Качественный анализ предназначен для обнаружения отде­льных элементов или ионов, входящих в состав вещества.

Аналитические реакции сопровождаются аналитическим эф­фектом, позволяющим получить информацию о наличии опреде­ляемого элемента. К аналитическим эффектам относят: выпадение или растворение осадка, выделение газообразных продуктов, из­менение окраски раствора, образование кристаллов определенной формы.

Для определения присутствия веществ, анионов, катионов ис­пользуются качественные реакции. Проведя их, можно подтвер­дить однозначно их наличие. Эти реакции широко используются при проведении качественного анализа, целью которого является определение наличия веществ или ионов в растворах или смесях. Приведем необходимый для сдачи ЕГЭ минимум качествен­ных реакций.

I. Качественные реакции на катионы.

1. Катион водорода Н + , изменение окраски индикаторов: крас­ный цвет лакмуса, розово-красный - метилового оранжевого.

2. Ион аммония:

NH + 4 + ОН → NH 3 + H 2 О (запах или посинение влаж­ной лакмусовой бумаги).

3. Ион Fe 2+ :

3Fe 2+ + 2 2 ↓ (турнбулева синь); Fe 2+ + 2ОН = Fe(OH) 2 ↓ . (зеленоватый осадок).

4. Ион Fe 3+ :

4Fe 3+ + 3 4- → Fe 4 3 ↓ (берлинская лазурь);

Fe 3+ + 3CNS → Fe(CNS) 3 (кроваво-красный цвет);

Fe 3+ + 3ОН - = Fe(OH) 3 ↓ (бурый осадок).

5. ИонА1 3+ :

Al 3+ + 3ОН - →А1(ОН) 3 ↓ (белый осадок, растворяется в избытке щелочи).

6. Ион Ва 2+ :

Ва 2+ + SО 4 2- → BaSО 4 ↓ . (белый осадок).

7. Ион Са 2+ :

Са 2+ + СО 3 2- →CaCО 3 ↓ . (белый осадок).

8. Ион Си 2+ :

Cu 2+ + 2ОH - → Сu(ОН) 2 ↓ (голубой осадок).

9. Иoн Ag + :

Ag + + СI - → AgCl ↓ (белый творожистый осадок).

10. Окраска пламени:

II. Качественные реакции на анионы.

1. Гидроксид-ион:ОН - : изменение окраски индикаторов: лакмус -синий, фенолфталеин - малиновый, метиловый оранжевый - желтый.

2. Галогенид-ионы:

F - + Ag + → осадок не образуется;

С1 - + Ag + → AgC↓ - белый осадок

Br - + Ag + →AgBr↓ - желтовато-белый осадок

I - + Ag + →AgI↓ - ярко-желтый осадок

3. Сульфид-ион:

H 2 S + Pb(NO 3) 2 →PbS ↓ + 2HNO 3 ;

CuSO 4 + H 2 S (Na 2 S)→H 2 SO 4 (Na,SO 4) + CuS↓ (черный осадок).

4. Сульфат-ион:

BaCI 2 + H,SO 4 →BaSO 4 ↓ + 2НС1; Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (белый осадок).

5. Нитрат-ион:

Сu 2+ + NO 3 - + 2Н + →Сu 2+ + NO 2 + Н 2 O (бурый газ).

6. Фосфат-ион:

РO 4 3- + 3Ag + → Ag 3 PO 4 ↓ (желтый осадок, который, в отличие от осадка AgBr, растворим в минеральных кислотах).

7. Хромат-ион:

СгO 4 2- + Ва 2+ → BaCrO 4 ↓ . (желтый осадок).

8. Карбонат-ион, обнаружение С0 2:
СО 3 2- + 2Н + → СO 2 + Н 2 O;

СO 2 + Са(ОН) 2 →СаСO 3 + Н 2 O;

СаСО 3 + СO 2 + Н 2 O →Са(НСO 3) 2 .

III. Качественная реакция на озон:

2KI + O 3 + Н 2 O → I 2 ↓ + 2КOН + O 2 ; KI + О 2 → не идет

Образование йода можно доказать по изменению окраски рас­твора в присутствии крахмала: происходит посинение.

Идентификация органических соединений

1. Качественные реакции на соединения, содержащие двойные и тройные связи (алкены, алкадиены, алкины, и др.). Обесцвечивание перманганата калия:

3СН 2 = СН 2 +2КМпO 4 + 4Н 2 O →3С Н 2 ОН - С Н 2 ОН + 2MnO 2 + 2KOH;

3С Н = С Н + 8КМпO 4 → 3КООС-СООК + 8МпO 2 +2КОН + 2Н 2 O.

