Качественное определение ионов таблица. Качественные реакции на неорганические вещества

1. Качественные реакции на катионы.
1.1.1 Качественные реакции на катионы щелочных металлов (Li + , Na + , K + , Rb + , Cs +).
Катионы щелочных металлов возможно провести только с сухими солями, т.к. практически все соли щелочных металлов растворимы. Обнаружить их можно при внесении небольшого количества соли в пламя горелки. Тот или иной катион окрашивает пламя в соответствующий цвет:
Li + - темно-розовый.
Na + - желтый.
K + - фиолетовый.
Rb + - красный.
Cs + - голубой.
Катионы так же можно обнаружить и с помощью химических реакций. При сливании раствора соли лития с фосфатами образуется нерастворимый в воде, но растворимый в конц. азотной кислоте, фосфат лития:
3Li + + PO4 3- = Li 3 PO 4 ↓
Li 3 PO 4 + 3HNO 3 = 3LiNO 3 + H 3 PO 4

Катион K + можно вывести гидротартрат-анионом HC 4 H 4 O 6 - - анионом винной кислоты:
K + + HC 4 H 4 O 6 - = KHC 4 H 4 O 6 ↓

Катионы K + и Rb + можно выявить добавлением к растворам их солей кремнефтористой кислоты H 2 или ее солей - гексафторсиликатов:
2Me + + 2- = Me 2 ↓ (Me = K, Rb)

Они же и Cs + осаждаются из растворов при добавлении перхлорат-анионов:
Me + + ClO 4 - = MeClO 4 ↓ (Me = K, Rb, Cs).

1.1.2 Качественные реакции на катионы щелочно-земельных металлов (Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Ra 2+).
Катионы щелочно-земельных металлов можно выявить двумя способами: в растворе и по окраске пламени. Кстати, к щелочно-земельным относятся кальций, стронций, барий и радий. Бериллий и магний нельзя отнести к этой группе, как это любят делать на просторах Интернета.
Окраска пламени:
Ca 2+ - кирпично-красный.
Sr 2+ - карминово-красный.
Ba 2+ - желтовато-зеленый.
Ra 2+ - темно-красный.

Реакции в растворах. Катионы рассматриваемых металлов имеют общую особенность: их карбонаты и сульфаты нерастворимы. Катион Ca 2+ предпочитают выявлять карбонат-анионом CO 3 2- :
Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓
Который легко растворяется в азотной кислоте с выделением углекислого газа:
2H + + CO 3 2- = H 2 O + CO 2
Катионы Ba 2+ , Sr 2+ и Ra 2+ предпочитают выявлять сульфат-анионом с образованием сульфатов, нерастворимых в кислотах:
Sr 2+ + SO 4 2- = SrSO 4 ↓
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
Ra 2+ + SO 4 2- = RaSO 4 ↓

1.1.3. Качественные реакции на катионы свинца (II) Pb 2+ , серебра (I) Ag + , ртути (I) Hg 2 + , ртути (II) Hg 2+ . Рассмотрим их на примере свинца и серебра.
Эта группу катионов объединяет одна общая особенность: они образуют нерастворимые хлориды. Но катионы свинца и серебра можно выявить и другими галогенидами.

Качественная реакция на катион свинца - образование хлорида свинца (осадок белого цвета), либо образование иодида свинца (осадок ярко желтого цвета):
Pb 2+ + 2I - = PbI 2 ↓

Качественная реакция на катион серебра - образование белого творожистого осадка хлорида серебра, желтовато-белого осадка бромида серебра, образование желтого осадка иодида серебра:
Ag + + Cl - = AgCl↓
Ag + + Br - = AgBr↓
Ag + + I - = AgI↓
Как видно из выше изложенных реакций, галогениды серебра (кроме фторида) нерастворимы, а бромид и иодид даже имеют окраску. Но отличительная черта их не в этом. Данные соединения разлагаются под действием света на серебро и соответствующий галоген, что также помогает их идентифицировать. Поэтому часто емкости с этими солями испускают запахи. Также при добавлении к данным осадкам тиосульфата натрия происходит растворение:
AgHal + 2Na 2 S 2 O 3 = Na 3 + NaHal, (Hal = Cl, Br, I).
То же самое произойдет при добавлении жидкого аммиака или его конц. раствора. Растворяется только AgCl. AgBr и AgI в аммиаке практически нерастворимы :
AgCl + 2NH 3 = Cl

Существует также еще одна качественная реакция на катион серебра - образование оксида серебра черного цвета при добавлении щелочи:
2Ag + + 2OH - = Ag 2 O↓ + H 2 O
Это связано с тем, что гидроксид серебра при нормальных условиях не существует и сразу же распадается на оксид и воду.

