Krāsu kvalitatīvo reakciju ķīmija. Nenormāli nokrišņi: “krāsains” lietus un “šokolādes” sniegs. Palīdzība Nokrišņu nosaukums ķīmijā
Nodarbības mērķi:
- ķīmisko vielu iekrāsošanos izraisošo faktoru noteikšana;
- zināšanu paplašināšana un sistematizēšana par krāsu teorijas ķīmiskajiem pamatiem;
- kognitīvās intereses attīstība kvalitatīvu reakciju izpētē.
Tiek attīstītas studentu kompetences:
- spēja analizēt apkārtējās pasaules parādības ķīmiskā izteiksmē;
- spēja izskaidrot ķīmiskās parādības, kas saistītas ar krāsas parādīšanos šķīdumos;
- vēlme patstāvīgi strādāt ar informāciju;
- Vēlme sazināties ar kolēģiem un runāt auditorijas priekšā.
"Katra dzīvā būtne tiecas pēc krāsas." V. Gēte
Zināšanu atjaunināšana
Iepriekšējās nodarbībās pētījām neorganisko un organisko vielu, bieži izmantojot kvalitatīvas reakcijas, kas norāda uz konkrētas vielas klātbūtni pēc krāsas, smaržas vai nogulsnēm. Jums piedāvātā krustvārdu mīkla sastāv no vārdiem ķīmiskie elementi kam ir krāsu atšķirības
Krustvārdu mīklas risinājums:
Vertikāli:
1) Viela, kas krāso liesmu violetā krāsā (kālijs).
2) Vieglākais sudraba krāsas metāls (litijs).
Horizontāli:
3) Šī elementa nosaukums ir “zaļais zars” (tallijs)
4) Metāls, kas krāso stiklu zilā krāsā (niobijs)
5) Metāla nosaukums nozīmē debeszils (cēzijs)
6) Šīs vielas violetos tvaikus pirmo reizi ieguva Kurtuā, pateicoties savam kaķim (jodam).
Motivācija mācību aktivitātēm.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka krustvārdu mīklu risinājums bija saistīts ar vielu krāsu. Taču ne tikai ķīmiskās vielas, bet arī pasaule mums apkārt ir krāsaina.
"Katra dzīvā būtne tiecas pēc krāsas." Šie lielā dzejas ģēnija vārdi patiesi atspoguļo emociju savdabību, ko tā vai cita krāsa mūsos izraisa. Mēs to uztveram asociatīvi, t.i. mēs atceramies kaut ko pazīstamu un pazīstamu. Krāsu uztveri pavada noteiktas emocijas. (Mākslinieku gleznu demonstrācija).
Skolēni atbild uz jautājumiem par emocijām, pamatojoties uz krāsu uztveri.
- Zilā krāsa rada mieru, ir patīkama un paaugstina pašapliecināšanās novērtējumu.
- Zaļā ir zaļo augu krāsa, miera un klusuma noskaņa.
- Dzeltens ir laimes gars, jautrība, kas saistīta ar sauli.
- Sarkanā krāsa ir aktivitāte, darbība, jūs vēlaties sasniegt rezultātus.
- Melns - izraisa skumjas un kairinājumu.
Kāpēc pasaule krāsains?
Šodien mēs cenšamies atrast atbildi uz jautājumu "Kas ir krāsa?" no ķīmijas viedokļa.
Nodarbības tēma ir "Kvalitatīvo reakciju krāsu ķīmija".
Krāsu faktoru definīcija
Bez zināšanām nav iespējams apsvērt krāsas ķīmisko būtību fizikālās īpašības redzamā gaisma. Bez gaismas nav priekšmetu krāsojuma, viss šķiet tumšs. Gaisma ir elektromagnētiskie viļņi. Cik daudz prieka varavīksne debesīs sagādā gan bērniem, gan pieaugušajiem, tomēr tā parādās tikai tad, ja saules stari atspīd ūdens lāsēs un atgriežas cilvēka acī daudzkrāsainā spektrā. Mēs esam parādā izcilajam angļu fiziķim Īzakam Ņūtonam, ka viņš izskaidroja šo fenomenu: baltā krāsa ir dažādu krāsu staru kombinācija. Katrs viļņa garums atbilst noteiktai enerģijai, ko šie viļņi nes. Jebkuras vielas krāsu nosaka viļņa garums, kura enerģija dominē konkrētajā starojumā. Debesu krāsa ir atkarīga no tā, cik daudz saules gaismas sasniedz mūsu acis. Stari ar īsu viļņa garumu (zili) tiek atstaroti no gaisa molekulām un izkliedēti. Mūsu acs tās uztver un nosaka debesu krāsu - zilu, ciānu (1. tabula.)
1. tabula. To vielu krāsa, kurām spektra redzamajā daļā ir viena absorbcijas josla.
