Все качественные реакции в неорганической химии таблица. Качественные реакции на органические вещества, анионы, катионы

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели : систематизировать представление учащихся о качественных реакциях на некоторые катионы и анионы, органические вещества. Подготовка к ЕГЭ.

Задачи урока:

• Обучающие : систематизировать, обобщить и углубить знания учащихся о качественных реакциях.
• Воспитывающие : доказать ведущую роль теории в познании практики; доказать материальность изучаемых процессов; воспитание самостоятельности, сотрудничества, способности к взаимовыручке, культуры речи, трудолюбия, усидчивости.
• Развивающие : развитие способности к анализу; умения использовать изученный материал для познания нового; памяти, внимания, логического мышления.

Тип урока: урок-лекция с элементами комплексного применения знаний, умений, навыков.

Ход урока

Вступительное слово учителя.

Отдельные методы и приемы химического анализа были известны ещё в глубокой древности. Уже тогда могли проводить анализы лекарственных препаратов, металлических руд.

Английский ученый Роберт Бойль (1627 - 1691)считается основоположником качественного анализа.

Основной задачей качественного анализа является обнаружение веществ, находящихся в интересующем нас объекте (биологические материалы, лекарственные препараты, продукты питания, объекты окружающей среды). В школьном курсе рассматривается качественный анализ неорганических веществ (являющихся электролитами, т.е. по сути качественный анализ ионов) и некоторых органических соединений.

Науку о методах определения качественного и количественного состава веществ или их смесей по интенсивности аналитического сигнала называют аналитической химией. Аналитическая химия разрабатывает теоретические основы методов исследования химического состава веществ и их практического применения. Задача качественного анализа - обнаружение компонентов (или ионов), содержащихся в данном веществе.

Исследования вещества всегда начинаются с его качественного анализа, т. е. из определения того из каких компонентов (или ионов) состоит это вещество.

Теоретические основы химического анализа составляют следующие законы и теоретические положения: периодический закон Д.И. Менделеева; закон действующих масс; теория электролитической диссоциации; химическое равновесие в гетерогенных системах; комплексообразование; амфотерность гидроксидов; автопротолиз (водородный и гидроксидный показатели); ОВР.

Химические методы основаны на превращениях, протекающих в растворах с образованием осадков, окрашенных соединений или газообразных веществ. Химические процессы, используемые в целях анализа, называют аналитическими реакциями. Аналитическими являются реакции, которые сопровождаются каким-нибудь внешним эффектом, позволяющим установить, что химический процесс связан с выпадение или растворением осадка, изменением окраски анализируемого раствора, выделением газообразных веществ. Требования к аналитическим реакциям и их особенности можно свести к следующим положениям:

выполнение анализа “сухим” или “мокрым” способом (сухой способ - это пирохимические методы, от греч. “пир” - огонь), сюда следует отнести пробы на окрашивание пламени при сгорании исследуемого вещества на петле платиновой (или нихромовой) проволочки с получением в результате окрашенного в характерный цвет пламени; метод растирания твердого анализируемого вещества с твердым реактивом, например, при растирании смеси соли аммония с Са(ОН) 2 выделяется аммиак. Анализ сухим способом применяется для экспресс-анализов или в полевых условиях для качественного и полуколичественного исследования минералов и руд;

для проведения мокрого анализа исследуемое вещество должно быть переведено в раствор и в дальнейшем реакции идут как реакции обнаружения ионов.

Аналитическая реакция должна протекать быстро и полно при соблюдении определенных условий: температуры, реакции среды и концентрации обнаруживаемого иона. При выборе реакции обнаружения ионов руководствуются законом действующих масс и представлениями о химическом равновесии в растворах. При этом выделяются следующие характеристики аналитических реакций: селективность или избирательность; специфичность; чувствительность. Последняя характеристика связана с концентрацией обнаруживаемого иона в растворе и если реакция удается при низкой концентрации иона, то говорят о высокочувствительной реакции. Например, если вещество малорастворимое в воде и осадок выпадает при его низкой концентрации, то это высокочувствительная реакция, если вещество хорошо растворимо и выпадает в осадок при высокой концентрации иона, то реакция считается малочувствительной. Понятие чувствительности относится ко всем аналитическим реакциям, каким бы внешним эффектом они не сопровождались.

