Kvalitativa reaktioner på salter. Kvalitativa reaktioner på katjoner
N.H. ; Na+; K+; Mg2+; Ba2+; Ca 2+; Fe 2+; Fe 3+; Mn2+; Co2+; Ni2+; Zn2+;
Al3+; Cr3+; Ag+; Pb2+; Cu2+; Cd2+.
Reaktion på Na+-jon
Natriumjoner bildar med kaliumdihydroantimonat i ett neutralt eller svagt alkaliskt medium en vit kristallin fällning av natriumdihydroantimonat:
2NaCl + K 2 H 2 SbO 4 = Na 2 H 2 SbO 4 ↓ + 2KCl
2Na + + H2SbO = Na2H2SbO4↓
Att gnugga insidan av röret med en glasstav och kyla ner röret under kallt rinnande vatten påskyndar sedimenteringen.
Reaktion på K+-jon
1. Natriumvätetartrat bildar en vit kristallin fällning av kaliumvätetartrat med en lösning av kaliumsalter:
KCl + NaHC 4 H 4 O 6 = KHC 4 H 4 O 6 ↓ + NaCl
K + +HC 4 H 4 O 6 - = KHC 4 H 4 O 6 ↓
Fällningen bildas genom att gnugga provrörets innervägg med en glasstav och kyla provröret under rinnande kallt vatten.
2. Natriumkoboltnitrit bildar en gul fällning med lösningar av kaliumsalter - kaliumkoboltnitrit:
2KCl + Na3 = K2Na↓ + 2 NaCl
2K + + Na + + 3- = K2Na↓
Reaktion på NH-jon
1. Kaustiska alkalier KOH och NaOH, när de värms upp, ersätter ammoniak från lösningar av ammoniumsalter:
NH4Cl + KOH = KCl + NH3 + H2O
N.H. + OH- = NH3 + H2O
Den frigjorda ammoniaken kan detekteras genom lukt eller genom en våt indikatortejp (alkalisk reaktion).
2. Neslers reagens (alkalisk lösning av komplexsalt K2) bildar en orangebrun fällning med en lösning av ammoniumsalt:
NH4Cl + 2K2 +2KOH = J↓ +5KJ +KCl 2H2O
N.H. + 2 2- + 2OH - = NH 2 Hg 2 J 3 ¯+ 5J - + 2H 2 O
I närvaro av mycket små mängder blir lösningen gul eller brun.
Reaktion på Mg 2+ jon
Natriumvätefosfat bildar en vit kristallin fällning med magnesiumsalter i närvaro av NH4OH och NH4Cl.
Placera 2-3 droppar MgCl 2- och NH 4 Cl-lösningar i ett provrör, tillsätt 2-3 droppar Na 2 HPO 4-lösning till den resulterande blandningen. Blanda innehållet i provröret noggrant med en glasstav och tillsätt sedan till NH 4 OH-lösningen:
MgCl 2 + NH 4 Cl + NH 4 OH + Na 2 HPO 4 = MgNH 4 PO 4 ↓ + 2 NaCl + NH 4 Cl + H 2 O
Mg 2+ + HPO +NH4OH = MgNH4PO4↓ + H2O
Reaktion på Ba 2+ jon
1. Dikromatjonen bildar en gul fällning med bariumjoner (bariumkromat):
2BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O = 2BaCrO4 ↓ + 2KCl + 2HCl
2Ba2+ + Cr2O + H2O = 2BaCrO4 ↓+ 2H+.
2. Sulfatjon bildar en vit fällning med bariumjoner (bariumsulfat), olösliga i syror:
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 ↓ + 2HCl
Ba2++SO = BaSO4 ↓
3. Oxalat – jonen bildar en vit fällning med bariumjoner (bariumoxalat):
BaCl 2 + (NH 4) C 2 O 4 = NH 4 Cl + BaC 2 O 4 ↓
Ba2+ + C2O = BaC2O4 ↓
Reaktion på Ca 2+ jon
Oxalatjon bildar en vit kristallin fällning med kalciumjoner:
CaCl 2 + (NH 4) 2 C 2 O 4 = CaC 2 O 4 ↓ + 2NH 4 Cl
Ca 2+ + C2O = CaC2O4¯
Bariumjoner kan störa reaktionen.
Reaktion på Fe2+-jon
Lösningar av tvåvärt järn är färgade ljusgröna.
Kaliumhexacyanoferrat(III) med järnhaltigt järn bildar en blå fällning som kallas turnbull blå:
3FeCl2 + 2K3 = Fe32 ↓ + 6KCl
3Fe 2+ + 2 3- = Fe 3 2 ↓
Reaktion på Fe3+-jon
Lösningar av järn(III)järn har en gul eller rödbrun färg.
1. Järnjoner med tiocyanatjoner bildar en förening som färgar lösningen blodröd:
FeCl3 + 3NH4CNS = Fe (CNS)3 + 3NH4Cl
Fe 3+ + 3CNS - = Fe (CNS) 3
Fe 3+ + 6CNS - = 3-
2. Kaliumhexacyanoferrat (II) med järn(III)järn bildar en mörkblå fällning som kallas Preussisk blå:
4FeCl3 + 3K4 = Fe43 ↓ + 12KCl
4Fe 3+ + 3 4- = Fe 4 3 ↓
3. Järn(III)joner med natriumfluorid i lösning bildar en färglös komplex förening:
FeCl3 + 6NaF =Na3 + 3NaCl
Fe3+ + 6NaF = 3- + 6Na+
Reaktion på Mn2+-jon
Koncentrerade lösningar av mangansalter har en ljusrosa färg, utspädda lösningar är färglösa.
