Krāsu kvalitatīvo reakciju ķīmija. Nenormāli nokrišņi: “krāsains” lietus un “šokolādes” sniegs. Palīdzība Brown nokrišņiem
Iedomāsimies šādu situāciju:
Jūs strādājat laboratorijā un esat nolēmis veikt eksperimentu. Lai to izdarītu, jūs atvērāt skapi ar reaģentiem un pēkšņi vienā no plauktiem ieraudzījāt šādu attēlu. Divām reaģentu burciņām tika noņemtas etiķetes, un tās droši palika guļam tuvumā. Tajā pašā laikā vairs nav iespējams precīzi noteikt, kura burka kurai etiķetei atbilst, un vielu ārējās pazīmes, pēc kurām tās varētu atšķirt, ir vienādas.
Šajā gadījumā problēmu var atrisināt, izmantojot t.s kvalitatīvas reakcijas.
Kvalitatīvas reakcijas Tās ir reakcijas, kas ļauj atšķirt vienu vielu no citas, kā arī noskaidrot nezināmu vielu kvalitatīvo sastāvu.
Piemēram, ir zināms, ka dažu metālu katjoni, pievienojot degļa liesmai to sāļus, iekrāso to noteiktā krāsā:
Šī metode var darboties tikai tad, ja atšķiramās vielas maina liesmas krāsu atšķirīgi vai viena no tām nemaina krāsu vispār.
Bet, teiksim, kā laime, nosakāmās vielas liesmu nekrāso vai iekrāso to tādā pašā krāsā.
Šādos gadījumos vielas būs jānošķir, izmantojot citus reaģentus.
Kādā gadījumā mēs varam atšķirt vienu vielu no citas, izmantojot jebkuru reaģentu?
Ir divas iespējas:
- Viena viela reaģē ar pievienoto reaģentu, bet otra nereaģē. Šajā gadījumā ir jābūt skaidri redzamam, ka vienas no izejvielām reakcija ar pievienoto reaģentu patiešām notikusi, tas ir, tiek novērota kāda ārēja tās pazīme - izveidojās nogulsnes, izdalījās gāze, mainījās krāsa. utt.
Piemēram, nav iespējams atšķirt ūdeni no nātrija hidroksīda šķīduma, izmantojot sālsskābi, neskatoties uz to, ka sārmi labi reaģē ar skābēm:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Tas ir saistīts ar to trūkumu ārējās pazīmes reakcijas. Dzidrs, bezkrāsains sālsskābes šķīdums, sajaucot ar bezkrāsainu hidroksīda šķīdumu, veido tādu pašu dzidru šķīdumu:
Bet tad jūs varat dzert ūdeni no ūdens šķīdums sārmus var atšķirt, piemēram, izmantojot magnija hlorīda šķīdumu - šajā reakcijā veidojas baltas nogulsnes:
2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl
2) vielas var arī atšķirt vienu no otras, ja tās abas reaģē ar pievienoto reaģentu, bet to dara dažādi.
Piemēram, jūs varat atšķirt nātrija karbonāta šķīdumu no sudraba nitrāta šķīduma, izmantojot sālsskābes šķīdumu.