Рассмотрим наиболее характерные качественные реакции школьного курса.

В конце лекции можно предложить ученикам контрольной тестирование с использованием вопросов из тестов ЕГЭ по данной теме

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.

Лишь небольшая часть неорганических соединений может быть обнаружена с помощью специфических реагентов и реакций. Значительно чаще в аналитической практике проводят выявление определенных элементов в виде катионов или анионов.

Многие качественные реакции известны вам из школьного курса химии, с некоторыми вы, возможно, познакомитесь вновь.

Аммиак NH 3 – бесцветный газ, при комнатной температуре под избыточным давлением сжижается; жидкий аммиак – бесцветный, твердый аммиак – белый.

Определяется аммиак по характерному запаху. Бумажка, смоченная раствором нитрата ртути (I) Hg 2 (NO 3) 2 , при действии аммиака чернеет вследствие образования металлической ртути:

4NH 3 + H 2 O + 2Hg 2 (NO 3) 2 = (Hg 2 N)NO 3 ·H 2 O↓ + 2Hg↓ + 3NH 4 NO 3

Арсин AsH 3 – бесцветный газ, иногда имеет чесночный запах, обусловленный продуктами окисления арсина на воздухе. При пропускании арсина через нагретую до 300-350°С стеклянную трубку, наполненную водородом, на ее стенках осаждается мышьяк в виде черно-бурого зеркала, которое легко растворяется в щелочном растворе гипохлорита натрия:

2AsH 3 = 2As + 3H 2 ,

2As + 6NaOH + 5NaClO = 2Na 3 AsO 4 + 5NaCl + 3H 2 O.

Бром Br 2 – темно-красная тяжелая жидкость, легко превращается в красно-коричневый газ. Бром определяют цветными реакциями с органическими веществами. Бром окрашивает слой органического растворителя (например, тетрахлорметана или бензола) в желтый цвет, фуксин – в красно-фиолетовый.

Кроме того, бром определяется по реакции с флюоресцеином

В результате замещения атомов водорода в флюоресцеине атомами брома получаются красители, один из которых носит название эозин .

Эозин или тетрабромфлюоресцеин C 20 H 8 Br 4 O 5 – кристаллизуется из спиртового раствора с одной молекулой кристаллизационного спирта. При 100°С возгоняется. Калийная соль тетрабромфлюоресцеина растворяется в концентрированном спиртовом растворе гидроксида калия и дает раствор синего цвета. При кипячении эозина с серной кислотой получают димерное соединение С 40 Н 13 Вr 7 О 10 , которое из ацетона кристаллизуется в иглах сине-стального цвета и имеет характер кислоты. Четырехбромистое производное так же, как низшие степени бромирования флюоресцеина, представляют красные краски с желтым (при меньшем количестве брома) или синим оттенком. Калийные и натриевые соли тетрабромфлюоресцеина и низших степеней бромирования флюоресцеина в торговле встречаются под названием «растворимых в воде эозинов». Эозин служит для окрашивания без протрав шелка и шерсти (в слабо кислой среде), также употребляется в фотографии для получения специфических бумаг, поглощающих зеленые и фиолетовые лучи.

Вода H 2 O – бесцветная жидкость, в толстом слое – голубовато-зеленая, летучая; твердая вода (лед) легко возгоняется. Вода обнаруживают по образованию окрашенных кристаллогидратов со многими веществами, например:

CuSO 4 + 5H 2 O = SO 4 ·H 2 O (кристаллогидрат голубого цвета).