Tvåvärda manganjoner i en sur miljö oxideras (i detta fall med natriumvismutat) till rödvioletta permanganatjoner:
2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 14HNO3 = 2NaMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 3NaNO3 +7H2O
2Mn2+ +5BiO + 14H+ = 2MnO + 5Bi3+ +7H2O
Reaktion på Cr3+-jon
Lösningar av kromsalter har en grön eller lila färg.
Trevärda kromjoner oxideras av väteperoxid i en alkalisk miljö till kromatjoner.
Placera 2-3 droppar krom(III)salt i ett provrör, tillsätt alkalilösning tills fällningen lösts upp. Tillsätt 2-3 droppar väteperoxid till den resulterande lösningen av kromit (smaragdgrön) och värm försiktigt provröret. Den gröna färgen på lösningen blir gul:
CrCl3 + 4NaOH = NaCrO2 + 3NaCl + 2H2O
Cr3+ + 4OH- = CrO +2H2O
2NaCrO2 + 3H2O2 + 2NaOH = 2Na2CrO4 + 4H2O
2CrO + 3H2O2 + 2OH- = 2CrO + 4H2O
Reaktion på Co 2+ jon
Utspädda lösningar av koboltsalter är rosa till färgen. Rhodanidjon med koboltjoner bildar ett blått komplexsalt.
Häll 2-3 droppar kobolt (II)-lösning i ett provrör, tillsätt lite torrt ammoniumtiocyanatsalt och tillsätt 5-6 droppar amyl- eller isoamylalkohol. Rör om blandningen. Observera separeringen av vätskor och färgningen av det översta lagret i blått eller mörkblått.
CoCl2 + 4NH4CNS = (NH4)2 + 2NH4Cl
Co 2+ + 4CNS - = 2-
Denna reaktion störs av järn(III)joner, som bildar en blodröd förening med tiocyanat. Därför är järn(III)joner preliminärt bundna till ett färglöst komplex med natriumfluorid eller ammoniumfluorid.
Reaktion på Ni 2+ jon
Lösningar av nickelsalter är gröna till färgen.
Nickeljoner i ammoniakmedium bildar med dimetylglyoxim en fällning av ett scharlakansrött komplexsalt.
Denna reaktion störs av järnjoner och tvåvärda järnjoner:
Reaktion på Zn 2+ jon
Lösningar av zinksalter är färglösa.
Med kaliumhexacyanoferrat (II) bildar zinkjoner en amorf salladsfärgad fällning:
3ZnCl2 + 2K 4 2 = K 2 Zn 3 2 ↓ + 6KCl
2K + + 3Zn 2+ + 2 4- = K 2 Zn 3 2 ↓
Reaktion till Al3+-jon
Lösningar av aluminiumsalter är färglösa.
När alkalier försiktigt tillsätts (droppe för droppe) bildas en vit fällning i form av vita gelatinösa flingor, ofta flytande till ytan av lösningen:
AlCl3 + 3NaOH = Al (OH) 3 ↓ + 3NaCl
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓
Aluminiumhydroxid har amfotära egenskaper: när Al (OH) 3 behandlas med en syra- eller alkalilösning löses fällningen:
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + 3NaOH = Na3
Al(OH)3 + 3OH - = 3-
Reaktion på Ag+-jon
1. Kloridjon fäller ut silverjoner från lösning i form av en vit ostliknande fällning:
AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3
Ag + + Cl - = AgCl↓
Silverklorid är olösligt i salpetersyra, men lösligt i ammoniumhydroxid:
AgCl + 2NH4OH = Cl + 2H2O
Om den resulterande Cl-lösningen behandlas med en lösning av salpetersyra, fälls AgCl ut igen i form av en ostaktig vit fällning:
Cl + 2HNO3 = AgCl↓ + 2NH4NO3
2. Jodid - en jon med silverjoner bildar en gul fällning:
AgNO 3 + KJ = AgJ↓ + KNO 3
Ag + + J - = AgJ↓
Reaktion på Pb 2+ jon
1. Kloridjon fäller ut blyjoner i form av en vit ostliknande fällning:
Pb(NO3)2 + 2HCl = PbCl2 ↓ + 2HNO3
Pb2+ + 2Cl- = PbCl2 ↓
Blyklorid är olösligt i ammoniumhydroxid:
PbCl2 + NH4OH = ingen reaktion.
2. Jodidjon fäller ut blyjoner i form av en gul fällning:
Pb (NO 3) 2 + 2KJ = PbJ 2 ↓ + 2KNO 3
Pb2+ + 2J - = PbJ2 ↓
Lös upp en del av sedimentet i 5-6 droppar ättiksyra under uppvärmning och kyl sedan försiktigt under rinnande kallt vatten. Blyklorid fälls ut från lösningen i form av gyllene flingor.