Обесцвечивание бромной воды:

Н 3 С-СН 2 -СН=СН 2 + Вг 2 → Н 3 С-СН 2 -СН-СН 2 ;

CH≡CH + 2Вг 2 → CHBr 2 -CHBr 2

СН 2 =СН-СООН + Вг 2 → СН 2 Вг-СНВг-СООН.

Качественные реакции на многоатомные спирты, моно- и дисахариды.

Взаимодействие с Сu(ОН) 2 на холоде - это качественная реак­ция на многоатомные спирты, а также на моно- и дисахариды:

Моносахаридл (дисахарид) + Сu(ОН) (голубой осадок) → синий раствор:

3. Качественная реакция на фенолы.

С 6 Н 5 ОН + FeCl 3 → комплексное соединение темно-фиолетового цвета.

4. Качественные реакции «Серебряное зеркало» и со свежепри­готовленным осадком Си(ОН) 2 на альдегидную группу:

СН 3 СНО+ Ag 2 O(NH 3) → СН 3 СООН + 2Ag |;

НСНО + 2Ag 2 O(NH 3) →СO 2 + Н 2 O + 4Ag↓

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO+Ag 2 O(NH 3) → СН 2 ОН-(СНОН) 4 -СООН + 2Ag↓ ;

СН 3 СНО + 2Сu(ОН) 2 →СН 3 СООН + Cu 2 O↓ + 2Н 2 O

5. Качественные реакции на органические кислоты:
СН 3 СООН: лакмус красный;

СН 3 СООН + Na 2 CO 3 → CH 3 COONa + H 2 O + СO 2 (выделение газа);

НСООН: лакмус красный;

2НСООН + Na 2 CO 3 →2HCOONa + H 2 O + СO 2 (выделение газа);

НСООН + Ag 2 O(NH 3) → СO 2 + Н 2 O + 2Ag↓

6. Качественная реакция с йодом на крахмал:

(С 6 Н |0 О 5) n + I 2 →синее окрашивание.

Качественные реакции на белки

а) биуретовая реакция.

При обработке белка концентрирован­ным раствором щелочи и раствором сульфата меди появляется красно-фиолетовое окрашивание, вызванное образованием медно­го комплекса белка (реакция на пептидную связь);

б) ксантопротеиновая реакция.

При действии концентрирован­ной азотной кислоты белок окрашивается в желтый цвет. Реакция связана с наличием в молекуле белка ароматических групп, которые нитруются в мягких условиях;

в) сульфгидрильная реакция.

При добавлении к раствору белка ацетата свинца (II) и гидроксида натрия при нагревании выпадает черный осадок сульфида свинца, вследствие наличия в белке тиольных (сульфгидрильных) групп.

NH ; Na + ; K + ; Mg 2+ ; Ba 2+ ; Ca 2+ ; Fe 2+ ; Fe 3+ ; Mn 2+ ; Co 2+ ; Ni 2+ ; Zn 2+ ;

Al 3+ ; Cr 3+ ; Ag + ; Pb 2+ ; Cu 2+ ; Cd 2+ .

Реакция на ион Na +

Ионы натрия образуют с дигидроантимонатом калия в нейтральной или слабощелочной среде белый кристаллический осадок дигидроантимоната натрия:

2NaCl + K 2 H 2 SbO 4 = Na 2 H 2 SbO 4 ↓ + 2KCl

2Na + + H 2 SbO = Na 2 H 2 SbO 4 ↓

Потирание изнутри стенок пробирки стеклянной палочкой и охлаждение пробирки под холодной струей воды ускоряет осаждение.

Реакция на ион K +

1. Гидротартрат натрия образует с раствором солей калия белый кристаллический осадок гидротартрата калия:

KCl + NaHC 4 H 4 O 6 = KHC 4 H 4 O 6 ↓ +NaCl

K + +HC 4 H 4 O 6 - = KHC 4 H 4 O 6 ↓

Осадок выпадает при потирании стеклянной палочкой внутренней стенки пробирки и охлаждение пробирки под струей холодной воды.

2. Кобальтинитрит натрия образует с растворами солей калия желтый осадок - кобальтинитрит калия:

2KCl + Na 3 = K 2 Na↓ + 2 NaCl

2K + + Na + + 3- = K 2 Na↓

Реакция на ион NH

1. Едкие щелочи KOH и NaOH при нагревании вытесняют из растворов солей аммония аммиак:

NH 4 Cl +KOH = KCl + NH 3 ­ + H 2 O

NH + OH - = NH 3 ­ + H 2 O

Выделяющийся аммиак можно обнаружить по запаху или по влажной индикаторной ленте (щелочная реакция).

