Мастер - класс по химии на тему "Качественные реакции на ионы в растворе (хлорид-, сульфат-, карбонат-ионы, ион аммония)

В мастер класс включена презентация со звуковыми файлами на тему "Качественные реакции на ионы в растворе", опорные таблицы "Качественные реакции на ионы", "Качественные реакции на органические и неорганические вещества, газы, металлы". Данный материал предназначен для учащихся 9,11 классов в помощь при подготовке к ГИА.

Мастер-класс по химии «Качественные реакции» Гиренко А.И. 2016г

Качественные реакции неорганических и органических веществ

Качественные реакции – это реакции, позволяющие определить наличие того или иного вещества (компонента) в среде.

Качественные реакции неорганических веществ

Качественные реакции для газов

Запотевание холодного предмета

С (тлеющая лучинка)

Бумажка, пропитанная крахмальным клейстером и раствором иодида калия

Посинение бумажки

Синее окрашивание

Белый дым. Специфический запах NH3, образование белого дыма (NH4Cl)

Качественные реакции щелочных металлов

Все соединения щелочных металлов определяют по цвету пламени:

(указан так же цвет пламени некоторых щелочно-земельных металлов)

Качественные реакции на катионы

Красное окрашиваниеРозовое окрашивание

Растворимые сульфаты, серная кислота. Пламя спиртовки.

Белый мелкодисперсный осадок BaSO4, нерастворимый в H2O и HNO3.Желто-зеленая окраска пламени.

Растворимые хлориды, соляная кислота

Белый творожистый осадок AgCl, нерастворимый в H2O и HNO3

Раствор щелочи, нагревание, влажная фильтровальная бумажка, пропитанная лакмусом или фенолфталеином; палочка, смоченная HCl(конц)

Специфический запах аммиака. Изменение окраски бумажки. Палочка, смоченная HCl(конц) «дымит»

Растворы щелочи, кислоты

Белый осадок Al(OH)3, растворимый в кислоте в избытке щелочи

Растворы щелочи, кислоты

Белый осадок Zn(OH)2, растворимый в кислоте в избытке щелочи

Белый осадок Mg(OH)2, нерастворимый в избытке щелочи

Растворы щелочи, кислоты

Cеро-зеленый осадок Cr(OH)3, растворимый в кислоте в избытке щелочи

Раствор красной кровяной соли K3[Fe(CN)6]

Раствор роданида аммония NH4CNSРаствор желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]

Кроваво-красное окрашивание раствора Образование берлинской лазури Fe4[Fe(CN)6]3

Раствор щелочи с последующим нагреванием

Ярко-голубой студенистый осадок, нерастворимый в избытке щелочи, разлагающийся при нагревании на черный осадок CuO и воду

Качественные реакции на анионы

Синее окрашивание

Малиновое окрашивание

Желтое окрашивание

Раствор нитрата серебра AgNO3

Белый творожистый осадок, нерастворимый в H2O и HNO3

Раствор нитрата серебра AgNO3

Светло-желтый осадок, нерастворимый в H2O и HNO3

Раствор нитрата серебра AgNO3

Желтый осадок, нерастворимый в H2O и HNO3

Концентрированная серная кислота и медная стружка при нагревании

Бурый газ (NO2), голубая окраска раствора

Раствор соли бария

Белый мелкодисперсный осадок, нерастворимый в H2O и HNO3

Газ с резким специфическим запахом

Раствор соли свинца

Черно-бурый осадок

Газ без цвета и запаха, не поддерживает горение

Раствор нитрата серебра в слабощелочной среде

Желтый осадок, растворимый в HNO3

Качественные реакции на органические вещества

Вещество, функциональная группа

Непредельные углеводороды (алкены, алкины, диены), кратные связи

аммиачный р-р Ag2O

образование осадка желтого цвета (взрывоопасен)

образование тяжелой жидкости светло-желтого цвета с запахом горького миндаля

Фенол (карболовая кислота)

р-р FeCl3 (светло-желтый)

окрашивание р-ра в фиолетовый цвет

насыщенный р-р Br2 (бромная вода)

образование белого осадка со специфическим запахом

р-р хлорной извести CaOCl2 (бесцветный)

окрашивание р-ра в фиолетовый цвет

насыщенный р-р I2 + р-р NaOH

C2H5OH + I 2 + NaOH → CHI 3 ↓ + HCOONa + NaI + H 2 O

образование мелкокристаллического осадка СНI3 светло-желтого цвета со специфическим запахом