Reaktion på Cu2+-jon
1. Ammoniumhydroxid, tillsatt i överskott till kopparsalter, bildar en löslig komplex förening med blåklintsblå färg:
CuSO4 + 4NH4OH = SO4 + 4H2O
Cu2+ + 4NH4OH = 2+ + 4H2O
2. Kaliumhexacyanoferrat fäller ut koppar(II)jon från lösning i form av en rödbrun fällning:
2CuSO 4 + K 4 = Cu 2 ↓ + 2K 2 SO 4
2Cu2+ + 4- = Cu2 ↓
Reaktion på Cd2-jon +
Sulfidjon i en lätt sur miljö fäller ut kadmiumjoner från lösning i form av en gul fällning:
CdCl2 + Na2S = CdS↓ + 2NaCl
Cd2+ + S2- = CdS↓
Kontrollfrågor
1. Ge exempel på katjoner och anjoner som kan detekteras med hjälp av redoxreaktioner.
2. Vilka joner bildar färgade komplexa föreningar: Cu 2+ ; Cu+; Fe 2+; Fe 3+; Co3+; Zn2+; Ag+?
3. Närvaron av vilka joner kan detekteras genom bildning av flyktiga ämnen: SO; SÅ ; CO; P.O.; Na+; NH?
4. Hur bevisar man närvaron av Cu 2+ och Ag + joner i samma lösning?
Laborationer nr 3 (4 timmar)
Ämne: Karbonater. Vattenhårdhet (permanent och tillfällig).
Mål: lär dig om sätt att eliminera tillfällig och permanent vattenhårdhet.
TEORETISK DEL
Närvaron av Ca 2+ och Mg 2+ joner i vatten orsakar den så kallade vattenhårdheten. Hårt vatten orsakar ökad tvålkonsumtion, eftersom interaktionen av kalcium- och magnesiumsalter med tvål bildar olösliga fällningar:
2C 17 Hz 5 COONa + Ca (HCO 3) 2 = 2 NaHCO3 + (C 17 H 35 COO) 2 Ca¯
Hårt vatten bildar avlagringar på väggarna i ångpannor, som har dålig värmeledningsförmåga. Dessutom främjar skalan korrosion av pannans väggar. I hårt vatten kokar kött och grönsaker inte bra, och te brygger inte bra. Mycket hårt vatten är inte lämpligt att dricka. Den villkorliga klassificeringen av vatten efter hårdhetsnivå anges i tabellen. 3.
Endast en liten del av oorganiska föreningar kan detekteras med hjälp av specifika reagenser och reaktioner. Mycket oftare i analytisk praktik identifieras vissa element i form av katjoner eller anjoner.
Många kvalitativa reaktioner är kända för dig från en skolkemikurs, och du kan bli bekant med några igen.
Ammoniak NH 3– färglös gas, kondenserar vid rumstemperatur under övertryck; Flytande ammoniak är färglös, fast ammoniak är vit.
Ammoniak upptäcks genom sin karakteristiska lukt. Ett papper fuktat med en lösning av kvicksilver (I) nitrat Hg 2 (NO 3) 2 blir svart när det utsätts för ammoniak på grund av bildning av metalliskt kvicksilver:
4NH 3 + H 2 O + 2 Hg 2 (NO 3) 2 = (Hg 2 N) NO 3 H 2 O↓ + 2Hg↓ + 3NH 4 NO 3
Arsin AsH 3– en färglös gas som ibland har en vitlökslukt som orsakas av oxidationsprodukterna av arsin i luften. När arsin passerar genom ett glasrör fyllt med väte uppvärmt till 300-350°C, avsätts arsenik på dess väggar i form av en svartbrun spegel, som lätt löser sig i en alkalisk lösning av natriumhypoklorit:
2AsH3 = 2As + 3H2,
2As + 6NaOH + 5NaClO = 2Na3AsO4 + 5NaCl + 3H2O.
Brom Br 2– mörkröd tung vätska, förvandlas lätt till en rödbrun gas. Brom bestäms av färgreaktioner med organiska ämnen. Brom färgar ett lager av ett organiskt lösningsmedel (till exempel koltetraklorid eller bensen) gult, medan fuchsin gör det rödviolett.
Dessutom bestäms brom genom reaktion med fluorescein
Som ett resultat av ersättningen av väteatomer i fluorescein med bromatomer erhålls färgämnen, varav ett kallas eosin.
Eosin eller tetrabromfluorescein C20H8Br4O5 - kristalliserar från en alkohollösning med en molekyl kristallisationsalkohol. Vid 100°C sublimeras den. Kaliumsaltet av tetrabromfluorescein löses i en koncentrerad alkohollösning av kaliumhydroxid och ger en blå lösning. När eosin kokas med svavelsyra erhålls en dimer förening C 40 H 13 Br 7 O 10, som kristalliseras ur aceton i stålblå nålar och har karaktären av en syra. Tetrabromidderivatet, såväl som de lägre graderna av fluoresceinbromering, är röda färger med en gul (med mindre brom) eller blå nyans. Kalium- och natriumsalter av tetrabromfluorescein och lägre grader av bromering av fluorescein handlas under namnet "vattenlösliga eosiner." Eosin används för att färga silke och ull utan betningsmedel (i en lätt sur miljö används det också för att producera specifika papper som absorberar gröna och violetta strålar).
Vatten H2O– färglös vätska, i ett tjockt lager – blågrön, flyktig; fast vatten (is) sublimerar lätt. Vatten detekteras genom bildandet av färgade kristallina hydrater med många ämnen, till exempel:
CuS04 + 5H2O = SO4·H2O (blått kristallint hydrat).