Количественно вода определяется по методу К. Фишера. Со времени открытия в 1935 году метод титрования по Карлу Фишеру получил распространение по всему миру. По этому методу содержание воды в газах, жидкостях и твердых веществах может быть определено легко и с высокой степенью точности, вне зависимости от типа образца, его агрегатного состояния, или присутствия летучих компонентов. Титрование по Карлу Фишеру имеет широкий спектр применения и используется в различных областях, например, при определении воды в пищевых, химических, фармацевтических продуктах, косметике и минеральных маслах.

Реактивом метода Фишера является раствор йода и оксида серы (IV) в пиридине (Py) и метаноле. Пиридин необходим для связывания кислых продуктов реакции и создания оптимального рН в интервале 5-8.

В основе титрования лежат следующие реакции:

PySO 4 + CH 3 OH = PyH + ·CH 3 SO

PyH + ·CH 3 SO + PyI 2 + H 2 O + Py = 2(PyH + ·I –) + PyH + ·CH 3 SO .

Наличие воды определяется по исчезновению желтой окраски йода.

Йод I 2 –фиолетово-черное с металлическим блеском, летучее вещество. Определяется цветными реакциями:

– с крахмалом образует соединение включения, окрашенное в фиолетовый цвет;

– слой органического растворителя (хлороформа или тетрахлорметана) окрашивается в розово-фиолетовый цвет.

Качественной реакцией на йод считается взаимодействие с тиосульфатом натрия, сопровождающееся обесцвечиванием раствора йода:

I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 = 2NaI + Na 2 S 4 O 6 .

Кислород О 2 – бесцветный газ, в жидком состоянии – светло-голубой, в твердом – синий. Для доказательства присутствия кислорода используют его способность поддерживать горение, а также многочисленные окислительные реакции. Например, окисление бесцветного аммиачного комплекса меди (I) до ярко-окрашенного соединения меди (II).

Озон О 3 – светло-синий газ с запахом свежести, в жидком состоянии – темно-голубой, в твердом – темно-фиолетовый (до черного). Если в воздух, содержащий озон, внести бумажку, смоченную растворами иодида калия и крахмала, то бумажка синеет:

O 3 + 2KI + H 2 O = I 2 + 2KOH + O 2 .

Такой способ обнаружения озона называется йодометрией.

Оксид углерода (IV), углекислый газ СО 2 – бесцветный газ, при сжатии и охлаждении легко переходит в жидкое и твердое состояние. Твердый СО 2 («сухой лед») при комнатной температуре возгоняется. Углекислый газ в процессах, где он образуется, доказывают помутнением известковой или баритовой воды (насыщенные растворы Са(ОН) 2 или Ва(ОН) 2 соответственно):

Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3 ↓ + Н 2 О, Ва(ОН) 2 + СО 2 = ВаСО 3 ↓ + Н 2 О.

Большинство веществ в атмосфере углекислого газа не горит, однако возможна следующая реакция:

CO 2 + 2Mg = 2MgO + C,

т. е. оксид углерода (IV) поддерживает горение магния, в результате реакции образуется белый «пепел» оксида магния и черная сажа.

Пероксид водорода Н 2 О 2 – бесцветная вязкая жидкость, в толстом слое – светло-голубая. Разлагается на свету с выделением кислорода. Обнаруживают пероксид водорода следующими реакциями:

– появление желтой окраски при взаимодействии с раствором иодида калия:

Н 2 О 2 + 2KI = 2KОН + I 2 ,

– выделение темного осадка серебра из аммиачного раствора оксида серебра:

H 2 O 2 + Ag 2 O = 2Ag + O 2 + H 2 O;

– изменение цвета при взаимодействии с осадком сульфида свинца с черного на белый:

4H 2 O 2 + PbS = PbSO 4 + 4H 2 O.