CuO (прокаленная медная проволока)

выделение металлической меди, специфический запах ацетальдегида

Гидроксогруппа (спирты, фенол, гидроксикислоты)

выделение пузырьков газа (Н2), образование бесцветной студенистой массы

Эфиры (простые и сложные)

Н2О (гидролиз) в присутствии NaOH при нагревании

Многоатомные спирты, глюкоза

Свежеосажденный гидроксид меди (II) в сильно щелочной среде

ярко-синее окрашивание р-ра

Карбонильная группа – СНО (альдегиды, глюкоза)

Аммиачный р-р Ag2O

образование блестящего налета Ag («серебряное зеркало») на стенках сосудов

образование красного осадка Сu2O

окрашивание р-ра в розовый цвет

специфический запах образующегося сложного эфира

образование красного осадка Сu2O

Аммиачный р-р Ag2O

«серебряное зеркало» на стенках сосуда

р-р KMnO4 (розовый) или I2 (бурый) или Br2 (желтый)

Ацетаты (соли уксусной кислоты)

окрашивание р-ра в красно-бурый цвет

Стеарат натрия (мыло)

Н2О (гидролиз) + фенолфталеин

окрашивание р-ра в малиновый цвет

насыщенный р-р соли кальция

образование серого осадка

Концентрированная неорганическая кислота

образование белого осадка

запах «паленого», жженых перьев

ксантопротеиновая реакция (происходит нитрование бензольных колец в молекуле белка)

без нагревания – появляется желтое окрашивание р-ра; при нагревании и добавлении раствора аммиака белок окрашивается в желтый цвет

биуретовая реакция (образуется комплексное соединение)

сине-фиолетовое окрашивание р-ра

Мастер-класс по химии «Качественные реакции» Гиренко А.И. 2016г

Качественные реакции на катионы.

Воздействие или реактив

Наблюдаемая реакция

Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах: Ва 2+ + S O 4 2- =BaS O 4↓

Сu 2+ + OH - = Сu( OH )2↓

Сu 2+ + S 2- = Сu S↓

Выпадение черного осадка:

Выпадение белого осадка; не растворимого в HNO3, но растворимого в конц. NH3 ∙ Н2О (аммиачной воде):

гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль) K3[Fe(CN)6]

Белый хлопьевидный осадок, зеленеет на воздухе.

Fe 2+ + OH - = Fe (ОН)2↓Темно — синий коллоидный осадок (турнбулева c инь)

1) гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль)

2) роданид-ион SCN -

Выпадение синего осадка:

Появление ярко-красного окрашивания за счет образования комплексных ионов Fe(SCN) 2+ , Fe(SCN) + 2

Fe 3+ + OH - = Fe ( OH )3↓

Выпадение осадка гидроксида алюминия при приливании первых порций щелочи и его растворение при дальнейшем приливании

Белый осадок, в избытке щелочи растворяется

Zn 2+ + OH - = Zn ( OH )2↓

Zn 2+ + S 2- = Zn S ↓

Индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый

Качественные реакции на анионы.

Наблюдаемая реакция

Выпадение белого осадка, нерастворимого в кислотах:

1) добавить конц. H2SO4 и С u , нагреть.

Образование голубого раствора, содержащего ионы Сu 2+ , выделение газа бурого цвета (NO2)

Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II) [Fe(H20)5NO] 2+ . Окраска от фиолетовой до коричневой (реакция "бурого кольца")

Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: 3Аg + + Р O 4 3- =Аg3Р O 4↓

Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HC l :

Выпадение черного осадка: Pb 2+ + S 2- =PbS↓

выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Са 2+ + С O 3 2- = СаСО3↓

Выделение бесцветного газа, не имеющего запаха, вызывающее помутнение известковой воды.

Появление характерного запаха S O 2: 2Н + + SO3 2- =Н2 O + S O 2↑

Выпадение белого осадка: Са 2 + 2F - =CaF2↓

Выпадение белого осадка, не растворимого в HN O 3, но растворимого в конц. NH3 ∙Н2 O :

А g + + Cl - = AgCl ↓

Выделение бесцветного газа с резким запахом,изменение окраски индикаторной бумаги в парах

Выпадение светло-желтого осадка, не растворимого в HNО3:

Ag + + Br - = AgBr ↓ осадок темнеет на свету

Выделение SO 2 (характерный резкий запах) и бурых паров Br 2↑

Выпадение желтого осадка, не растворимого в HNO3 и конц.NH3 ∙ Н2О : Аg + + I - =АgI↓ осадок темнеет на свету

Выделение H 2 S (характерный запах) и буро-фиолетового J 2

Запах уксусной кислоты

С H 3 COO - + Н + = С H 3 COO Н

ОН - (щелочная среда)

Качественные реакции на ионы в растворе (хлорид-, сульфат-, карбонат-ионы, ион аммония)

Гиренко А.И., МКОУ «Ремовская СОШ»

Качественные реакции – это реакции, позволяющие доказать наличие того или иного вещества (иона) в среде или присутствие функциональной группы в веществе.