Vatten bestäms kvantitativt med användning av K. Fischer-metoden. Sedan upptäckten 1935 har Karl Fischer-titreringsmetoden spridit sig över hela världen. Med denna metod kan vattenhalten i gaser, vätskor och fasta ämnen bestämmas enkelt och med en hög grad av noggrannhet, oavsett typ av prov, dess aggregationstillstånd eller närvaron av flyktiga komponenter. Karl Fischer titrering har ett brett spektrum av tillämpningar och används inom olika områden, såsom bestämning av vatten i livsmedel, kemikalier, läkemedel, kosmetika och mineraloljor.
Fischer-metodens reagens är en lösning av jod och svavel (IV) oxid i pyridin (Py) och metanol. Pyridin är nödvändigt för att binda sura reaktionsprodukter och skapa ett optimalt pH i intervallet 5-8.
Titrering baseras på följande reaktioner:
PySO4 + CH3OH = PyH + CH3SO
PyH + ·CH3SO + PyI2 + H2O + Py = 2(PyH + ·I –) + PyH + ·CH3SO.
Närvaron av vatten bestäms av försvinnandet av den gula färgen på jod.
Jod I 2– violettsvart med metallglans, flyktigt ämne. Bestäms av färgreaktioner:
– bildar en inklusionsförening med stärkelse, färgad lila;
– ett lager av organiskt lösningsmedel (kloroform eller koltetraklorid) blir rosa-violett.
En kvalitativ reaktion på jod anses vara interaktion med natriumtiosulfat, åtföljd av missfärgning av jodlösningen:
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6.
Syre O 2- en färglös gas, i flytande tillstånd - ljusblå, i fast tillstånd - blå. För att bevisa närvaron av syre används dess förmåga att stödja förbränning, såväl som många oxidativa reaktioner. Till exempel oxidationen av ett färglöst ammoniakkomplex av koppar (I) till en ljust färgad koppar (II) förening.
Ozon O 3– en ljusblå gas med en fräsch lukt, i flytande tillstånd är den mörkblå, i fast tillstånd är den mörklila (till svart). Om en bit papper fuktad med lösningar av kaliumjodid och stärkelse införs i luften som innehåller ozon, blir pappersbiten blå:
O3 + 2KI + H2O = I2 + 2KOH + O2.
Denna metod för att upptäcka ozon kallas jodometri.
Kolmonoxid (IV), koldioxid CO 2– färglös gas, när den komprimeras och kyls omvandlas den lätt till flytande och fast tillstånd. Fast CO 2 ("torris") sublimeras vid rumstemperatur. Koldioxid i processerna där den bildas bevisas av grumligheten hos kalk eller barytvatten (mättade lösningar av Ca(OH) 2 respektive Ba(OH) 2):
Ca(OH)2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O, Ba (OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 ↓ + H 2 O.
De flesta ämnen i en koldioxidatmosfär brinner inte, men följande reaktion är möjlig:
CO2 + 2Mg = 2MgO + C,
d.v.s. kol(IV)monoxid stöder förbränningen av magnesium, varvid reaktionen producerar vit magnesiumoxid "aska" och svart sot.
Väteperoxid H 2 O 2– färglös trögflytande vätska, i ett tjockt lager – ljusblå. Bryts ner i ljus och frigör syre. Väteperoxid detekteras av följande reaktioner:
– utseendet av en gul färg när den interagerar med en lösning av kaliumjodid:
H2O2 + 2KI = 2KOH + I2,
– separering av mörk silverfällning från en ammoniaklösning av silveroxid:
H2O2 + Ag2O = 2Ag + O2 + H2O;
– färgförändring vid interaktion med blysulfidfällning från svart till vit:
4H2O2 + PbS = PbS04 + 4H2O.
Kvicksilver Hg– silvervit metall, flytande vid rumstemperatur; formbar i fast tillstånd. Avdunstar lätt. Kvicksilverånga (farligare för människor än själva metallen) bestäms med hjälp av kemiska indikatorer (KI, I 2, CuI, SeS, Se, AuBr 3, AuCl 3 och andra), till exempel:
3Hg + 2I 2 = HgI 2 + Hg 2 I 2 ↓,
Svavelväte H 2 Sär en färglös gas som luktar ruttna ägg. Svavelväte detekteras genom följande reaktioner:
– svärtning av ett papper indränkt i en lösning av blysalt:
H2S + Pb(NO3)2 = PbS↓ + 2HNO3;
– när svavelväte leds genom en lösning av jod (jodvatten) blir lösningen missfärgad och en lätt grumlighet bildas:
H2S + I2 = 2HI + S↓.
Fosfin PH 3- en färglös gas med en stickande lukt av ruttet fisk. När det blandas med syre exploderar det lätt.
Klor Cl2– gulgrön gas med stickande lukt. Klor detekteras av den gula färgen av fluorescein i ett alkaliskt medium, såväl som av jod-stärkelse-reaktionen:
Cl2 + 2KI = 2KCl + I2,
d.v.s. i en atmosfär av klor blir ett papper fuktat med lösningar av kaliumjodid och stärkelse blått.