1.1.4. Качественная реакция на катионы алюминия Al 3+ , хрома (III) Cr 3+ , цинка Zn 2+ , олова (II) Sn 2+ . Данные катионы объединены образованием нерастворимых оснований, легко переводимых в комплексные соединения. Групповой реагент - щелочь.
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-
Не стоит забывать, что основания катионов Al 3+ , Cr 3+ и Sn 2+ не переводятся в комплексное соединение гидратом аммиака. Этим пользуются, чтобы полностью осадить катионы. Zn 2+ при добавлении конц. раствора аммиака сначала образует Zn(OH) 2 , а при избытке аммиак способствует растворению осадка:
Zn(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2

1.1.5. Качественная реакция на катионы железа (II) и (III) Fe 2+ , Fe 3+ . Данные катионы также образуют нерастворимые основания. Иону Fe 2+ отвечает гидроксид железа (II) Fe(OH) 2 - осадок белого цвета. На воздухе сразу покрывается зеленым налетом, поэтому чистый Fe(OH) 2 получают в атмосфере инертых газов либо азота N 2 .
Катиону Fe 3+ отвечает метагидроксид железа (III) FeO(OH) бурого цвета. Примечание: соединения состава Fe(OH) 3 неизвестно (не получено). Но все же большинство придерживаются записи Fe(OH) 3 .
Качественная реакция на Fe 2+ :
Fe 2+ + 2OH - = Fe(OH) 2 ↓
Fe(OH) 2 будучи соединением двухвалентного железа на воздухе неустойчиво и постепенно переходит в гидроксид железа (III):
4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3

Качественная реакция на Fe 3+ :
Fe 3+ + 3OH - = Fe(OH) 3 ↓
Еще одной качественной реакцией на Fe 3+ является взаимодействие с роданид-анионом SCN - , при этом образуется роданид железа (III) Fe(SCN) 3 , окрашивающий раствор в темно-красный цвет (эффект «крови»):
Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3
Роданид железа (III) легко «разрушается» при добавлении фторидов щелочных металлов:
6NaF + Fe(SCN) 3 = Na 3 + 3NaSCN
Раствор становится бесцветным.
Очень чувствительная реакция на Fe 3+ , помогает обнаружить даже очень незначительные следы данного катиона.

1.1.6. Качественная реакция на катион марганца (II) Mn 2+ . Данная реакция основана на жестком окислении марганца в кислой среде с изменением степени окисления с +2 до +7. При этом раствор окрашивается в темно-фиолетовый цвет из-за появления перманганат-аниона. Рассмотрим на примере нитрата марганца:
2Mn(NO 3) 2 + 5PbO 2 + 6HNO 3 = 2HMnO 4 + 5Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O

1.1.7. Качественная реакция на катионы меди (II) Cu 2+ , кобальта (II) Co 2+ и никеля (II) Ni 2+ . Особенность этих катионов в образовании с молекулами аммиака комплексных солей - аммиакатов:
Cu 2+ + 4NH 3 = 2+
Аммиакаты окрашивают растворы в яркие цвета. К примеру, аммиакат меди окрашивает раствор в ярко-синий цвет.

1.1.8. Качественные реакции на катион аммония NH 4 + . Взаимодействие солей аммония со щелочами при кипячении:
NH 4 + + OH - =t= NH 3 + H 2 O
При поднесении влажная лакмусовая бумажка окрасится в синий цвет.