Анализируемые вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях (твёрдом, жидком и газообразном).

С точки зрения наблюдаемых эффектов (аналитических сигналов) все реакции обнаружения можно разделить на несколько групп:

1) образование характерных осадков,

2) растворение вещества,

3) появление (изменение) окраски,

4) выделение газов,

5) изменение запаха,

6) окрашивание пламени.

Вещество, с помощью которого проводят качественную реакцию, называют реактивом или реагентом на определяемое вещество

• Крахмал только с йодом дает сине-фиолетовое окрашивание, т.о крахмал – это реагент на йод.
• Щелочь с фенолфталеином дает малиновую окраску

Качественные реакции можно разделить на два вида: качественные реакции на катионы и анионы.

Качественные реакции на катионы

• Это реакции, с помощью которых можно определить наличие того или иного катиона в растворе.

• Основные качественные реакции на катионы представлены в

Воздействие или реактив

Наблюдаемая реакция

Голубой осадок Сu 2+ + OH - = Сu(OH) 2 ↓

Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах: Ва 2+ + SO 4 2- =BaSO 4 ↓

Черный осадок Сu 2+ + S 2- = Сu S ↓

Выпадение черного осадка: Pb 2+ + S 2- =PbS ↓

Выпадение белого осадка; не растворимого в HNO 3 , но растворимого в конц. NH 3 ∙ Н 2 О:

1) гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль)

гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль) K 3 [Fe(CN) 6 ]

Белый хлопьевидный осадок, зеленеет на воздухе. Fe 2+ +OH - = Fe(ОН) 2 ↓ Темно — синий коллоидный осадок (турнбулева cинь)

Выпадение синего осадка:

К + + Fe 2+ + [Fe(CN) 6 ] 3- =KFe[Fe(CN) 6 ] 4

Выпадение осадка гидроксида алюминия при приливании первых порций щелочи и его растворение при дальнейшем приливании Al 3+ +OH - =Al(OH) 3 ↓

К+ + Fe 3+ + [Fe(CN) 6 ] 4- = KFe[Fe(CN) 6 ]

2) роданид-ион SCN -

Белый осадок, в избытке щелочи растворяется Zn 2+ + OH - =Zn (OH) 2 ↓

Появление ярко-красного окрашивания за счет образования комплексных ионов Fe(SCN) 2+ , Fe(SCN) + 2

Белый осадок Zn 2+ + S 2- =ZnS ↓

Индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый

Бурый осадок Fe 3+ +OH - =Fe(OH) 3 ↓

Запах аммиака: NH 4 + + ОН - =NH 3 ↑ + Н 2 О

• Качественные реакции на катионы основаны на протекании химической реакции и на изменении цвета пламени, то есть на физическом процессе.
• Определить наличие в растворе таких ионов как Li + , Na +, К + , Са 2+ , Sr 2+ с помощью химического взаимодействия невозможно, так как эти ионы не могут быть связаны в растворе с образованием нерастворимого вещества. Ионы, которые можно связать в растворе с образованием осадка, можно обнаружить с помощью химических реакций, так например, ионы серебра дают белый осадок хлорида серебра с ионами хлора: Аg + +Cl - =AgCl ↓ .
• Некоторые ионы можно определить двумя способами и по химическому взаимодействию, и по цвету пламени. Например, ионы Ba 2+ окрашивают пламя в желто-зеленый цвет, но также ионы Ba 2+ вступают в реакцию с анионами SO 4 2- с образованием сульфата бария: SO 4 2- + Ba 2+ = BaSO 4 ↓ .

• Таким образом определить наличие в растворе катионов можно как с помощью химических реакций, так по окраске пламени.

Качественные реакции на анионы

Это реакции, с помощью которых можно определить наличие того или иного аниона в растворе. Качественные реакции на анионы основаны на химическом взаимодействии, то есть определить наличие того или иного иона можно только проведя химическую реакцию.

