Как определяют ионы?
При растворении в воде соль распадается на катионы (положительные ионы) и анионы (отрицательные ионы). Каждый ион с определённым реактивом даёт свой характерный признак: цвет осадка, газ, цвет пламени. Такие реакции называют качественными. В одном образце два иона, поэтому катион и анион проверяют по отдельности.
Таблица качественных реакций на катионы
| Катион | Цвет пламени | При добавлении NaOH | Следующая проба |
|---|---|---|---|
| Cu2+ | сине-зелёный | голубой осадок Cu(OH)2 | растворяется в избытке аммиака, образуется тёмно-синий раствор |
| Fe2+ | золотистые искры | зелёный осадок Fe(OH)2 | на воздухе окисляется и превращается в красно-бурый Fe(OH)3 |
| Fe3+ | золотистые искры | красно-бурый осадок Fe(OH)3 | в избытке щёлочи и аммиака не меняется |
| Al3+ | не окрашивает | белый осадок Al(OH)3 | растворяется в избытке щёлочи, в избытке аммиака не растворяется |
| Zn2+ | не окрашивает | белый осадок Zn(OH)2 | растворяется в избытке аммиака |
| NH4+ | не окрашивает | осадка нет | при нагревании выделяется NH3, влажный красный лакмус синеет |
| Na+ | жёлтый | осадка нет | определяют по цвету пламени |
| K+ | фиолетовый | осадка нет | определяют по цвету пламени |
| Ba2+ | жёлто-зелёный | осадка нет | определяют по цвету пламени |
Объяснение цветов пламени: окрашивание пламени ионами металлов.
Таблица качественных реакций на анионы
| Анион | Реактив | Осадок | Следующая проба |
|---|---|---|---|
| SO42− | BaCl2 | белый BaSO4 | не растворяется в разбавленной HCl |
| CO32− | BaCl2 | белый BaCO3 | бурно растворяется в HCl, выделяется CO2, известковая вода мутнеет |
| SO32− | BaCl2 | белый BaSO3 | растворяется в HCl, выделяется SO2 с резким запахом |
| Cl− | AgNO3 | белый AgCl | полностью растворяется в разбавленном аммиаке |
| Br− | AgNO3 | светло-жёлтый AgBr | растворяется только в концентрированном аммиаке |
| I− | AgNO3 | жёлтый AgI | не растворяется ни в разбавленном, ни в концентрированном аммиаке |
BaCl2 с тремя анионами даёт одинаковый белый осадок, поэтому обязательно проверяй его добавлением HCl. Перед добавлением нитрата серебра раствор подкисляют азотной кислотой. Иначе карбонат-ион тоже даст белый осадок, и его можно спутать с хлорид-ионом.
Исследуй десять образцов в приложении Nalukh chem
Определи катион и анион образца с помощью четырёх реактивов. Симулятор бесплатный, регистрация не нужна.
Как пользоваться симулятором?
- В списке Неизвестный образец выбери один из образцов от A до J.
- Нажимай на реактивы в нижнем ряду по порядку: Цвет пламени, Добавить NaOH, Добавить BaCl₂, Добавить AgNO₃. В центре появятся пробирка, пояснение и ионное уравнение.
- Если выпадет осадок, появятся кнопки следующей пробы: Избыток NaOH, Избыток NH₃, Разбавленная HCl, Раствор аммиака. Для иона аммония появится кнопка Нагрев + красный лакмус.
- Каждый результат сохраняется в разделе Журнал обнаруженных признаков.
- Нажми Определение, выбери по одному варианту в Катион и Анион и нажми Подтвердить. Если ответ верный, откроется формула образца, если неверный, число ошибок увеличится.
- Кнопка Новый набор заново перемешивает образцы и обнуляет счёт.
Задания для симулятора
- Перед анализом посмотри на цвет круглых значков образцов. Три образца окрашены: голубой CuSO4, светло-зелёный FeSO4, жёлто-бурый FeCl3.
- Найди два образца, которые окрашивают пламя в жёлтый цвет. Различи их кнопками Добавить BaCl₂ и затем Разбавленная HCl: из Na2CO3 выделяется CO2, из Na2SO3 — SO2.
- Кнопкой Избыток NH₃ различи два образца, которые дают белый гидроксид: осадок из ZnBr2 растворяется, а из Al2(SO4)3 — нет.
- Определи все десять образцов без ошибок.
