Как найти реактив для вещества - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Определение характера среды раствора кислот и щелочей с помощью индикаторов. Качественные реакции на ионы в растворе.

В задании 18 ОГЭ по химии мы демонстрируем знания индикаторов и pH, а также качественные реакции на ионы в растворе.

Теория к заданию №18 ОГЭ по химии

Индикаторы

Индикатор — химическое вещество, меняющее окраску в зависимости от pH среды.

Самые известные индикаторы — фенолфталеин, метилоранж, лакмус и универсальный индикатор. Их цвета в зависимости от среды на картинке ниже:

А вот ещё цвета индикаторов более подробно с жизненными примерами:

С индикаторами мы разобрались, перейдем к качественным реакциям на ионы.

Качественные реакции на ионы

Качественные реакции на катионы и анионы представлены в таблице ниже.

Как правильно справиться с заданием 18 в тесте ОГЭ по химии?

Для этого необходимо выбрать качественную реакцию на один из предоставленных вариантов и убедится, что данный реактив не вступает в реакцию со вторым веществом.

Разбор типовых вариантов задания №18 ОГЭ по химии

Первый вариант задания

Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества.

Вещества:

А) Na2CO3 и Na2SiO3

Б) К2CO3 и Li2CO3

В) Na2SO4 и NaOH

Реактив:

1) CuCl2

2) HCl

3) MgO

4) K3PO4

Рассмотрим каждый случай.

Na2CO3 и Na2SiO3

с хлоридом меди реакция не идет в обоих случаях, так как карбонат и силикат меди разлагается в водном растворе
с соляной кислотой в случае карбоната натрия выделяется газ, а в случае силиката выпадает осадок — это качественная реакция на силикаты
с оксидом магния данные вещества не реагируют, и оксид магния не вступает в реакции ионного обмена
с фосфатом также нет качественных реакций на натрий

К2CO3 и Li2CO3

с хлоридом меди данные вещества не реагируют (на самом деле выпадает осадок гидроксида меди, но этой реакцией не отличить два реагента)
с соляной кислотой оба реагируют с выделением углекислого газа
с оксидом магния данные вещества не реагируют, и оксид магния не вступает в реакции ионного обмена
с фосфатом выпадает литий в виде фосфата, а калий нет

Na2SO4 и NaOH

У нас остался последний вариант — это хлорид меди. Действительно, с гидроксидом натрия выпадает гидроксид меди, а с сульфатом реакция не идет.

Ответ: 241

Источник

Как распознать растворы в пробирках

Иногда, в силу возникших обстоятельств, необходимо распознать растворы в пробирках, причем по внешнему виду абсолютно идентичные. Например, это может быть практическая работа, лабораторный опыт или обычное любопытство. Как же определить вещества, используя минимальное количество реактивов? Достаточно применить некоторые знания в области химии и, неразрешимая на первый взгляд, загадка потеряет интерес.

Вам понадобится

Пробирки, соляная кислота, гидроксид натрия, хлорид аммония, нитрат серебра, фенолфталеин, метилоранж

Инструкция

Например, даны три пробирки, в которых находятся: соляная кислота, гидроксид натрия и хлорид аммония. Все растворы представленных веществ визуально одинаковы – без цвета и без запаха. Можно начать анализ предложенных веществ.

Сначала для определения химических соединений используйте бумажные индикаторы или их растворы. Для этого во все три пробирки опустите или прилейте фенолфталеиновый индикатор. В той пробирке, в которой он станет малиновым можно констатировать наличие щелочи, то есть гидроксида натрия.

Это можно объяснить тем, что щелочная среда, образованная за счет гидроксид ионов, изменяет цвет индикатора, меняя бесцветный реактив на малиновую окраску. Таким образом, одно вещество определено, а потому его исключите из набора исследуемых веществ.

В оставшиеся две пробирки опустите или прилейте лакмус или метиловый оранжевый (метилоранж). В одной из пробирок метилоранж, первоначально имеющий оранжевый цвет, станет красным. Это может свидетельствовать о присутствии в пробирке кислоты, так как именно ионы водорода способствуют изменению окраски реактива. Значит и второе вещество подверглось определению.

Третье химическое соединение допустимо определить методом исключения, то есть, в оставшейся пробирке находится хлорид аммония. Однако можно провести более точный анализ и подтвердить предположения. Для этого разделите содержимое пробирки на две части и проанализируйте каждую из них.

Добавьте в одну часть раствор гидроксида натрия и практически сразу будет ощущаться специфический запах нашатырного спирта, который используется при потере сознания. Запах появляется, так как в результате реакции соли аммония разлагаются щелочами до аммиака, представляющего собой летучее газообразное вещество с «ароматом» мочевины.