- 1. Kvalitativa reaktioner av oorganisk kemi. Alla kemister, både erfarna och nybörjare, har hört denna term minst en gång. Inom kemi är kvalitativa reaktioner mycket viktiga; en av kemins grenar är nära besläktad med dem - analytisk kemi. Så i den här artikeln kommer jag att presentera kvalitativa reaktioner, både från skolkursen och lite "icke-standard". Nåväl, låt oss börja! Kvalitativa reaktioner bestäms av katjoner, anjoner och ibland hela föreningar. 1. Kvalitativa reaktioner på katjoner. 1.1.1 Kvalitativa reaktioner på alkalimetallkatjoner (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+). Alkalimetallkatjoner kan endast utföras med torra salter, eftersom Nästan alla alkalimetallsalter är lösliga. De kan upptäckas genom att tillsätta en liten mängd salt till brännarens låga. Den eller den katjonen färgar lågan i motsvarande färg: Li+ - mörkrosa. Na+ - gul. K+ - lila. Rb+ - röd. Cs+ - blå. Katjoner kan också detekteras med hjälp av kemiska reaktioner. När en lösning av litiumsalt kombineras med fosfater, bildas en olöslig i vatten, men löslig i konc. salpetersyra, litiumfosfat: 3Li+ + PO43- = Li3PO4↓ Li3PO4 + 3HNO3 = 3LiNO3 + H3PO4 K+ katjon kan avlägsnas med vätetartratanjon HC4H4O6 - - vinsyraanjon: K+ + HC4H4O6 - = KHC4K+ kan identifieras c↓4K4+ och RHC4 genom att till lösningar deras salter av kiselfluorkiselsyra H2 eller dess salter - hexafluorsilikater: 2Me+ + 2- = Me2↓ (Me = K, Rb) De och Cs+ fälls ut från lösningar när perkloratanjoner tillsätts: Me+ + ClO4 - = MeClO4↓ ( Me = K, Rb, Cs). 1.1.2 Kvalitativa reaktioner på alkaliska jordartsmetallkatjoner (Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ra2+). Alkaliska jordartsmetallkatjoner kan detekteras på två sätt: i lösning och genom flamfärg. Förresten inkluderar jordalkalimineraler kalcium, strontium, barium och radium. Beryllium och magnesium kan inte klassificeras i denna grupp, som de gärna gör på Internet. Flamfärg: Ca2+ - tegelröd. Sr2+ - karminröd. Ba2+ - gulgrön. Ra2+ - mörkröd. Reaktioner i lösningar. Katjonerna av metallerna i fråga har ett gemensamt drag: deras karbonater och sulfater är olösliga. Ca2+-katjonen detekteras helst av karbonatanjonen CO3 2-: Ca2+ + CO3 2- = CaCO3↓ som lätt löser sig i salpetersyra med frigöring av koldioxid: 2H+ + CO3 2- = H2O + CO2 Katjonerna Ba2+, Sr2+ och Ra2+ föredrar att detekteras av sulfatanjonen med bildning av sulfater olösliga i syror: Sr2+ + SO4 2- = SrSO4↓ Ba2+ + SO4 2- = BaSO4↓ Ra2+ + SO4 2- = RaSO4↓ 1. 1.3. Kvalitativa reaktioner på katjonerna av bly (II) Pb2+, silver (I) Ag+, kvicksilver (I) Hg2+, kvicksilver (II) Hg2+. Låt oss titta på dem med bly och silver som exempel. Denna grupp av katjoner har ett gemensamt drag: de bildar olösliga klorider. Men bly- och silverkatjoner kan också detekteras av andra halogenider.
- 2. Kvalitativ reaktion på blykatjonen - bildandet av blyklorid (vit fällning), eller bildandet av blyjodid (ljusgul fällning): Pb2+ + 2I- = PbI2↓ Kvalitativ reaktion på silverkatjonen - bildandet av en vit ostliknande fällning av silverklorid, gulaktig vit fällning av silverbromid, bildning av en gul fällning av silverjodid: Ag+ + Cl- = AgCl↓ Ag+ + Br- = AgBr↓ Ag+ + I- = AgI↓ Som framgår av ovanstående reaktioner är silverhalogenider (förutom fluorid) olösliga och bromid och jodid har till och med färg. Men detta är inte deras utmärkande drag. Dessa föreningar sönderdelas under påverkan av ljus till silver och motsvarande halogen, vilket också hjälper till att identifiera dem. Därför avger behållare som innehåller dessa salter ofta lukter. När natriumtiosulfat tillsätts till dessa fällningar sker upplösning: AgHal + 2Na2S2O3 = Na3 + NaHal, (Hal = Cl, Br, I). Samma sak kommer att hända när man tillsätter flytande ammoniak eller dess konc. lösning. Endast AgCl löses upp. AgBr och AgI är praktiskt taget olösliga i ammoniak: AgCl + 2NH3 = Cl Det finns också en annan kvalitativ reaktion på silverkatjonen - bildningen av svart silveroxid när alkali tillsätts: 2Ag+ + 2OH- = Ag2O↓ + H2O Detta beror på faktum att silverhydroxid när inte existerar under normala förhållanden och omedelbart sönderdelas till oxid och vatten. 