2. Реактив Неслера (щелочной раствор комплексной соли K 2 ) образует с раствором соли аммония осадок оранжево-бурого цвета:

NH 4 Cl + 2K 2 +2KOH = J↓ +5KJ +KCl 2H 2 O

NH + 2 2- + 2OH - = NH 2 Hg 2 J 3 ¯+ 5J - + 2H 2 O

В присутствии очень малых количеств раствор окрашивается или в желтый или в бурый цвет.

Реакция на ион Mg 2+

Гидрофосфат натрия образует с солями магния в присутствие NH 4 OH и NH 4 Cl белый кристаллический осадок.

Поместите в пробирку по 2-3 капли растворов MgCl 2 и NH 4 Cl, прибавьте к полученной смеси 2-3 капли раствора Na 2 HPO 4 . Тщательно перемешайте содержимое пробирки стеклянной палочкой и затем добавьте к раствору NH 4 OH:

MgCl 2 + NH 4 Cl + NH 4 OH + Na 2 HPO 4 = MgNH 4 PO 4 ↓ + 2NaCl + NH 4 Cl + H 2 O

Mg 2+ + HPO +NH 4 OH = MgNH 4 PO 4 ↓ + H 2 O

Реакция на ион Ba 2+

1. Дихромат–ион образует с ионами бария осадок желтого цвета (хромат бария):

2BaCl 2 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2BaCrO 4 ↓ + 2KCl + 2HCl

2Ba 2+ + Cr 2 O + H 2 O = 2BaCrO 4 ↓+ 2H + .

2. Сульфат – ион образует с ионами бария осадок белого цвета (сульфат бария), не растворимый в кислотах:

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2HCl

Ba 2+ + SO = BaSO 4 ↓

3. Оксалат – ион образует с ионами бария осадок белого цвета (оксалат бария):

BaCl 2 + (NH 4)C 2 O 4 = NH 4 Cl + BaC 2 O 4 ↓

Ba 2+ + C 2 O = BaC 2 O 4 ↓

Реакция на ион Ca 2+

Оксалат-ион образует с ионами кальция белый кристаллический осадок:

CaCl 2 + (NH 4) 2 C 2 O 4 = CaC 2 O 4 ↓ + 2NH 4 Cl

Ca 2+ + C 2 O = CaC 2 O 4 ¯

Проведению реакции могут мешать ионы бария.

Реакция на ион Fe 2+

Растворы двухвалентного железа окрашены в бледно-зеленный цвет.

Гексацианоферрат (III) калия с двухвалентным железом образует синий осадок, называемый турнбулевой синью:

3FeCl 2 + 2K 3 = Fe 3 2 ↓ + 6KCl

3Fe 2+ + 2 3- = Fe 3 2 ↓

Реакция на ион Fe 3+

Растворы трехвалентного железа имеют желтую или красно-бурую окраску.

1. Ионы трехвалентного железа с роданид-ионом образуют соединение, окрашивающее раствор в кроваво-красный цвет:

FeCl 3 + 3NH 4 CNS = Fe (CNS) 3 + 3NH 4 Cl

Fe 3+ + 3CNS - = Fe (CNS) 3

Fe 3+ + 6CNS - = 3-

2. Гексацианоферрат (II) калия с трехвалентным железом образует темно-синий осадок, называемый берлинской лазурью:

4FeCl 3 + 3K 4 = Fe 4 3 ↓ + 12KCl

4Fe 3+ + 3 4- = Fe 4 3 ↓

3. Ионы трехвалентного железа со фторидом натрия в растворе образуют бесцветное комплексное соединение:

FeCl 3 + 6NaF =Na 3 + 3NaCl

Fe 3+ + 6NaF = 3- + 6Na +

Реакция на ион Mn 2+

Концентрированные растворы солей марганца имеют бледно-розовый цвет, разбавленные растворы – бесцветны.

Ионы двухвалентного марганца в кислой среде окисляются (в данном случае висмутатом натрия) до перманганат–ионов красно-фиолетового цвета:

2Mn(NO 3) 2 + 5NaBiO 3 + 14HNO 3 = 2NaMnO 4 + 5Bi(NO 3) 3 + 3NaNO 3 +7H 2 O

2Mn 2+ +5BiO + 14H + = 2MnO + 5Bi 3+ +7H 2 O

Реакция на ион Cr 3+

Растворы солей хрома имеют зеленую или фиолетовую окраску.