Так как хлорид аммония в своем составе имеет и хлорид ионы, то проведите качественную реакцию именно на их наличие. Для этого добавьте во вторую часть предполагаемого хлорида аммония реагент нитрат серебра, и в результате химического взаимодействия выпадет белый осадок хлорида серебра. Это и есть подтверждение присутствия ионов хлора. Таким образом, используя простые навыки и умения, а также простейшие реактивы, можно распознать растворы в пробирках, предложенные для исследования.

Обратите внимание

При работе с щелочью и кислотой соблюдайте правила техники безопасности

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Источник

План урока:

Основные понятия

Распознавание катионов щелочных металлов

Распознавание ионов щелочноземельных металлов

Качественные реакции на анионы

Основные понятия

Качественная реакция – это реакция, обладающая определенными признаками для того или иного соединения. К таким процессам предъявляется ряд требований: низкий порог чувствительности, специфичность, селективность.

Определять можно ионы. Это заряженные частицы. Если ион заряжен положительно – это катион, если отрицательно – анион. Ионы могут быть простыми и сложными, но у каждого есть специфическая качественная реакция.

Индикаторы

Индикаторы – вещества, которые дают специфический продукт реакции (осадок, газ, соль определенного цвета) с тем или иным ионом.

Определять можно не только конкретное соединение, но и класс, к которому оно относится. Одним из первых индикаторов являются индикаторы среды: фенолфталеин, метилоранж и лакмус. Молекулы этих веществ меняют свою конфигурацию в зависимости от кислотности раствора, на чем основана их индикаторная значимость.

В лабораториях и на производстве часто используют не сам раствор, а бумажку, пропитанную им – индикаторную бумагу. Существует несколько типов таких бумаг:

Универсальная;
Фенолфталеиновая;
Лакмусовая;
Свинцовая и т.д.

Для каждого вида индикаторных бумажек есть шкала цвета, по которому можно определить значение того или иного результата.

Распознавание катионов щелочных металлов

Для некоторых ионов есть несколько способов их идентификации. Например, ионы щелочных металлов определяются сухим способом – окрашиванием пламени и реакциями в растворах.

Каждый ион щелочного металла окрашивает пламя в определенный цвет:

натрий – ярко-желтый,
калий – розово-фиолетовый,
литий – карминово-красный,
рубидий – темно-фиолетовый.

Для определения наличия катиона щелочного металла можно провести качественную реакцию. Для каждого катиона используется определенный реактив.

Таблица. Характеристика качественных реакций на ионы щелочных металлов.

Распознавание ионов щелочноземельных металлов

Щелочно-земельные металлы расположены во второй группе таблицы Менделеева. Они, так же, активны, но меньше щелочных. Их распространенность в природе намного выше. К этим металлам относятся: бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba), радий (Ra).

Раньше первые два металла не относили к группе щелочно-земельных. Последние научные исследования подтвердили их принадлежность к этому ряду.

Эти металлы можно определять окрашиванием пламени, но различить правильный оттенок у некоторых из них довольно трудно:

Be – красный;
Mg – ярко-белый (сильное выделение тепла);
Ca – оранжево-красный;
Sr – карминово-красный;
Ba – желтовато-зеленый;
Ra – темно-красный.

Определение катионов бериллия

Бериллий имеет специфическое строение атома. Его электронная конфигурация больше свойственная инертным газам. Обычных химических реакций для определения этого катиона нет. Бериллий определяют электрометрическим титрованием. При этом, производится титрование (по каплям) бериллия фторидом аммония в кислой среде. Бериллий образует аквафторокомплексы [BeF₄]2^—, удерживая до четырех молекул воды.

Еще одним инновационным способом определения бериллия является нефелометрический метод с применением гидроксида аммиака. При этом получают мутные спеси с дальнейшим определением оптической плотности.

Описанные методы основаны не на химической реакции, а на процессе образования комплексных соединений.

Определение катионов магния

Для определения магния используют сильные щелочи, карбонат аммония или гидрофосфат натрия в присутствии солей аммония.

В первых двух случаях выпадает белый аморфный осадок. Его кристаллы настолько малы, что практически не оседаю на дно, оставаясь взвешенными в водном растворе.

Mg²⁺ + 2OH^— → Mg(OH)₂↓

2Mg²⁺ + 4NН₄⁺ + 2CO₃^2- + Н₂O → Mg²⁺(OH)₂CO₃↓ + 4NН₄⁺ + CO₂

Во втором случае образуется, так же, белый осадок, но крупнокристаллический:

Mg²⁺ + NН₄OH + НРО₄^2- → MgNН₄РО₄↓ + Н₂O

Определение катионов кальция

Для определения кальция чаще всего используют угольную или сернистую кислоту. Образующиеся соли белого цвета и не растворимы в вод. При этом, они хорошо растворимы в других кислотах:

CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ → CaCO₃ ↓+ 2NH₄Cl

Еще один способ – микрокристаллоскопическая реакция с серной кислотой. Образуются белые кристаллы игольчатой формы.

