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.

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

В школьном курсе химии знакомст­во учащихся с индикаторами сводится в основном к лакмусу, метиловому оранжевому и фенолфталеину. Между тем химических индикаторов гораздо больше.

Приведем одно из наиболее общих определений индикатора: индикатор - это вещество, указывающее на состоя­ние системы или на момент, в который система достигает требуемого равнове­сия. Для химиков важно, что индика­тор своим состоянием показывает на­личие достаточной концентрации опре­деляемого вещества.

Чтобы индикатором можно было пользоваться на практике, изменение его состояния должно легко фиксиро­ваться . Как правило, индикаторы под воздействием определяемого вещества меняют цвет, иногда - агрегатное со­стояние, флуоресцируют. Существуют индикаторы кислотно-основные (рН-индикаторы), окислительно-восстанови­тельные (редокс-индикаторы), а также индикаторы на какое-либо определен­ное вещество или группу веществ. Ос­новной принцип работы индикатора - взаимодействие с определяемым веще­ством с образованием формы, имеющей другие свойства, чем исходная.

В частности, pH-индикаторы представ­ляют собой органические кислоты, ос­нования или соли. Например, метиловый оранжевый - это органическое основа­ние Льюиса желтого цвета, которое под действием кислоты (ионов Н +) превра­щается в соль красного цвета:

Реакция обратима: при добавлении щелочи к соли ионы Н + , связанные с атомами азота, будут взаимодействовать с ионами ОН — с образованием молекул воды и равновесие сдвинется в сторо­ну основания. Поэтому при подщелачи­вании метиловый оранжевый снова станет желтым.

Принцип действия фенолфталеина примерно такой же. Фенолфталеин - бесцветный лактон, образующий под действием основания малиновый ани­он кислоты:

Ниже приведены различные индикаторы, однако для школьного курса химии достаточно знать такие индикаторы как лакмус, метиловый оранжевый и фенофталеин:

Качественные реакции на неорганические вещества и ионы. Катионы

Качественный анализ – раздел аналитической химии, посвященный установлению качественного состава веществ, то есть обнаружению элементов и образуемых ими ионов, входящих в состав и простых, и сложных веществ. Делают это с помощью химических реакций, характерных для данного катиона или аниона, позволяющих обнаружить их как в индивидуальных веществах, так и в смесях.

Задачей качественного анализа является изучение методов, с помощью которых устанавливают, какие химические элементы входят в состав анализируемой пробы.

Химические методы анализа основаны на применении характерных химических реакций для открытия составных частей вещества. Применяемые для этих реакции вещества называются реактивами.

Согласно теории электролитической диссоциации реакции протекают между ионами электролитов, образующимися в водных растворах. Происходящие при этом химические процессы называются аналитическими реакциями.

Они сопровождаются характерными внешними признаками , легко воспринимаемыми нашими органами чувств:

· выделение газа

· изменение окраски раствора

· выпадение осадка

· растворение осадка

· образование кристаллов характерной формы

В первых четырех случаях за протеканием реакции наблюдают визуально, кристаллы рассматривают под микроскопом

Для получения правильных результатов необходимы реакции, выполнению которых не мешают другие присутствующие ионы. Для этого нужны специфические (взаимодействующие только с определяемым ионом) или хотя бы селективные (избирательные) реагенты.

Примером реакции с участием специфического реагента является выделение газообразного NH 3 при действии сильных оснований (KOH или NaOH) на вещество, содержащее ион NH 4 + . Ни один катион не помешает обнаружению иона NH 4 + , потому что только он реагирует со щелочами с выделением NH 3 .

Диметилглиоксим (реагент Чугаева) служит примером селективного реагента: в щелочной среде он реагирует с ионами Ni 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , а в кислой – только с ионами Pd 2+ .

К сожалению, селективных, тем более специфических реагентов очень мало, поэтому при анализе сложной смеси приходится прибегать к маскированию мешающих ионов, переводя их в реакционно инертную форму, или, чаще, к разделению смеси катионов или анионов на составные части, называемые аналитическими группами. Делают это с помощью специальных (групповых) реагентов, которые с рядом ионов, реагируя в одних и тех же условиях, образуют соединения с близкими свойствами – малорастворимые осадки или устойчивые растворимые комплексы. Это и позволяет разделить сложную смесь на более простые составные части.

Существует несколько схeм деления катионов на аналитические группы с помощью групповых реагентов. Одна из них основана на использовании различий в растворимости хлоридов, сульфатов и гидроксидов. Действуя на смесь катионов в строго определенном порядке растворами HCl, H 2 SO 4 , NH 3 и NaOH (групповые реагенты), можно разделить содержащиеся в смеси катионы на 6 аналитических групп. Эту схему называют кислотно-щелочной по именам используемых в ней групповых реагентов.