Ионы трехвалентного хрома окисляются перекисью водорода в щелочной среде до хромат – ионов.

Поместить в пробирку 2-3 капли соли хрома (III), прилить раствор щелочи до растворения осадка. К полученному раствору хромита (изумрудно – зеленого цвета) прилить 2-3 капли перекиси водорода и осторожно нагреть пробирку. Зеленая окраска раствора перейдет в желтую:

CrCl 3 + 4NaOH = NaCrO 2 + 3NaCl + 2H 2 O

Cr 3+ + 4OH - = CrO +2H 2 O

2NaCrO 2 + 3H 2 O 2 + 2NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O

2CrO + 3H 2 O 2 + 2OH - = 2CrO + 4H 2 O

Реакция на ион Co 2+

Разбавленные растворы солей кобальта имеют розовую окраску. Роданид-ион с ионами кобальта образуют комплексную соль синего цвета.

Поместите в пробирку 2-3 капли раствора кобальта (II), насыпьте немного сухой соли роданида аммония и прилейте 5-6 капель амилового или изоамилового спирта. Смесь перемешайте. Наблюдайте расслоение жидкостей и окрашивание верхнего слоя в голубой или синий цвет.

CoCl 2 + 4NH 4 CNS = (NH 4) 2 + 2NH 4 Cl

Co 2+ + 4CNS - = 2-

Этой реакции мешают ионы железы (III), которые образуют с роданидом соединение кроваво – красного цвета. Поэтому ионы железа (III) предварительно связывают в бесцветный комплекс фторидом натрия или фторидом аммония.

Реакция на ион Ni 2+

Растворы солей никеля имеют зеленую окраску.

Ионы никеля в аммиачной среде образуют с диметилглиоксимом осадок комплексной соли ало-красного цвета.

Этой реакции мешают ионы трехвалентного и двухвалентного железа:

Реакция на ион Zn 2+

Растворы солей цинка бесцветны.

С гексацианоферратом (II) калия ионы цинка образуют аморфный осадок салатного цвета:

3ZnCl 2 +2K 4 2 = K 2 Zn 3 2 ↓ + 6KCl

2K + + 3Zn 2+ + 2 4- = K 2 Zn 3 2 ↓

Реакция на ион Al 3+

Растворы солей алюминия бесцветны.

При осторожном добавлении щелочей (по каплям) образуется осадок белого цвета в виде белых студенистых хлопьев, часто всплывающих на поверхность раствора:

AlCl 3 + 3NaOH = Al (OH) 3 ↓ + 3NaCl

Al 3+ + 3OH - = Al(OH) 3 ↓

Гидроксид алюминия обладает амфотерными свойствами: при действии на Al (OH) 3 раствором кислоты или щелочи происходит растворение осадка:

Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O

Al(OH) 3 + 3H + = Al 3+ + 3H 2 O

Al(OH) 3 + 3NaOH = Na 3

Al(OH) 3 + 3OH - = 3-

Реакция на ион Ag +

1. Хлорид – ион осаждает ионы серебра из раствора в виде белого творожистого осадка:

AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3

Ag + + Cl - = AgCl↓

Хлорид серебра нерастворим в азотной кислоте, но растворим в гидроксиде аммония:

AgCl + 2NH 4 OH = Cl + 2H 2 O

Если на полученный раствор Cl подействовать раствором азотной кислоты, то AgCl снова выпадает в виде творожистого белого осадка:

Cl + 2HNO 3 = AgCl↓ + 2NH 4 NO 3

2. Иодид – ион с ионами серебра образует осадок желтого цвета:

AgNO 3 + KJ = AgJ↓ + KNO 3

Ag + + J - = AgJ↓

Реакция на ион Pb 2+

1. Хлорид – ион осаждает ионы свинца в виде белого творожистого осадка:

Pb(NO 3) 2 + 2HCl = PbCl 2 ↓ + 2HNO 3

Pb 2+ + 2Cl - = PbCl 2 ↓

Хлорид свинца нерастворим в гидроксиде аммония:

PbCl 2 + NH 4 OH = реакция не идет.

2. Иодид – ион осаждает ионы свинца в виде осадка желтого цвета:

Pb (NO 3) 2 + 2KJ = PbJ 2 ↓ + 2KNO 3

Pb 2+ + 2J - = PbJ 2 ↓

Часть осадка растворите в 5-6 каплях уксусной кислоты при нагревании, а затем осторожно охладите под струей холодной воды. Хлорид свинца из раствора выпадает в виде золотистых хлопьев.

