OH) de culoare maro. Notă: compușii cu compoziția Fe(OH) 3 sunt necunoscuți (nu obținuți). Dar totuși, majoritatea aderă la notația Fe(OH) 3.
Reacția calitativă la Fe 2+:
Fe 2+ + 2OH - = Fe(OH) 2 ↓
Fe(OH)2, fiind un compus al fierului divalent, este instabil în aer și se transformă treptat în hidroxid de fier (III):
4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3
Reacția calitativă la Fe 3+:
Fe 3+ + 3OH - = Fe(OH) 3 ↓
O altă reacție calitativă la Fe 3+ este interacțiunea cu anionul tiocianat SCN -, care are ca rezultat formarea de tiocianat de fier (III) Fe(SCN) 3, care colorează soluția în roșu închis (efectul „sânge”):
Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3
Rodanura de fier (III) este ușor „distrusă” atunci când se adaugă fluoruri de metale alcaline:
6NaF + Fe(SCN)3 = Na3 + 3NaSCN
Soluția devine incoloră.
Reacție foarte sensibilă la Fe 3+, ajută la detectarea chiar și a urmelor foarte mici ale acestui cation.
1.1.6. Reacție calitativă la cationul mangan (II) Mn 2+. Această reacție se bazează pe oxidarea severă a manganului într-un mediu acid cu o schimbare a stării de oxidare de la +2 la +7. În acest caz, soluția devine violet închis datorită apariției anionului permanganat. Să ne uităm la exemplul de nitrat de mangan:
2Mn(NO 3) 2 + 5PbO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 5Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O
1.1.7. Reacție calitativă la cationi de cupru (II) Cu 2+, cobalt (II) Co 2+ și nichel (II) Ni 2+. Particularitatea acestor cationi este formarea de săruri complexe - amoniac - cu molecule de amoniac:
Cu2+ + 4NH3 = 2+
Amoniacul oferă soluții culori strălucitoare. De exemplu, amoniacul de cupru colorează soluția în albastru strălucitor.
1.1.8. Reacții calitative la cationul de amoniu NH 4 +. Interacțiunea sărurilor de amoniu cu alcalii în timpul fierberii:
NH4 + + OH - =t= NH3 + H2O
Când este ridicată, hârtia de turnesol umedă va deveni albastră.
1.1.9. Reacție calitativă la cationul de ceriu (III) Ce 3+. Interacțiunea sărurilor de ceriu (III) cu o soluție alcalină de peroxid de hidrogen:
Ce 3+ + 3OH - = Ce(OH) 3 ↓
2Ce(OH) 3 + 3H 2 O 2 = 2Ce(OH) 3 (OOH)↓ + 2H 2 O
Peroxohidroxidul de ceriu (IV) are o culoare roșu-brun.
1.2.1. Reacție calitativă la cationul de bismut (III) Bi 3+. Formarea unei soluții galbene strălucitoare de tetraiodobismutat de potasiu (III) K atunci când o soluție care conține Bi 3+ este expusă la exces de KI:
Bi(NO 3) 3 + 4KI = K + 3KNO 3
Acest lucru se datorează faptului că BiI 3 insolubil este mai întâi format, care este apoi legat cu I - într-un complex.
Aici voi termina descrierea cationilor de identificare. Acum să ne uităm la reacțiile calitative la unii anioni.