1.1.9. Качественная реакция на катион церия (III) Ce 3+ . Взаимодействие солей церия (III) с щелочным раствором пероксида водорода:
Ce 3+ + 3OH - = Ce(OH) 3 ↓
2Ce(OH) 3 + 3H 2 O 2 = 2Ce(OH) 3 (OOH)↓ + 2H 2 O
Пероксогидроксид церия (IV) имеет красно-бурый цвет.

1.2.1. Качественная реакция на катион висмута (III) Bi 3+ . Образование ярко-желтого раствора тетраиодовисмутата (III) калия K при действии на раствор, содержащий Bi 3+ , избытком KI:
Bi(NO 3) 3 + 4KI = K + 3KNO 3
Связано это с тем, что сначала образуется нерастворимый BiI 3 , который затем связывается с помощью I - в комплекс.
На этом я закончу описание выявления катионов. Теперь рассмотрим качественные реакции на некоторые анионы.

Качественный анализ предназначен для обнаружения отде­льных элементов или ионов, входящих в состав вещества.

Аналитические реакции сопровождаются аналитическим эф­фектом, позволяющим получить информацию о наличии опреде­ляемого элемента. К аналитическим эффектам относят: выпадение или растворение осадка, выделение газообразных продуктов, из­менение окраски раствора, образование кристаллов определенной формы.

Для определения присутствия веществ, анионов, катионов ис­пользуются качественные реакции. Проведя их, можно подтвер­дить однозначно их наличие. Эти реакции широко используются при проведении качественного анализа, целью которого является определение наличия веществ или ионов в растворах или смесях. Приведем необходимый для сдачи ЕГЭ минимум качествен­ных реакций.

I. Качественные реакции на катионы.

1. Катион водорода Н + , изменение окраски индикаторов: крас­ный цвет лакмуса, розово-красный - метилового оранжевого.

2. Ион аммония:

NH + 4 + ОН → NH 3 + H 2 О (запах или посинение влаж­ной лакмусовой бумаги).

3. Ион Fe 2+ :

3Fe 2+ + 2 2 ↓ (турнбулева синь); Fe 2+ + 2ОН = Fe(OH) 2 ↓ . (зеленоватый осадок).

4. Ион Fe 3+ :

4Fe 3+ + 3 4- → Fe 4 3 ↓ (берлинская лазурь);

Fe 3+ + 3CNS → Fe(CNS) 3 (кроваво-красный цвет);

Fe 3+ + 3ОН - = Fe(OH) 3 ↓ (бурый осадок).

5. ИонА1 3+ :

Al 3+ + 3ОН - →А1(ОН) 3 ↓ (белый осадок, растворяется в избытке щелочи).

6. Ион Ва 2+ :

Ва 2+ + SО 4 2- → BaSО 4 ↓ . (белый осадок).

7. Ион Са 2+ :

Са 2+ + СО 3 2- →CaCО 3 ↓ . (белый осадок).

8. Ион Си 2+ :

Cu 2+ + 2ОH - → Сu(ОН) 2 ↓ (голубой осадок).

9. Иoн Ag + :

Ag + + СI - → AgCl ↓ (белый творожистый осадок).

10. Окраска пламени:

II. Качественные реакции на анионы.

1. Гидроксид-ион:ОН - : изменение окраски индикаторов: лакмус -синий, фенолфталеин - малиновый, метиловый оранжевый - желтый.

2. Галогенид-ионы:

F - + Ag + → осадок не образуется;

С1 - + Ag + → AgC↓ - белый осадок

Br - + Ag + →AgBr↓ - желтовато-белый осадок

I - + Ag + →AgI↓ - ярко-желтый осадок

3. Сульфид-ион:

H 2 S + Pb(NO 3) 2 →PbS ↓ + 2HNO 3 ;

CuSO 4 + H 2 S (Na 2 S)→H 2 SO 4 (Na,SO 4) + CuS↓ (черный осадок).

4. Сульфат-ион:

BaCI 2 + H,SO 4 →BaSO 4 ↓ + 2НС1; Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (белый осадок).

5. Нитрат-ион:

Сu 2+ + NO 3 - + 2Н + →Сu 2+ + NO 2 + Н 2 O (бурый газ).