Реакция на ион Cu 2+

1. Гидроксид аммония, добавленный в избытке к солям меди, образует растворимое комплексное соединение василькового цвета:

CuSO 4 + 4NH 4 OH = SO 4 + 4H 2 O

Cu 2+ + 4NH 4 OH = 2+ + 4H 2 O

2. Гексацианоферрат калия осаждает ион меди (II) из раствора в виде осадка красно-коричневого цвета:

2CuSO 4 + K 4 = Cu 2 ↓ + 2K 2 SO 4

2Cu 2+ + 4- = Cu 2 ↓

Реакция на ион Cd 2 +

Сульфид – ион в слабокислой среде осаждает ионы кадмия из раствора в виде осадка желтого цвета:

CdCl 2 + Na 2 S = CdS↓ + 2NaCl

Cd 2+ + S 2- = CdS↓

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры катионов и анионов, которые могут быть обнаружены с помощью окислительно-восстановительных реакций.

2. Какие ионы образуют окрашенные комплексные соединения: Cu 2+ ; Cu + ; Fe 2+ ; Fe 3+ ; Co 3+ ; Zn 2+ ; Ag + ?

3. Присутствие каких ионов может быть обнаружено по образованию летучих веществ: SO ; SO ; CO ; PO ; Na + ; NH ?

4. Как доказать наличие ионов Сu 2+ и Ag + в одном растворе?

Лабораторная работа № 3 (4 ч.)

Тема: Карбонаты. Жесткость воды (постоянная и временная).

Цель: ознакомиться со способами устранения временной и постоянной жесткости воды.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Присутствие в воде ионов Са 2+ и Мg 2+ обуславливает так называемую жёсткость воды. Жёсткая вода вызывает повышенный расход мыла, по­скольку при взаимодействии солей кальция и магния с мылом образуются нерастворимые осадки:

2С 17 Нз 5 СООNа+ Са(НСО 3) 2 = 2NаНСОз + (С 17 Н 35 СОО) 2 Са¯

На стенках паровых котлов жёсткая вода образует накипь, обладаю­щую плохой теплопроводностью. Кроме того, накипь способствует корро­зии стенок котлов. В жёсткой воде плохо разваривается мясо, овощи, пло­хо заваривается чай. Очень жёсткая вода не пригодна для питья. Условная классификация воды по уровню жёсткости приведена в табл. 3.

Чтобы определить катион серебра, нужно провести реакцию с каким-нибудь хлоридом. Взаимодействие Ag(+) и Cl(-) дает в итоге белый осадок AgCl↓. Катионы бария Ba2+ обнаруживаются в реакции с сульфатами: Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓ (белый осадок). Столь же верно и обратное: чтобы обнаружить в растворе хлорид-ионы или сульфат-ионы, нужно провести реакцию, соответственно, с солями серебра и бария.

Для определения катионов Fe(2+) используют гексацианоферрат (III) калия K3, а точнее, комплексный ион (3-). Образующийся темно-синий осадок Fe32 называется «турнбуллевой синью». Для выявления катионов железа (III) берут уже гексацианоферрат (II) калия K4, дающий при взаимодействии с Fe(3+) темно-синий осадок Fe43 – «берлинскую лазурь». Обнаружить Fe(3+) можно также в реакции с роданидом аммония NH4CNS. В результате образуется малодиссоциирующий роданид железа (III) – Fe(CNS)3 – и раствор приобретает кроваво-красный цвет.

Избыток катионов водорода H+ создает кислую среду, в которой соответственно меняются окраски индикаторов: оранжевый и фиолетовый лакмус становятся красными. В избытке же гидроксид-ионов OH- (щелочной среде) лакмус становится синим, метилоранж – желтым, а бесцветный в нейтральной и кислой средах фенолфталеин приобретает малиновое окрашивание.

Чтобы понять, есть ли в растворе катион аммония NH4+, нужно добавить щелочь. При обратимом взаимодействии с гидроксид-ионами NH4+ дает аммиак NH3 и воду. Аммиак имеет характерный запах, а влажная лакмусовая бумажка в таком растворе посинеет.

В качественной реакции на аммиак используется HCl. В процессе образования из аммиака и хлороводорода хлорида аммония HN4Cl можно наблюдать белый дым.

Карбонат- и гидрокарбонат-ионы CO3(2-) и HCO3(-) можно обнаружить при добавлении кислоты. В результате взаимодействия этих ионов с катионами водорода выделяется углекислый газ и образуется вода. При пропускании полученного газа через известковую воду Ca(OH) , поскольку образуется нерастворимое соединение – карбонат кальция CaCO3↓. При дальнейшем пропускании углекислого газа образуется кислая соль – растворимый уже Ca(HCO3)2.