1.1.4. Kvalitativ reaktion på katjoner av aluminium Al3+, krom (III) Cr3+, zink Zn2+, tenn (II) Sn2+. Dessa katjoner kombineras för att bilda olösliga baser, som lätt omvandlas till komplexa föreningar. Gruppreagens - alkali. Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ + 3OH- = 3- Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3↓ + 3OH- = 3- Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2↓ + 2OH- = 2 - Sn2+ + 2OH- = Sn(OH)2↓ + 2OH- = 2- Glöm inte att baserna av Al3+, Cr3+ och Sn2+ katjonerna inte omvandlas till en komplex förening av ammoniakhydrat. Detta används för att fullständigt fälla ut katjoner. Zn2+ vid tillsats av konc. ammoniaklösning bildar först Zn(OH)2, och i överskott främjar ammoniak upplösningen av fällningen: Zn(OH)2 + 4NH3 = (OH)2 En lösning innehållande 3-, vid tillsats av klor- eller bromvatten i ett alkaliskt medium , blir gul på grund av bildning av kromatanjonen CrO4 2-: 23- + 3Br2 + 4OH- = 2CrO4 2- + 6Br- + 8H2O 1.1.5. Kvalitativ reaktion på järn (II) och (III) katjoner Fe2+, Fe3+. Dessa katjoner bildar också olösliga baser. Fe2+-jonen motsvarar järn(II)hydroxid Fe(OH)2 - en vit fällning. I luften blir den omedelbart täckt med en grön beläggning, så ren Fe(OH)2 erhålls i en atmosfär av inerta gaser eller kväve N2. Fe3+-katjonen motsvarar järn(III)-metahydroxid FeO(OH) med brun färg. Obs: föreningar med Fe(OH)3-sammansättning är okända (ej erhållna). Men ändå håller majoriteten fast vid notationen Fe(OH)3. Kvalitativ reaktion på Fe2+: Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓ Fe(OH)2, som är en förening av tvåvärt järn i luft, är instabil och övergår gradvis till järn(III)hydroxid: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe( OH)3 Kvalitativ reaktion på Fe3+: Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ En annan kvalitativ reaktion på Fe3+ är interaktionen med tiocyanatanjonen SCN-, som producerar järn(III)tiocyanat Fe(SCN) 3, en färglösning i mörkröd färg (”blodeffekten”): Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 Järn(III)rhodanid "förstörs" lätt genom att tillsätta alkalimetallfluorider:
- 3. 6NaF + Fe(SCN)3 = Na3 + 3NaSCN Lösningen blir färglös. Mycket känslig reaktion på Fe3+, hjälper till att upptäcka även mycket små spår av denna katjon. 1.1.6. Kvalitativ reaktion på mangan (II) katjon Mn2+. Denna reaktion är baserad på den allvarliga oxidationen av mangan i en sur miljö med en förändring i oxidationstillståndet från +2 till +7. I det här fallet blir lösningen mörklila på grund av utseendet av permanganatanjon. Låt oss titta på exemplet med mangannitrat: 2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O 1.1.7. Kvalitativ reaktion på katjoner av koppar (II) Cu2+, kobolt (II) Co2+ och nickel (II) Ni2+. Det speciella med dessa katjoner är bildandet av komplexa salter med ammoniakmolekyler - ammoniak: Cu2+ + 4NH3 = 2+ Ammoniakfärglösningar i ljusa färger. Till exempel, kopparammoniak färgar lösningen ljust blå. 1.1.8. Kvalitativa reaktioner på ammoniumkatjonen NH4+. Interaktionen mellan ammoniumsalter och alkalier under kokning: NH4 + + OH- =t= NH3 + H2O När det tas upp till ytan blir vått lackmuspapper blått. 1.1.9. Kvalitativ reaktion på cerium (III) katjon Ce3+. Interaktion av cerium(III)salter med en alkalisk lösning av väteperoxid: Ce3+ + 3OH- = Ce(OH)3↓ 2Ce(OH)3 + 3H2O2 = 2Ce(OH)3(OOH)↓ + 2H2O Cerium(IV)peroxohydroxid har en rödbrun färg. 1.2.1. Kvalitativ reaktion på vismut (III) katjon Bi3+. Bildandet av en ljusgul lösning av kaliumtetrajodbismutat (III) K när en lösning innehållande Bi3+ utsätts för överskott av KI: Bi(NO3)3 + 4KI = K + 3KNO3 Detta beror på att olösligt BiI3 först bildas, vilket är då bunden med jag - till komplexet. Det är här jag kommer att avsluta beskrivningen av att identifiera katjoner. Låt oss nu titta på kvalitativa reaktioner på några anjoner. 2. Kvalitativa reaktioner på anjoner. 2.1.1. Kvalitativa reaktioner på sulfidanjonen S2-. Av sulfiderna är endast sulfider av alkalimetaller och ammonium lösliga. Olösliga sulfider har en specifik färg, genom vilken en eller annan sulfid kan identifieras. Färg: MnS - köttfärgad (rosa). ZnS - vit. PbS - svart. Ag2S - svart. CdS - citrongul. SnS - choklad. HgS (metacinnabar) - svart. HgS (cinnober) - röd. Sb2S3 - orange. Bi2S3 - svart. Vissa sulfider, när de interagerar med icke-oxiderande syror, bildar giftig vätesulfidgas H2S med en obehaglig lukt (ruttna ägg): Na2S + 2HBr = 2NaBr + H2S S2- + 2H+ = H2S Och vissa är resistenta mot utspädda lösningar av HCl, HBr , HI, H2SO4, HCOOH, CH3COOH - till exempel CuS, Cu2S, Ag2S, HgS, PbS, CdS, Sb2S3, SnS och några andra. Men de överförs till en konc. salpetersyra vid kokning (Sb2S3 och HgS är svårast att lösa upp, och det senare är mycket mer