4Ca + 5H₂SO₄→ 4CaSO₄↓ + 4H₂O + H₂S

Определение ионов стронция

Стронций образует белые нерастворимые осадки с серной кислотой, карбонатом аммония:

Sr + H₂SO₄ = SrSO₄↓+ H₂

Sr(NO₃)₂ + (NH₄)₂CO₃ = SrCO₃↓ + NH₄NO₃

Также, для индикации используют оксалат аммония. Образующийся белый осадок растворяется во всех кислотах:

Sr⁺ + C₂O₄^— = Sr(C₂O₄) ↓

Одной из самых ярких реакций на ион стронция является реакция с родизонатом натрия. При этом образуется красно-бурый осадок:

Определение катионов бария

В растворе ионы бария определяют с помощью серной кислоты или ее растворимых солей.

Ba(NO₃)₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2NaNO₃

При реакции образуется белый нерастворимый в кислотах осадок. Это микрокристаллоскопическая реакция, можно рассмотреть форму кристаллов под микроскопом.

Определение ионов меди

Для обнаружения ионов меди в растворе соли в него добавляют концентрат аммиачного раствора.

Cu²⁺ + 4NН₃ → [Cu(NH₃)₄]²⁺

При этом, медь образует комплексную соль ярко-синего цвета.

еще один способ — реакция с гидроксидом натрия. В результате реакции образуется синий студенистый осадок.

Cu²⁺ + 2OH^— = Cu(OH)₂↓

При его нагревании происходит разложение с образованием черного оксида меди.

Cu(OH)₂ → CuO + H₂O

Медь можно определить сухим способов в пламени горелки. Она приведет к окрашиванию пламени в зеленый цвет.

Определение ионов двух- и трехвалентного железа

Железо имеет два основных иона: Fe²⁺ и Fe³⁺.

Ионы Fe³⁺ можно идентифицировать с помощью трех реактивов. Первый из них – щелочь. При этом образуется красно-бурый нерастворимый осадок:

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓+ 3NaCl.

Другой вариант – желтая кровяная соль K₃[Fe(CN)₆], при взаимодействии с которой трехвалентное железо образует комплексное соединение синего цвета.

Третий вариант – роданид калия (ядовитое вещество). При реакции образуется красная густая соль. Это соединение часто использовали в кинематографе в качестве искусственной крови.

Для определения Fe²⁺используют красную кровяную соль K₄[Fe(CN)₆]. В результате образуется соединение синего цвета (берлинская лазурь).

Определение катионов аммония

Катион аммония необычен тем, что состоят из молекулы аммиака с присоединенным за счет донорно-акцепторной связи водородом. Так, ион имеет вид NH₄⁺. Соли аммония применяются в сельском хозяйстве, медицине.

Определить наличие этого катиона можно с помощью индикаторной бумаги. Над раствором соли аммония она синеет.

Значения цветов индикаторной бумаги

Гидроксид аммония – слабое соединение, которое распадается на аммиак и воду. Аммиак обладает характерным запахом (нашатырный спирт), по которому, так же, определяют наличие катиона аммония.

Качественная реакция на катион аммония: NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃↑ + H₂O

Другой способ индикации – с помощью реактива Несслера– K₂[HgI₄]. При взаимодействии с солями аммония образуется бурый цвет:

NH₃ + 2[HgI₄]^2- + 3ОН^— → [NH₂Hg₂O]I + 7I^—+ 2Н₂О

Реакция очень чувствительная. При малом содержании катионов аммония, цвет будет желтый.

Качественные реакции на анионы

Сульфат-ион и сульфит-ион

Ионы серной и сернистой кислот дают одинаковую реакцию с растворимыми солями бария – образуется белый осадок:

BaCl₂ + Na₂SO₃ = BaSO₃↓ + 2NaCl

BaCl₂ + Na₂SO₄= BaSO₄↓ + 2NaCl

Различить их можно добавлением к полученному раствору азотной кислоты. Осадок сульфита бария растворится с образованием газа, а сульфата – нет.

BaSO₃+ 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ +SO₂ ↑ +H₂O

Хлорид-, бромид-, йодид-ион

Для определения этих ионов используют один реактив – нитрат серебра. Во всех трех случаях выпадает творожистый осадок, но цвет у каждого – свой. Фторид-ион осадок с этим реактивом не дает.