Реагент для обнаружения сульфид-ионов S(2-) – растворимые соли свинца, дающие в реакции с S(2-) черный осадок PbS↓.

Обнаружение ионов при помощи горелки

Соли некоторых металлов при внесении в пламя горелки окрашивают его. Это свойство используется в качественном анализе для обнаружения катионов этих элементов. Так, Ca(2+) окрашивает пламя в кирпично-красный цвет, Ba(2+) - в желто-зеленый. Горение солей калия сопровождается фиолетовым пламенем, лития – ярко-красным, натрия – желтым, стронция – карминово-красным.

Качественные реакции в органической химии

Соединения с двойными и тройными связями (алкены, алкадиены, алкины) обесцвечивают красно-бурую бромную воду Br2 и розовый раствор перманганата калия KMnO4. Вещества с двумя или более гидроксогруппами -OH (многоатомные спирты, моносахариды, дисахариды) растворяют в щелочной среде свежеприготовленный голубой осадок Cu(OH)2, образуя раствор ярко-синего цвета. С гидроксидом меди (II) реагируют также альдегиды, альдозы и восстанавливающие дисахариды (альдегидная группа), но здесь выпадает уже осадок Cu2O↓ кирпично-красного цвета.

Фенол в растворе хлорида железа (III) образует комплексное соединение с FeCl3 и дает фиолетовое окрашивание. Вещества, содержащие альдегидную группу, дают реакции «серебряного зеркала» с аммиачным раствором оксида серебра. Раствор йода при внесении в него крахмала становится фиолетовым, а пептидные связи белков обнаруживаются в реакции с насыщенным раствором сульфата меди и концентрированным едким натром.

Источники:

• § Качественные реакции в химии

Кислота – это сложное вещество, которое может быть как органическим, так и неорганическим. Общим является то, что они имеют в своем составе атомы водорода и кислотный остаток. Именно последний придает специфические свойства каждой кислоте, а также по нему проводится качественный анализ. Любая растворимая в воде кислота диссоциирует (распадается) на частицы – положительно заряженные ионы водорода, которые и обуславливают кислые свойства, и на отрицательно заряженные ионы кислотного остатка.

Вам понадобится

• - штатив;
• - пробирки;
• - растворы индикаторов;
• - нитрат серебра;
• - растворы кислот;
• - нитрат бария;
• - медные стружки.

Инструкция

Чтобы определить, что в растворе находится именно , воспользуйтесь индикатором (бумажным или в растворе). Добавьте в емкость к исследуемому раствору лакмус, который в кислой среде становится красным. Для достоверности прилейте другой индикатор – метиловый оранжевый, который изменит окраску на розовую или розово- . Третий индикатор, а именно фенолфталеин в кислой среде не меняется, оставаясь при этом прозрачным. Эти опыты доказывают наличие кислоты, но не специфичность каждой из них.

Для того чтобы определить конкретно, находится в склянке, нужно провести качественную реакцию на остаток. Серная кислота имеет в своем составе сульфат-ион, реагентом на который является ион бария. Добавьте к вещество, содержащее этот ион, например нитрат бария. Моментально выпадет осадок белого цвета, представляющий собой сульфат бария.

1. Качественная реакция на алканы. Определить, что какое-то вещество в смеси или в чистом виде алкан, несложно. Для этого газ либо поджигают - горение алканов сопровождается синим пламенем, либо пропускают через раствор перманганата калия. Алканы не окисляются перманганатом калия на холоду, вследствие этого раствор не будет изменять окраску.

2. Качественная реакция на алкены. Чтобы убедиться в наличии алкена, нужно пропустить его в раствор перманганата калия (реакция Вагнера) . В ходе реакции раствор обесцветится, выпадает бурый диоксид марганца MnO 2 (реакция на примере этилена):
3C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 4H 2 O --> 3CH 2 OH-CH 2 OH + 2KOH + 2MnO 2 ↓

Так же, алкены обесцвечивают бромную воду:
C 2 H 4 + Br 2 --> C 2 H 4 Br 2
Бромная вода обесцвечивается, образуется дибромпроизводное.