6. Фосфат-ион:

РO 4 3- + 3Ag + → Ag 3 PO 4 ↓ (желтый осадок, который, в отличие от осадка AgBr, растворим в минеральных кислотах).

7. Хромат-ион:

СгO 4 2- + Ва 2+ → BaCrO 4 ↓ . (желтый осадок).

8. Карбонат-ион, обнаружение С0 2:
СО 3 2- + 2Н + → СO 2 + Н 2 O;

СO 2 + Са(ОН) 2 →СаСO 3 + Н 2 O;

СаСО 3 + СO 2 + Н 2 O →Са(НСO 3) 2 .

III. Качественная реакция на озон:

2KI + O 3 + Н 2 O → I 2 ↓ + 2КOН + O 2 ; KI + О 2 → не идет

Образование йода можно доказать по изменению окраски рас­твора в присутствии крахмала: происходит посинение.

Идентификация органических соединений

1. Качественные реакции на соединения, содержащие двойные и тройные связи (алкены, алкадиены, алкины, и др.). Обесцвечивание перманганата калия:

3СН 2 = СН 2 +2КМпO 4 + 4Н 2 O →3С Н 2 ОН - С Н 2 ОН + 2MnO 2 + 2KOH;

3С Н = С Н + 8КМпO 4 → 3КООС-СООК + 8МпO 2 +2КОН + 2Н 2 O.

Обесцвечивание бромной воды:

Н 3 С-СН 2 -СН=СН 2 + Вг 2 → Н 3 С-СН 2 -СН-СН 2 ;

CH≡CH + 2Вг 2 → CHBr 2 -CHBr 2

СН 2 =СН-СООН + Вг 2 → СН 2 Вг-СНВг-СООН.

Качественные реакции на многоатомные спирты, моно- и дисахариды.

Взаимодействие с Сu(ОН) 2 на холоде - это качественная реак­ция на многоатомные спирты, а также на моно- и дисахариды:

Моносахаридл (дисахарид) + Сu(ОН) (голубой осадок) → синий раствор:

3. Качественная реакция на фенолы.

С 6 Н 5 ОН + FeCl 3 → комплексное соединение темно-фиолетового цвета.

4. Качественные реакции «Серебряное зеркало» и со свежепри­готовленным осадком Си(ОН) 2 на альдегидную группу:

СН 3 СНО+ Ag 2 O(NH 3) → СН 3 СООН + 2Ag |;

НСНО + 2Ag 2 O(NH 3) →СO 2 + Н 2 O + 4Ag↓

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO+Ag 2 O(NH 3) → СН 2 ОН-(СНОН) 4 -СООН + 2Ag↓ ;

СН 3 СНО + 2Сu(ОН) 2 →СН 3 СООН + Cu 2 O↓ + 2Н 2 O

5. Качественные реакции на органические кислоты:
СН 3 СООН: лакмус красный;

СН 3 СООН + Na 2 CO 3 → CH 3 COONa + H 2 O + СO 2 (выделение газа);

НСООН: лакмус красный;

2НСООН + Na 2 CO 3 →2HCOONa + H 2 O + СO 2 (выделение газа);

НСООН + Ag 2 O(NH 3) → СO 2 + Н 2 O + 2Ag↓

6. Качественная реакция с йодом на крахмал:

(С 6 Н |0 О 5) n + I 2 →синее окрашивание.

Качественные реакции на белки

а) биуретовая реакция.

При обработке белка концентрирован­ным раствором щелочи и раствором сульфата меди появляется красно-фиолетовое окрашивание, вызванное образованием медно­го комплекса белка (реакция на пептидную связь);

б) ксантопротеиновая реакция.

При действии концентрирован­ной азотной кислоты белок окрашивается в желтый цвет. Реакция связана с наличием в молекуле белка ароматических групп, которые нитруются в мягких условиях;

в) сульфгидрильная реакция.

При добавлении к раствору белка ацетата свинца (II) и гидроксида натрия при нагревании выпадает черный осадок сульфида свинца, вследствие наличия в белке тиольных (сульфгидрильных) групп.

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.

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.