
- •Аналитическая химия
- •Предмет и задачи аналитической химии
- •Классификация методов аналитической химии
- •Классификация аналитических реакций. Дробный и систематический анализ
- •Чувствительность аналитических реакций
- •Водородный показатель (рН). Способы поддержания постоянства рН в растворе
- •Качественные реакции в аналитической химии
- •Химические методы анализа
- •Инструментальные методы анализа Электрохимические методы
- •Спектроскопические методы
- •Методы анализа, основанные на радиоактивности.
- •Упражнения для подготовки к аттестации и Интернет-экзамену
- •Литература
Качественные реакции в аналитической химии
Качественный анализ — совокупность химических, физико-химических и физических методов, применяемых для обнаружения компонентов, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. В качественном анализе используют легко выполнимые, характерные химические реакции, при которых наблюдается появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, образование газа и др. Реакции должны быть как можно более селективны и высокочувствительны.
Качественный анализ в водных растворах основан на ионных реакциях и позволяет обнаружить катионы или анионы. Основоположником качественного анализа считается Р.Бойль (1627–1691), английский химик и физик, который ввёл представление о химических элементах как о неразлагаемых основных частях сложных веществ и систематизировал все известные в его время качественные реакции.
Ниже приведены качественные реакции на некоторые катионы и анионы.
КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА КАТИОНЫ
Катион |
Воздействие или реактив |
Наблюдаемая реакция |
Li+ |
Пламя |
Карминово-красное окрашивание |
Na+ |
Пламя |
Желтое окрашивание |
К+ |
Пламя |
Фиолетовое окрашивание |
Са2+ |
Пламя |
Кирпично-красное окрашивание |
Sr2+ |
Пламя |
Карминово-красное окрашивание |
Ва2+ |
Пламя; ионы S042- |
Желто-зеленое
окрашивание
Выпадение белого осадка,
не растворимого в кислотах: Ва2+
+ S042-→
BaS04 |
Сu2+ |
Вода
Раствор аммиака
|
Гидратированные ионы Сu2+ имеют голубую окраску; Выпадение голубого осадка Сu(ОН)2 Сu2++ 2 NH3∙H2O→ Cu(OH)2↓+ 2 NH4+ , растворяющегося в избытке аммиака с образованием ярко-синего раствора Cu(OH)2↓+ 4 NH3∙H2O = [Cu(NH3)4](OH)2+ 4 H2O |
РЬ2+ |
Ионы S2- |
Выпадение черного осадка: Pb2+ + S2- → PbS ↓ |
Аg+ |
Ионы Cl- |
Выпадение белого осадка, нерастворимого в HNO3, но растворимого в конц. аммиаке Аg+ +Cl-→ AgCl ↓ |
Fe2+ |
Гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль), K3[Fe(CN)6] |
Выпадение синего осадка: К++ Fe2+ + [Fe(CN)6]3- → KFe[Fe(CN)6] |
Fe3+ |
1) Гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль) K4[Fe(CN)6] 2) роданид-ион SCN- |
Выпадение синего осадка: К+ + Fe3+ + [Fe(CN)6]4-→ KFe[Fe(CN)6] Появление кроваво-красного окрашивания за счет образования комплексных ионов Fe3+ + nSCN [Fe(SCN)n](3-n)+ |
Al3+ |
щелочь (амфотерные свойства гидроксида) |
Выпадение белого студенистого осадка гидроксида алюминия Al(OH)3 при приливании первых порций щелочи и его растворение в избытке щелочи |
NH4+ |
щелочь, нагрев |
Выделяется
аммиак, который обнаруживают по запаху
и посинению влажной лакмусовой бумаги:
NH4+
+ ОН- |
Н+ (кислая среда) |
Индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый |
красное окрашивание индикаторов |
КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА АНИОНЫ
Анион |
Реактив |
Наблюдаемая реакция |
S042- |
Ва2+ |
Выпадение белого осадка, нерастворимого в кислотах: Ва2+ + S042-→ BaS04↓ |
N03- |
1) добавить конц. H2SO4 и Сu, нагреть 2) смесь H2S04 +FeSO4 |
Образование голубого раствора, содержащего ионы Сu2+, выделение газа бурого цвета (NO2). Реакция «бурого кольца»: возникновение окраски сульфата нитрозопентаакважелеза (II) [Fe(H20)5NO] SO4 (окраска от фиолетовой до коричневой). |
РО43- |
ионы Ag+ |
Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: ЗАg+ + Р043-→ Аg3Р04↓ |
СrO42- |
ионы Ва2+ |
Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCI: Ва2+ + СrO42-→ BaCr04↓ |
S2- |
ионы РЬ2+ |
Выпадение черного осадка: Pb2+ + S2-→ PbS↓ |
СО32- |
ионы Са2+ |
Выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Са2+ + С032- → СаСОз↓ |
CO2 |
«известковая вода» - раствор Са(ОН)2 |
Выпадение белого осадка СаСО3 и его растворение при дальнейшем пропускании С02 : Са(ОН)2 + С02 →СаСО3↓ + Н20, СаСО3 + С02 + Н20 →Са(НС03)2 |
SO32- |
ионы Н+ |
Появление характерного запаха S02: 2Н+ + SO32-→ Н20 + S02↑ |
F- |
ионы Са2+ |
Выпадение белого осадка: Са2+ + 2F- → CaF2↓ |
Cl- |
ионы Аg+ |
Выпадение белого осадка, не растворимого в HN03, но растворимого в конц. аммиаке: Аg+ +CI-→ AgCl↓ AgCI + 2(NH3• Н20) →[Ag(NH3)2]+ + CI- + 2Н2О |
Br- |
ионы Аg+ |
Выпадение светло-желтого осадка, нерастворимого в HN03: Ag+ + Br- → AgBr↓ (осадок темнеет на свету) |
I- |
ионы Аg+ |
Выпадение желтого осадка, нерастворимого в HNO3 и конц. аммиаке: Аg+ + I- → АgI↓(осадок темнеет на свету) |
ОН- (щелочная среда) |
индикаторы: лакмус, фенолфталеин |
синее окрашивание лакмуса, малиновое окрашивание фенолфталеина |