- 4. kommer att lösas upp snabbare i regenvatten): CuS + 8HNO3 =t= CuSO4 + 8NO2 + 4H2O Dessutom kan sulfidanjonen identifieras genom att tillsätta en sulfidlösning till bromvatten: S2- + Br2 = S↓ + 2Br- Den resulterande svavel fälls ut. 2.1.2. Kvalitativ reaktion på sulfatanjonen SO4 2-. Sulfatanjonen fälls vanligtvis ut av en bly- eller bariumkatjon: Pb2+ + SO4 2- = PbSO4↓ Fällningen av blysulfat är vit. 2.1.3. Kvalitativ reaktion på silikatanjon SiO3 2-. Silikatanjonen fälls lätt ut ur lösningen i form av en glasartad massa när starka syror tillsätts: SiO3 2- + 2H+ = H2SiO3↓ (SiO2 * nH2O) 2.1.4. För kvalitativa reaktioner på kloridanjonen Cl-, bromidanjonen Br-, jodidanjonen I-, se avsnittet "kvalitativa reaktioner på silverkatjonen Ag+". 2.1.5. Kvalitativ reaktion på sulfitanjonen SO3 2-. När starka syror tillsätts till en lösning bildas svaveldioxid SO2 - en gas med stickande lukt (lukten av en tänd tändsticka): SO3 2- + 2H+ = SO2 + H2O 2.1.6. Kvalitativ reaktion på karbonatanjonen CO3 2-. När starka syror tillsätts till en karbonatlösning bildas koldioxid CO2 som släcker den brinnande splittern: CO3 2- + 2H+ = CO2 + H2O 2.1.7. Kvalitativ reaktion på tiosulfatanjonen S2O3 2-. När en lösning av svavelsyra eller saltsyra tillsätts till en lösning av tiosulfat, bildas svaveldioxid SO2 och elementärt svavel S fälls ut: S2O3 2- + 2H+ = S↓ + SO2 + H2O 2.1.8. Kvalitativ reaktion på kromatanjonen CrO4 2-. När en lösning av bariumsalter tillsätts till en kromatlösning fälls en gul fällning av bariumkromat BaCrO4, som sönderdelas i en starkt sur miljö: Ba2+ + CrO4 2- = BaCrO4↓ Lösningar av kromater färgas gula. När lösningen surgörs ändras färgen till orange, motsvarande dikromatanjonen Cr2O7 2-: 2CrO4 2- + 2H+ = Cr2O7 2- + H2O Dessutom är kromater oxidationsmedel i alkaliska och neutrala miljöer (oxidationsförmågan är sämre än de för dikromater): S2- + CrO4 2- + H2O = S + Cr(OH)3 + OH- 2.1.9. Kvalitativ reaktion på dikromatanjonen Cr2O7 2-. När en silversaltlösning tillsätts till en dikromatlösning bildas en orange fällning Ag2Cr2O7: 2Ag+ + Cr2O7 2- = Ag2Cr2O7↓ Lösningar av dikromater färgas orange. När lösningen alkaliseras ändras färgen till gul, motsvarande kromatanjonen CrO4 2-: Cr2O7 2- + 2OH- = 2CrO4 2- + H2O Dessutom är dikromater starka oxidationsmedel i en sur miljö. När eventuellt reduktionsmedel tillsätts till en surgjord dikromatlösning kommer lösningens färg att ändras från orange till grön, motsvarande krom(III)-katjonen Cr3+ (bromidanjon som reduktionsmedel): 6Br- + Cr2O7 2- + 14H+ = 3Br2 + 2Cr3+ + 7H2O Effektiv kvalitativ reaktion på sexvärt krom - mörkblå färg på lösningen vid tillsats av konc. väteperoxid i eter. Kromperoxid av kompositionen CrO5 bildas. 2.2.0. Kvalitativ reaktion på permanganatanjonen MnO4 -. Permanganatanjonen "ger ut" den mörklila färgen på lösningen. Dessutom är permanganater de starkaste oxidationsmedlen i en sur miljö de reduceras till Mn2+ (den lila färgen försvinner), i en neutral miljö - till Mn+4 (färgen försvinner, en brun fällning av mangandioxid MnO2 fälls ut) och i en alkalisk miljö - till MnO4 2- (lösningens färg ändras till mörkgrön): 5SO3 2- + 2MnO4 - + 6H+ = 5SO4 2- + 2Mn2+ + 3H2O 3SO3 2- + 2MnO4 - + H2O = 3SO4 2- + 2MnO2↓ + 2OH- SO3 2- + 2MnO4 - + 2OH- = SO4 2- + 2MnO4 2- + H2O