Ртуть Hg – серебристо-белый металл, жидкий при комнатной температуре; в твердом состоянии ковкий. Легко испаряется. Пары ртути (более опасные для человека, чем сам металл) определяются с использованием химических индикаторов (KI, I 2 , CuI, SeS, Se, AuBr 3 , AuCl 3 и другие), например:

3Hg + 2I 2 = HgI 2 + Hg 2 I 2 ↓,

Сероводород H 2 S – бесцветный газ, имеющий запах тухлых яиц. Обнаруживают сероводород следующими реакциями:

– почернение бумажки, смоченной раствором соли свинца:

H 2 S + Pb(NO 3) 2 = PbS↓ + 2HNO 3 ;

– при пропускании сероводорода через раствор йода (йодную воду) происходит обесцвечивание раствора и образование слабой мути:

H 2 S + I 2 = 2HI + S↓.

Фосфин РН 3 – бесцветный газ с резким запахом гнилой рыбы. В смеси с кислородом легко взрывается.

Хлор Cl 2 – желто-зеленый газ с резким запахом. Обнаруживают хлор по желтому окрашиванию флюоресцеина в щелочной среде, а также по йод-крахмальной реакции:

Cl 2 + 2KI = 2KCl + I 2 ,

т. е., в атмосфере хлора бумажка, смоченная растворами иодида калия и крахмала, синеет.

Лекция: Качественные реакции на неорганические вещества и ионы

Для определения веществ в смесях используются качественные реакции. С их помощью можно отличить вещество от других, а так же узнать его количественное содержание. Например, такими реакциями являются реакции, при которых происходит специфическое выпадение осадка или выделение газа, а также реакции, при которых происходит окрашивание раствора. Их применение возможно, когда содержащиеся в смеси вещества, кроме определяемого, не дают похожих признаков при проведении реакции.

В таблицах представлены различные варианты обнаружения конкретных ионов:

Качественные реакции на анионы
Анион	Воздействие или реактив	Признак реакции. Уравнение реакции
SO 4 2-		Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах: Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 ↓
NO 3 −	1) Добавить H 2 SO 4 (конц.) и Cu, нагреть 2) Смесь H 2 SO 4 + FeSO 4	1) Образование раствора синего цвета, содержащего ионы Cu 2+ , выделение газа бурого цвета (NO 2) 2) Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II) 2+ . Окраска от фиолетовой до коричневой (реакция «бурого кольца»)
PO 4 3-		Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: 3Ag + + PO 4 3- → Ag 3 PO 4 ↓
CrO 4 2-		Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- → BaCrO 4 ↓
S 2-		Выпадение черного осадка: Pb 2+ + S 2- → PbS↓
CO 3 2-		1) Выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Ca 2+ + CO 3 2- → CaCO 3 ↓ 2) Выделение бесцветного газа («вскипание»), вызывающее помутнение известковой воды: CO 3 2- + 2H + → CO 2 + H 2 O Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O
CO 2	Известковая вода Ca(OH) 2	Выпадение белого осадка и его растворение при дальнейшем пропускании CO 2: Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3) 2
SO 3 2-		Выделение газа SO 2 с характерным резким запахом (SO 2): 2H + + SO 3 2- → H 2 O + SO 2
F −		Выпадение белого осадка: Ca 2+ + 2F − → CaF 2 ↓
Cl −		Выпадение белого творожистого осадка, не растворимого в HNO 3 , но растворимого в NH 3 ·H 2 O (конц.) : Ag + + Cl − → AgCl↓ AgCl + 2(NH 3 ·H 2 O) → } Вам могут быть интересны следующие материалы Как приготовить котлеты из рыбы в духовке Тресковые котлеты в духовке Сообщение о химическом элементе железо Найти Елки Вязаные Поздравления Новый год Сценарии Игрушки для елки Популярное Молитва святому николаю чудотворцу о любви Понятие о травме, травматизме Классный час "я среди своих одноклассников" Классный час общение с одноклассниками презентация Зодиакальное созвездие весы Народная Музыка Австралии О сайте Контакты Рекламодателям Карта сайта © 2024 Новогодний портал. Елки. Вязание. Поздравления. Сценарии. Игрушки. Подарки. Шары