Tas pats notiek ar krāsainām vielām. Ja viela atstaro noteikta viļņa garuma starus, tad tā ir krāsaina. Ja gaismas viļņu enerģija visā spektrā tiek absorbēta vai atspoguļota vienādi, viela šķiet melna vai balta. No bioloģijas stundām jūs zināt, ka cilvēka acī ir optiskā sistēma: lēca un stiklveida ķermenis. Acs tīklenē ir gaismas jutīgi elementi: konusi un stieņi. Pateicoties čiekuriem, mēs atšķiram krāsas.
Tādējādi tas, ko mēs saucam par krāsu, ir divu fizikālu un ķīmisku parādību rezultāts: gaismas mijiedarbība ar vielas molekulām un no vielas nākošo viļņu ietekme uz acu tīkleni.
1 faktors krāsu veidošanā ir gaisma.
Apskatīsim piemērus šādam faktoram - vielu struktūrai.
Metāliem ir kristāliska struktūra, tiem ir sakārtota atomu un elektronu struktūra. Krāsa ir saistīta ar elektronu kustīgumu. Kad metāli ir izgaismoti, dominē atstarošana, un to krāsa ir atkarīga no atstarotā viļņa garuma. (Metālu kolekcijas demonstrācija). Baltais spīdums ir saistīts ar gandrīz visa redzamo staru kopuma vienmērīgu atspulgu. Šī ir alumīnija un cinka krāsa. Zeltai ir sarkanīgi dzeltens, jo absorbē zilos, zilos un violetos starus. Vara ir arī sarkanīga krāsa. Magnija pulveris ir melns, kas nozīmē, ka šī viela absorbē visu staru spektru.
Apskatīsim, kā mainās vielas krāsa atkarībā no tās struktūras stāvokļa, izmantojot sēru kā piemēru.
Videofilmas "Ķīmiskie elementi" demonstrēšana.
Secinām: sērs kristāliskā stāvoklī ir dzeltens, bet amorfā – melns, t.i. šajā gadījumā krāsas faktors ir vielas struktūra.
Kas notiek ar vielu krāsu, kad struktūra tiek iznīcināta, piemēram, sāls molekulu disociācijas laikā, ja šie šķīdumi ir iekrāsoti.
CuS0 4 (zils) Cu 2+ + SO 4 2-
NiS0 4 (zaļš) Ni 2+ + SO 4 2-
CuCI 2 (zils) Cu 2+ + 2CI -
FeCI 3 (dzeltens) Fe 3+ + 3CI -
Šie šķīdumi satur vienus un tos pašus anjonus, bet krāsu piešķir dažādi katjoni.
Sekojošiem šķīdumiem ir viens un tas pats katjons, bet dažādi anjoni, kas nozīmē, ka anjoni ir atbildīgi par krāsu:
K 2 Cr 2 O 7 (oranžs) 2 K + + Cz 2 O 4 2-
K 2 Cr0 4 (dzeltens) 2K + + Cz0 4 2-
KMnO 4 (violeta) K + + Mn04 -
Trešais krāsas izskata faktors ir vielu jonu stāvoklis.
Krāsa ir atkarīga arī no vides ap krāsainām daļiņām. Katjonus un anjonus šķīdumā ieskauj šķīdinātāja apvalks, kas ietekmē jonus.
Veiksim šādu eksperimentu. Ir biešu sulas šķīdums (aveņu krāsa). Šim šķīdumam pievienojiet šādas vielas:
- pieredze. Biešu sulas šķīdums un etiķskābe
- pieredze. Biešu sulas šķīdums un NH 4 0H šķīdums
- pieredze. Biešu sulas šķīdums un ūdens.
1. eksperimentā skāba vide noved pie krāsas maiņas uz purpursarkanu, 2. eksperimentā sārmaina vide maina biešu krāsu uz zilu, un ūdens pievienošana (neitrāla vide) neizraisa krāsas izmaiņas.
Zināms indikators sārmainas vides noteikšanai ir fenolftaleīns, kas maina sārmu šķīdumu krāsu uz tumšsarkanu.
Eksperiments tiek veikts:
NaOH + fenolftaleīns -> sārtināta krāsa
Secinām: 4. krāsas maiņas faktors ir vide.
Apskatīsim gadījumu, kad viena elementa atomu ieskauj dažādi kompleksi.
Tiek veikts eksperiments: kvalitatīva reakcija uz Fe 3+ jonu:
FeCl 3 + KCNS -> sarkana krāsa
FeCl 3 + K 4 (Fe(CN) 6) -> p-p tumši zils
Vēsturisks fakts ir saistīts ar dzelzs jonu krāsas maiņu, kad to ieskauj kālija tiocianāts.
Studentu ziņas.
1720. gadā Pētera I politiskie pretinieki no garīdzniecības sarīkoja “brīnumu” vienā no Sanktpēterburgas katedrālēm - Dievmātes ikona sāka liet asaras, kas tika komentēta kā viņas noraidošā zīme Pētera reformām. . Pēteris I rūpīgi pārbaudīja ikonu un pamanīja kaut ko aizdomīgu: ikonas acīs viņš atrada mazus caurumus. Viņš arī atrada asaru avotu: tas bija sūklis, kas samērcēts dzelzs rodāna šķīdumā, kuram ir asinssarkana krāsa. Svars vienmērīgi nospiedās uz sūkļa, izspiežot pilienus caur ikonas caurumu. "Tas ir brīnišķīgu asaru avots," sacīja suverēns.