Для индикации фторида используют нитрат кальция. При этом образуется белый осадок:

2NaF + Ca(NO₃)2 → 2NaNO₃ + CaF2↓

Карбонат-ион

Карбонат-ион определяется в две стадии. Первая – получение угольной кислоты:

CaCO₃ + 2HCl⟶CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

Эта кислота слабая и быстро диссоциирует с образованием воды и углекислого газа.

Вторая реакция – пропускание выделяемого газа через известковую воду. Углекислый газ приводит к ее помутнению из-за образования нерастворимого карбоната кальция:

Ca(OH)₂ + CO₂⟶CaCO₃↓ + H₂O

Фосфат-ион

Фосфат-ион определяется с помощью нитрата серебра. При взаимодействии образуется ярко-желтый осадок:

Na₃PO₄ + 3AgNO₃= Ag₃PO₄↓ +3NaNO₃

Источник

Многие вещества, которые нас окружают, мы можем определить по их специфическим признакам и свойствам. Например, алюминий несложно отличить от других металлов. Он легче, также легко изменяет свою форму, при трении о бумагу или белую ткань оставляет серую полосу. Медь — металл красного цвета, имеет металлический блеск, хорошо проводит электрический ток, поэтому медь применяют при изготовлении проводов.

Такие жидкости, как уксусная кислота и этиловый спирт, также легко различить. Уксусная кислота очень хорошо растворима в воде. Этиловый спирт имеет характерный запах и хорошо смешивается с водой.

Кристаллы медного купороса имеют синий цвет, легко растворяются в воде, образуя голубой раствор.

У всех в аптечке есть марганцовка, её также несложно распознать. Марганцовка представляет собой тёмно-фиолетовые кристаллы, которые хорошо растворяются в воде и образуют раствор ярко-розового цвета.

Однако многие вещества определить достаточно сложно. Как распознать кислород и углекислый газ, ведь эти газы бесцветны и не имеют запаха? Или как узнать, какое вещество находится в пробирке: раствор кислоты или соли? Какой газ находится в сосуде?

Для этого проводят химические реакции, в результате которых происходят изменения с веществами. Эти специфические признаки мы можем определить с помощью наших органов чувств: зрения, обоняния, слуха. Такие химические реакции называются качественными.

То есть качественные реакции — это химические превращения, сопровождающиеся характерными признаками, с помощью которых проводят распознавание веществ.

Основными признаками химических реакций являются: изменение окраски, выпадение осадка, выделение газа, появление запаха, выделение тепла и света.

Такие явления при проведении качественных реакций называются аналитическими сигналами.

Если опустить тлеющую лучинку в пробирку с кислородом и углекислым газом, то в одной пробирке лучинка гаснет, а в другой — ярко вспыхивает. Этот опыт позволяет определить, в какой пробирке кислород, а в какой — углекислый газ. В той пробирке, где лучинка гаснет, находится углекислый газ, так как углекислый газ не поддерживает горение. В той пробирке, где лучинка вспыхнула, находится кислород, потому что кислород поддерживает горение.

А как отличить, например, углекислый газ от азота, ведь азот, как и углекислый газ, не поддерживает горение? Для этого существует качественная реакция на углекислый газ.

Если в стакан с углекислым газом добавить небольшое количество известковой воды и встряхнуть жидкость в стакане, то жидкость мутнеет. Таким образом, с помощью известковой воды или раствора гашёной извести можно обнаружить углекислый газ.

Если в пробирку с прозрачной известковой водой опустить стеклянную трубку и продуть через неё выдыхаемый воздух, то раствор мутнеет. Значит, и в выдыхаемом воздухе есть углекислый газ.

То есть вещество, с помощью которого проводят качественную реакцию, называется реактивом на определяемое вещество.

В нашем случае известковая вода является реактивом на углекислый газ и углекислый газ является реактивом на известковую воду.

Чтобы реакцию можно было считать качественной, аналитический сигнал на определённый реактив должен появляться только при взаимодействии с одним или немногими веществами. В противном случае трудно будет сделать вывод о том, какое вещество мы обнаружили с помощью реактива.

Например, крахмал можно обнаружить с помощью раствора йода и наоборот. Если капнуть несколько капель йодной настойки на кусочек картофеля, то наблюдается появление сине-фиолетовой окраски. Данная реакция является качественной на крахмал и подтверждает наличие крахмала в картофеле.

Таким образом, с помощью качественных реакций проводят распознавание веществ. Качественная реакция сопровождается аналитическим сигналом. Кислород и углекислый газ можно распознать с помощью тлеющей лучинки. Реактивом на углекислый газ является известковая вода и наоборот. Реактивом на крахмал является раствор йода.

Источник