- 5. 2.2.1. Kvalitativ reaktion på manganatanjonen MnO4 2-. När manganatlösningen surgörs ändras den mörkgröna färgen till mörklila, motsvarande permanganatanjonen MnO4 -: 3K2MnO4(sol.) + 4HCl(utspädd) = MnO2↓ + 2KMnO4 + 4KCl + 2H2O 2.2.2. Kvalitativ reaktion på fosfatanjonen PO4 3-. När en silversaltlösning tillsätts till en fosfatlösning fälls en gulaktig fällning av silver(I)fosfat Ag3PO4 ut: 3Ag+ + PO4 3- = Ag3PO4↓ Reaktionen för divätefosfatanjonen H2PO4 - är liknande. 2.2.3. Kvalitativ reaktion på ferratanjonen FeO4 2-. Utfällning av rött bariumferrat från en lösning (reaktionen utförs i alkalisk miljö): Ba2+ + FeO4 2- =OH- = BaFeO4↓ Ferrater är de starkaste oxidationsmedlen (starkare än permanganater). Stabil i alkalisk miljö, instabil i sur miljö: 4FeO4 2- + 20H+ = 4Fe3+ + 3O2 + 10H2O 2.2.4. Kvalitativ reaktion på nitratanjonen NO3 -. Nitrater i lösning uppvisar inte oxiderande egenskaper. Men när lösningen surgörs kan de oxidera till exempel koppar (lösningen surgörs vanligtvis med utspädd H2SO4): 3Cu + 2NO3 - + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 2.2.5. Kvalitativ reaktion på hexacyanoferrat (II) och (III) joner 4- och 3-. Vid tillsats av lösningar innehållande Fe2+ bildas en mörkblå fällning (Turnboole blue, preussian blue): K3 + FeCl2 = KFe + 2KCl (i detta fall består fällningen av en blandning av KFe(II), KFe(III), Fe32 Fe43). 2.2.6. Kvalitativ reaktion på arsenatanjonen AsO4 3-. Bildandet av vattenolösligt silver (I) arsenat Ag3AsO4, som har en café-au-lait-färg: 3Ag+ + AsO4 3- = Ag3AsO4↓ Här är de viktigaste kvalitativa reaktionerna på anjoner. Därefter kommer vi att titta på kvalitativa reaktioner på enkla och komplexa ämnen. 3. Kvalitativa reaktioner på enkla och komplexa ämnen. Vissa enkla och komplexa ämnen, som joner, upptäcks genom kvalitativa reaktioner. Nedan kommer jag att beskriva kvalitativa reaktioner på några ämnen. 3.1.1. Kvalitativ reaktion på väte H2. En skällande pop när du tar med en brinnande splitter till en vätekälla. 3.1.2. Kvalitativ reaktion på kväve N2. Släckning av en brinnande splitter i kväveatmosfär. När Ca(OH)2 leds in i lösningen bildas ingen fällning. 3.1.3. Kvalitativ reaktion på syre O2. Den ljusa antändningen av en pyrande splitter i en syreatmosfär. 3.1.4. Kvalitativ reaktion på ozon O3. Samspelet mellan ozon och en lösning av jodider med utfällning av kristallint jod I2: 2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2↓ + O2 Till skillnad från ozon kommer syre inte in i denna reaktion. Förlitar sig på 3.1.5. Kvalitativ reaktion på klor Cl2. Klor är en gulgrön gas med en mycket obehaglig lukt. När brist på klor interagerar med lösningar av jodider, fälls elementärt jod I2 ut: 2KI + Cl2 = 2KCl + I2↓ Överskott av klor kommer att leda till oxidation av den resulterande joden: I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10,6 HCl 3. Kvalitativa reaktioner på ammoniak NH3. Obs: dessa reaktioner ges inte i skolkursen. Dessa är dock de mest tillförlitliga kvalitativa reaktionerna på ammoniak. Svärtning av ett papper indränkt i en lösning av kvicksilversalt (I) Hg2 + : Hg2Cl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl + Hg + NH4Cl Papperet blir svart på grund av frigörandet av fint dispergerat kvicksilver.
- 6. Reaktion av ammoniak med en alkalisk lösning av kaliumtetrajodomerkurat (II) K2 (Nesslers reagens): 2K2 + NH3 + 3KOH = I · H2O↓ + 7KI + 2H2O Komplex I · H2O av brun färg (rostfärg) faller ut. De två sista reaktionerna är de mest tillförlitliga för ammoniak. Reaktion av ammoniak med väteklorid (”rök” utan eld): NH3 + HCl = NH4Cl 3.1.7. Kvalitativ reaktion på fosgen (kolklorid, karbonylklorid) COCl2. Utsläpp av vit "rök" från ett papper indränkt i ammoniaklösning: COCl2 + 4NH3 = (NH2)2CO + 2NH4Cl 3.1.8. Kvalitativ reaktion på kolmonoxid (kolmonoxid) CO. Lösningens grumlighet när kolmonoxid passeras in i en lösning av palladium(II)klorid: PdCl2 + CO + H2O = CO2 + 2HCl + Pd↓ 3.1.9. Kvalitativ reaktion på koldioxid (koldioxid) CO2. Släckning av en pyrande splitter i en atmosfär av koldioxid. Att passera koldioxid i en lösning av släckt kalk Ca(OH)2: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O Ytterligare passering leder till upplösning av fällningen: CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 3.2 .1. Kvalitativ reaktion på kväveoxid (II) NO. Kväveoxid (II) är mycket känslig för atmosfäriskt syre, därför blir den brun i luften och oxiderar till kväveoxid (IV) NO2: 2NO + O2 = 2NO2