Смотрите качественные реакции на катионы в таблице ниже:

Качественные реакции на анионы

Анионы не имеют общеустановленного разделения на группы, число которых значительно варьирует в разных схемах анализа. Обычно анионы классифицируют по признаку растворимости солей и по признаку окислительной-восстановительной активности.

Групповые реагенты в анализе анионов служат только для их обнаружения (в отличие от катионов, где такие реактивы служат и для разделения).

Смотрите качественные реакции на анионы в таблице ниже:

Идентификация органических соединений

Органическая химия, как вы знаете, это химия углеводородов и их производных.

В состав углеводородов входят элементы углерод и водород. В составе производных углеводородов кроме углерода и водорода могут содержаться кислород, азот, сера, галогены и другие элементы.

Для обнаружения в составе органического соединения тех или иных элементов требуется разрушение его молекулы и перевод составляющих его элементов в простейшие соединения.

Анализ элементного состава может проводиться как качественное определение элементов, входящих в состав органических соединений (С, Н, О, N, S, Cl), так и количественное, показывающее процентное содержание каждого элемента в анализируемом органическом соединении.

Присутствие тех или иных элементов в органическом соединении может быть обнаружено различными методами качественного анализа.

Галогены, например, можно обнаружить качественной пробой Бейльштейна по изменению окраски пламени при внесении медной проволоки с пробой анализируемого вещества в пламя газовой горелки, что объясняется образованием летучих при высокой температуре галогенидов меди. Эта проба чувствительна даже на присутствие следов галогена в органических соединениях.

Проба на окрашивание пламени

Ряд элементов окрашивает пламя в характерный цвет, если под воздействием тепла в пламени появляются отдельные атомы этих элементов. У некоторых элементов атомы отделяются уже при первом погружении в пламя, у иных для этого требуется обработка кислотой. Если в определителе нет других специальных указаний, то обломок минерала надо смочить каплей разбавленной соляной кислоты, которая наносится с помощью стеклянной палочки или пипетки, а затем прокалить.

При совершении электроном квантового скачка с одной разрешенной орбитали на другую атом испускает свет. А поскольку энергетические уровни атомов двух элементов различны, свет, испускаемый атомом одного элемента, будет отличаться от света, испускаемого атомом другого. Это положение лежит в основе науки, которую мы называем спектроскопией.

На этом же положении (что атомы разных элементов испускают свет разной длины волны) основана проба на окрашивание пламени в химии. При нагревании в пламени газовой горелки раствора, содержащего ионы одного из щелочных металлов (то есть одного из элементов первой колонки периодической системы Менделеева), пламя окрасится в определенный цвет в зависимости от того, какой металл присутствует в растворе. К примеру, ярко-желтый цвет пламени выдает присутствие натрия, фиолетовый - калия, а карминно-красный - лития. Происходит это окрашивание пламени так: столкновение с горячими газами пламени переводит электроны в возбужденное состояние, из которого они возвращаются в исходное, одновременно испуская свет характерной длины волны.

Это свойство атомов объясняет, почему лес, прибитый к океанскому берегу, так высоко ценится для топки каминов. Долгое время находясь в море, бревна адсорбируют большое количество разных веществ, и при горении бревен эти вещества окрашивают пламя во множество разных цветов.

Справочный материал для прохождения тестирования:

Таблица Менделеева

Таблица растворимости

1. Качественные реакции на катионы.
1.1. Качественные реакции на катионы щелочных металлов (Li + , Na + , K + , Rb + , Cs +).
Обнаружить катионы щелочных металлов 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

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).

1.2. Качественные реакции на катионы щелочно-земельных металлов (Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+).
Катионы щелочно-земельных металлов можно выявить двумя способами: в растворе и по окраске пламени. Кстати, к щелочно-земельным относятся кальций, стронций, барий.
Окраска пламени:
Ca 2+ - кирпично-красный.
Sr 2+ - карминово-красный.
Ba 2+ - желтовато-зеленый.

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+ предпочитают выявлять сульфат-анионом с образованием сульфатов, нерастворимых в кислотах:
Sr 2+ + SO 4 2- = SrSO 4 ↓
Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓

1.3. Качественные реакции на катионы свинца (II) Pb 2+ , серебра (I) Ag + , ртути (I) Hg + , 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 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.

1.4. 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

1.5. 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.

1.6. 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

1.7. 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.

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.