ar nātrija karbonātu sālsskābe reaģē ar bezkrāsainas, bez smaržas gāzes - oglekļa dioksīda (CO 2) izdalīšanos:
2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2
un ar sudraba nitrātu, veidojot baltas sierveidīgas nogulsnes AgCl
HCl + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl↓
Tālāk redzamajās tabulās ir parādītas dažādas iespējas noteiktu jonu noteikšanai:
Kvalitatīvas reakcijas uz katjoniem
Katjons | Reaģents | Reakcijas pazīme |
Ba 2+ | SO 4 2- | Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ |
Cu 2+ | 1) Nokrišņi zila krāsa: Cu 2+ + 2OH − = Cu(OH) 2 ↓ 2) Melnas nogulsnes: Cu 2+ + S 2- = CuS↓ |
|
Pb 2+ | S 2- | Melnas nogulsnes: Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
Ag+ | Cl − | Baltu nogulšņu nogulsnes, kas nešķīst HNO 3, bet šķīst amonjakā NH 3 ·H 2 O: Ag + + Cl − → AgCl↓ |
Fe 2+ | 2) Kālija heksacianoferāts (III) (sarkanais asins sāls) K 3 | 1) Baltu nokrišņu nokrišņi, kas gaisā kļūst zaļi: Fe 2+ + 2OH − = Fe(OH) 2 ↓ 2) zilu nokrišņu nokrišņi (Turnboole blue): K + + Fe 2+ + 3- = KFe↓ |
Fe 3+ | 2) Kālija heksacianoferāts (II) (dzeltenais asins sāls) K 4 3) Rodanīda jonu SCN − | 1) Brūnas nogulsnes: Fe 3+ + 3OH − = Fe(OH) 3 ↓ 2) zilo nokrišņu (Prūsijas zilā) nokrišņi: K + + Fe 3+ + 4- = KFe↓ 3) intensīvas sarkanas (asins sarkanas) krāsas izskats: Fe 3+ + 3SCN − = Fe(SCN) 3 |
Al 3+ | Sārms (hidroksīda amfoteriskās īpašības) | Baltu alumīnija hidroksīda nogulšņu nogulsnēšanās, pievienojot nelielu daudzumu sārma: OH − + Al 3+ = Al(OH) 3 un tā izšķīšana tālāk ielejot: Al(OH)3 + NaOH = Na |
NH4+ | OH − , apkure | Gāzes emisija ar asu smaku: NH 4 + + OH − = NH 3 + H 2 O Slapja lakmusa papīra zila virpošana |
H+ (skāba vide) | Rādītāji: − lakmuss - metiloranžs | Sarkans krāsojums |
Kvalitatīvas reakcijas uz anjoniem
Anjons | Trieciens vai reaģents | Reakcijas pazīme. Reakcijas vienādojums |
SO 4 2- | Ba 2+ | Baltu, skābēs nešķīstošu nogulšņu nogulsnes: Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ |
NO 3 − | 1) Pievieno H 2 SO 4 (konc.) un Cu, karsē 2) H 2 SO 4 + FeSO 4 maisījums | 1) Zilā šķīduma veidošanās, kas satur Cu 2+ jonus, brūnās gāzes (NO 2) izdalīšanās 2) Nitrozo-dzelzs (II) sulfāta 2+ krāsas izskats. Krāsa svārstās no violetas līdz brūnai (brūna gredzena reakcija) |
PO 4 3- | Ag+ | Gaiši dzeltenu nokrišņu nokrišņi neitrālā vidē: 3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓ |
CrO 4 2- | Ba 2+ | Dzeltenu nogulšņu veidošanās, kas nešķīst etiķskābē, bet šķīst HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓ |
S 2- | Pb 2+ | Melnas nogulsnes: Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
CO 3 2- | 1) Baltu, skābēs šķīstošu nogulsņu nogulsnēšanās: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ 2) Bezkrāsainas gāzes izdalīšanās (“vārīšanās”), kas izraisa kaļķa ūdens duļķainību: CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O |
|
CO2 | Kaļķu ūdens Ca(OH) 2 | Baltu nogulšņu nogulsnēšana un to izšķīdināšana ar turpmāku CO 2 pāreju: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2 |
SO 3 2- | H+ | SO 2 gāzes emisija ar raksturīgu asu smaku (SO 2): 2H + + SO 3 2- = H 2 O + SO 2 |
F - | Ca2+ | Baltas nogulsnes: Ca 2+ + 2F − = CaF 2 ↓ |
Cl − | Ag+ | Baltu sierveidīgu nogulšņu nogulsnes, kas nešķīst HNO 3, bet šķīst NH 3 ·H 2 O (konc.): Ag + + Cl − = AgCl↓ AgCl + 2 (NH 3 · H 2 O) = ) |