Основные качественные реакции на анионы представлены в таблице 2.

Наблюдаемая реакция

1) добавить конц. H 2 SO 4 и Сu, нагреть.

Выпадение белого осадка, нерастворимого в кислотах:

2) смесь H 2 S0 4 +FeSO 4

Ва 2+ + S0 4 2- =BaSО 4 ↓

Образование голубого раствора, содержащего ионы Сu 2+ , выделение газа бурого цвета (NO 2 )

Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: 3Аg + + РO 4 3- =Аg 3 РO 4 ↓

NО 3 - + H 2 SO 4 +Сu= NO 2 ↑ + СuSO 4 + H 2 O

Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCl:

Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II) [Fe(H 2 0) 5 NO] 2+ . Окраска от фиолетовой до коричневой (реакция "бурого кольца")

Ва 2+ + СrO 4 2- =BaCrO 4 ↓

Выпадение черного осадка: Pb 2+ + S 2- =PbS ↓

выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Са 2+ + СO 3 2- = СаСО 3 ↓

Появление характерного запаха SO 2 : 2Н + + SO 3 2- =Н 2 O + SO 2 ↑

Выделение бесцветного газа, не имеющего запаха, вызывающее помутнение известковой воды.

Выпадение белого осадка: Са 2 + 2F - =CaF 2 ↓

СО 3 2- +Н + =Н 2 СО 3 = CO 2 ↑ + Н 2 О

Выпадение белого осадка, не растворимого в HNO 3 , но растворимого в конц. NH 3 Н 2 O:

Выпадение светло-желтого осадка, не растворимого в HNО 3 :

ОН - (щелочная среда)

Ag + + Br - = AgBr ↓ осадок темнеет на свету

Выпадение желтого осадка, не растворимого в HNO 3 и NH 3 конц.: Аg + + I - =АgI ↓ осадок темнеет на свету

AgCl + 2(NH 3 Н 2 O) =[Ag(NH 3 ) 2 ] + + CI - + 2Н 2 О

Запах уксусной кислоты

Выделение H 2 S (характерный запах) и буро-фиолетового J 2

Выделение SO 2 (характерный резкий запах) и бурых паров Br 2 ↑

Выделение бесцветного газа с резким запахом, изменение окраски индикаторной бумаги в парах

СH 3 COO - + Н + = СH 3 COOН

Качественная реакция на хлорид ионы Cl – – взаимодействие с растворимыми солями серебра и образование белого творожистого осадка хлорида серебра AgCl, нерастворимого в азотной кислоте, но растворимого в концентрированном растворе аммиака.

HCl + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl↓

Качественной реакцией на бромид и йодид ионы является взаимодействие с нитратом серебра с образованием соответственно светло-желтого и желтого осадков.

NaBr + AgNO 3 = AgBr↓ + NaNO 3

KI + AgNO 3 = AgI↓ + KNO 3

Качественная реакция на катион аммония NH 4 + – взаимодействие со щелочами с выделением аммиака (резкий запах), окрашивание фенолфталеиновой бумаги в малиновый цвет

NH 4 Cl + KOH = NH 3 ↑ + H 2 O + KCl

NH 4 + + OH – = NH 3 ↑+ H 2 O

Качественной реакцией на карбонат ион СО 3 2- является взаимодействие с более сильными кислотами. Признаком данных реакций является обильное выделение углекислого газа (СО 2 ).

Na 2 CO 3 + 2 HCl= 2 NaCl+H 2 O+CO 2 ↑

2 H + + CO 3 2- = H 2 O + CO 2 ↑

Качественной реакцией на сульфат ион SО 4 2- является реакция с растворимыми солями бария. Признаком данных реакций является выпадение белого кристаллического осадка – сульфата бария ( BaSO 4 ). Сульфат бария имеет одну особенность он не растворим в азотной кислоте, равно как и в других кислотах и щелочах.

Na 2 SO 4 + BaCl 2 = 2NaCl + BaSO 4 ↓ 2Na + + SO 4 2- + Ba 2+ + 2Cl - = 2Na + + 2Cl - + BaSO 4 ↓ Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓

• Качественной реакцией на сульфит ионSO32- является взаимодействие с сильной кислотой, при этом выделяется газ SO 2 с резким запахом:

Na 2 SO 3 + 2 HCl → 2 NaCl + SO 2 ↑+ H 2 O

2 H + + SO 3 2- → SO 2 ↑+ H 2 O