3. Качественная реакция на алкины. Алкины можно выявить и по реакции Вагнера или с помощью бромной воды:

3C 2 H 2 + 8KMnO 4 --> 3KOOC-COOK + 8MnO 2 ↓ + 2KOH + 2H2O
C 2 H 2 + 2Br 2 --> C 2 H 2 Br 4

Алкины с тройной связью у крайнего атома углерода реагируют с аммиачным раствором оксида серебра (гидроксид диаминсеребра (I)) (реактив Толленса) :
C 2 H 2 + 2OH ---> Ag 2 C 2 ↓ + 4NH 3 + 2H 2 O

Получившийся ацетиленид серебра (I) выпадает в осадок.
Алкины, у которых тройная связь в середине (R-C-=C-R) в эту реакцию не вступают.
Такая способность алкинов - замещать протон на атом металла, подобно кислотам - обусловлено тем, что атом углерода находится в состоянии sp-гибридизации и электроотрицательность атома углерода в таком состоянии такая же, как у азота. Вследствие этого, атом углерода сильнее обогощается электронной плотностью и протон становится подвижным.

4. Качественная реакция на альдегиды. Одна из самых интересных качественных реакций в органической химии - на альдегиды, предназначена исключительно для выявления соединений, содержащих альдегидную группу. К альдегиду приливают аммиачный раствор оксида серебра, реакция идет при нагревании:
CH 3 -CHO + 2OH -t-> CH 3 -COOH + 2Ag↓ + 4NH 3 + H 2 O
Если опыт проведен грамотно, то выделяющееся серебро покрывает колбу ровным слоем, создавая эффект зеркала. Именно поэтому реакция называется реакцией серебряного зеркала.
Примечание: реакцией серебряного зеркала также можно выявить метановую (муравьиную) кислоту HCOOH. При чем тут кислота, если мы говорим про альдегиды? Все просто: муравьиная кислота - единственная из карбоновых кислот, содержащая одновременно альдегидную и карбоксильную группы:

В ходе реакции метановая кислота окисляется до угольной, которая разлагается на углекислый газ и воду:
HCOOH + 2OH -t-> CO 2 + 2H 2 O + 4NH 3 + 2Ag↓
Помимо реакции серебряного зеркала существует также реакция с гидроксидом меди (II) Cu(OH) 2 . Для этого к свежеприготовленному гидроксиду меди (II) добавляют альдегид и нагревают смесь:
CuSO 4 + 2NaOH --> Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 ↓
CH 3 -CHO + 2Cu(OH) 2 -t-> CH 3 -COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O
Выпадает оксид меди (I) Cu 2 O - осадок красного цвета.

Еще один метод определения альдегидов - реакция с щелочным раствором тетраиодомеркурата (II) калия, известный нам из предыдущей статьи как реактив Несслера:
CH 3 -CHO + K 2 + 3KOH --> CH 3 -COOK + Hg↓ + 4KI + 2H 2 O

При добавлении альдегида к раствору фуксинсернистой кислоты раствор окрашивается в светло-фиолетовый цвет.

5. Качественные реакции на спирты. Спирты по количеству гидроксильных групп бывают одно-, двух-, многоатомными. Для одно- и многоатомных реакции различны.

Качественные реакции на одноатомные спирты:
Простейшая качественная реакция на спирты - окисление спирта оксидом меди. Для этого пары спирта пропускают над раскаленным оксидом меди. Затем полученный альдегид улавливают фуксинсернистой кислотой, раствор становится фиолетовым:
CH 3 -CH 2 -OH + CuO -t-> CH 3 -CHO + Cu + H 2 O

Спирты идентифицируются пробой Лукаса - конц. раствор соляной кислоты и хлорида цинка. При пропускании вторичного или третичного спирта в такой раствор образуется маслянистый осадок соответствующего алкилхлорида:
CH 3 -CHOH-CH 3 + HCl -ZnCl 2 -> CH 3 -CHCl-CH 3 ↓ + H2O
Первичные спирты в реакцию не вступают.

Еще одним известным методом является иодоформная проба:
CH 3 -CH 2 -OH + 4I 2 + 6NaOH --> CHI 3 ↓ + 5NaI + HCOONa + 5H 2 O

Качественные реакции на многоатомные спирты.
Наиболее известная качественная реакция на многоатомные спирты - взаимодействие их с гидроксидом меди (II). Гидроксид растворяется, образуется хелатный комплекс темно-синего цвета. Обратите внимание на то, что в отличии от альдегидов многоатомные спирты реагируют с гидроксидом меди (II) без нагревания. К примеру, при приливании глицерина образуется глицерат меди (II):

6. Качественные реакции на карбоновые кислоты. На карбоновые кислоты обычно подчеркивают образование цветных осадков с тяжелыми металлами. Но наиболее осуществимая качественная реакция на метановую кислоту HCOOH. При добавлении концентрированной серной кислоты H 2 SO 4 к раствору муравьиной кислоты образуется угарный газ и вода:
HCOOH -H 2 SO 4 -> CO + H 2 O
Угарный газ можно поджечь. Горит синем пламенем:
2CO + O 2 -t-> 2CO 2

Из многоосновных кислот рассмотрим качественную реакцию на щавелевую H 2 C 2 O 4 (HOOC-COOH). При добавлении к раствору щавелевой кислоты раствор соли меди (II) выпадет осадок оксалата меди (II):
Cu 2+ + C 2 O 4 2- --> CuC 2 O 4 ↓

Щавелевая кислота также, как и муравьиная, разлагается концентрированной серной кислотой:
H 2 C 2 O 4 --H 2 SO 4 -> CO + CO 2 + H 2 O

7. Качественные реакции на амины. На амины качественных реакций нет (за исключением анилина). Можно доказать наличие амина окрашиванием лакмуса в синий цвет. Если же амины нельзя выявить, то можно различить первичный амин от вторичного путем взаимодействия с азотистой кислотой HNO 2 . Для начала нужно ее приготовить, а затем добавить амин:
NaNO 2 + HCl --> NaCl + HNO 2
Первичные дают азот N 2 :
CH 3 -NH 2 + HNO 2 --> CH 3 -OH + N 2 + H 2 O

Вторичные - алкилнитрозоамины - вещества с резким запахом (на примере диметилнитрозоамина):
CH 3 -NH-CH 3 + HNO 2 --> CH 3 -N(NO)-CH 3 + H 2 O

Третичные амины в мягких условиях с HNO 2 не реагируют.

Анилин образует осадок при добавлении бромной воды:
C 6 H 5 NH 2 + 3Br 2 --> C6H 2 NH 2 (Br) 3 ↓ + 3HBr

Анилин также можно обнаружить по сиреневой окраске при добавлении хлорной извести.

8. Качественные реакции на фенол. Фенол лучше всего обнаруживает хлорид железа (III) - образуется фиолетовое окрашивание раствора. Это лучший метод обнаружения фенола, т.к. реакция очень чувствительна.

Также фенол наряду с анилином дает осадок желтоватого цвета при пропускании в водный раствор брома - 2,4,6 - трибромфенол:
C 6 H 5 OH + 3Br 2 --> C 6 H 2 OH(Br) 3 ↓ + 3HBr

Фенолы дают фенол-альдегидные смолы при реакции с альдегидом в кислой среде. При этом образуются мягкие пористые массы фенол-альдегидных смол (реакция поликонденсации) .

9. Качественная реакция на алкилхлориды. Вещества, содержащие хлор, могут окрашивать пламя в зеленый цвет. Для этого нужно обмакнуть медную проволоку в алкилхлориде и поднести к пламени (проба Бельштейна) .

10. Качественная реакция на углеводы. Большинство углеводов имеют альдегидные и гидроксильные группы, поэтому для них характерны все реакции альдегидов и многоатомных спиртов.
Существует способ, который помогает различить глюкозу от фруктозы - проба Селиванова . Для того, чтобы различить эти углеводы, к ним приливают смесь резорцина и соляной кислоты. Реагирует со смесью фруктоза, при этом раствор окрашивается в малиновый цвет.

Крахмал в присутствии иода окрашивается в темно-синий цвет. При нагревании окраска исчезает, при охлаждении появляется вновь.

11. Качественная реакция на белки. Белки выявляются в основном на реакциях, основанных на окрасках.
Ксантопротеиновая реакция. Данная реакция обнаруживает ароматические аминокислоты, входящие в белки (на примере тирозина):
(OH)C 6 H 4 CH(NH 2 )COOH + HNO 3 --H 2 SO 4 --> (OH)C 6 H 3 (NO 2 )CH(NH 2 )COOH↓ + H2O - выпадает осадок желтого цвета.
(OH)C 6 H 3 (NO 2 )CH(NH 2 )COOH + 2NaOH ---> (ONa)C 6 H 3 (NO 2 )CH(NH 2 )COONa + H2O - раствор становится оранжевым.

Обнаружение серосодержащих аминокислот:
Белок + (CH 3 COO) 2 Pb -NaOH-> PbS↓ (осадок черного цвета).

Биуретовая реакция для обнаружения пептидной связи (CO-NH):
Белок + CuSO 4 + NaOH --> красно-фиолетовое окрашивание.

Спецефический запах при горении:
Белок --обжиг--> запах паленой шерсти.

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.