Mēs veicam eksperimentu.
Mēs uzrakstām vārdus uz papīra ar CuS0 4 (zils) un FeСI 3 (dzeltens) šķīdumiem, pēc tam apstrādājam lapu ar dzelteno asins sāli K 4 (Fe(CN) 6). Vārds CuSO 4 (zils) kļūst sarkans un vārds FeCI 3 (dzeltens) kļūst zili zaļš. Metāla oksidācijas stāvoklis nemainās, ir mainījusies tikai vide:
2CuS0 4 + K 4 (Fe(CN) 6) Cu 2 (Fe(CN) 6) + 2K 2 SO 4
4FeCl 3 + 3 K 4 (Fe(CN) 6) Fe 4 (Fe(CN) 6) 3 + 12 KCI
5. krāsas faktors - jonu apkārtne ar kompleksiem.
Secinājums.
Esam identificējuši galvenos faktorus, kas ietekmē vielu krāsas izskatu.
Mēs sapratām, ka krāsa ir rezultāts vielai, kas absorbē noteiktu daļu no redzamā saules gaismas spektra.
Kvalitatīva reakcija ir īpaša reakcija, kas nosaka jonus vai molekulas pēc krāsas.
Studentu ziņojumi par tēmu “Krāsa kalpo cilvēkiem”.
Dzīvnieku asinis un lapu zaļumi satur līdzīgas struktūras, bet asinis satur dzelzs jonus - Fe, bet augi - Mg. Tas nodrošina krāsas: sarkanu un zaļu. Starp citu, teiciens “zilās asinis” attiecas uz dziļjūras dzīvniekiem, kuru asinīs dzelzs vietā ir vanādijs. Arī aļģes, kas aug vietās, kur ir maz skābekļa, ir zilas.
Augi ar hlorofilu spēj veidot magnija organiskās vielas un izmantot gaismas enerģiju. Fotosintētisko augu krāsa ir zaļa.
Asins hemoglobīns, kas satur dzelzi, kalpo skābekļa transportēšanai organismā. Hemoglobīns ar skābekli piešķir asinīm spilgti sarkanu krāsu, bet bez skābekļa tas piešķir asinīm tumšu krāsu.
Krāsas un krāsvielas izmanto mākslinieki, dekoratori un tekstilstrādnieki. Krāsu harmonija ir neatņemama "dizaina" mākslas sastāvdaļa. Senākās krāsas bija ogles, krīts, māls, cinobra un daži sāļi, piemēram, vara acetāts (verdigris).
Fosfora krāsas tiek izmantotas ceļa zīmēm un reklāmām, glābšanas laivām.
Balināšanas nolūkā veļas pulveriem tiek pievienotas vielas, kas audumam piešķir zilganu fluorescenci.
Apkārtējās vides ietekmē tiek iznīcināta visu metāla priekšmetu virsma. To aizsardzība visefektīvākā ir ar krāsainiem pigmentiem: alumīnija pulveri, cinka putekļiem, sarkano svinu, hroma oksīdu.
Atspulgs.
1. Kādi faktori izraisa krāsu ķimikālijās?
2. Kādas vielas var noteikt ar kvalitatīvām reakcijām, pamatojoties uz krāsas izmaiņām?
3. Kādi faktori nosaka kālija un vara sāļu krāsu?
Daba, kuras sastāvdaļa ir ķīmiskās vielas, mūs ieskauj ar noslēpumiem, un mēģinājums tos atrisināt ir viens no lielākajiem dzīves priekiem.
Šodien mēs mēģinājām pietuvoties “Krāsu ķīmijas” patiesībai no vienas puses, un, iespējams, jums pavērsies cita. Pats galvenais, lai krāsu pasaule būtu izzināma.
Piedzimst vīrietis
Radīt, uzdrīkstēties - un nekas cits,
Lai atstātu labu zīmi dzīvē,
Un atrisināt visas sarežģītās problēmas.
Par ko? Meklējiet savu atbildi!
Mājasdarbs.
Sniedziet piemērus kvalitatīvām reakcijām uz dzelzs joniem, mainot krāsu.
Pambakas upe Lori reģionā Armēnijas ziemeļos ir ieguvusi sarkanīgu nokrāsu, un ir paņemti ūdens paraugi.
1999. gada aprīlī Pēc NATO bombardēšanas Dienvidslāvijā un naftas ķīmijas rūpnīcu iznīcināšanas pār Pancevo pilsētu nolija indīgs “melnais lietus”, kas satur milzīgu daudzumu smago metālu un cilvēka dzīvībai kaitīgu organisko savienojumu. Augsne un gruntsūdeņi bija nopietni piesārņoti, piesārņoti ar etilēnu un hloru. Milzīgs daudzums naftas, naftas produktu, amonjaka un aminoskābju nokļuva Donavā.
2000. gada jūnijā-jūlijā Dažos Dagestānas un Ziemeļosetijas apgabalos, jo īpaši Vladikaukāzas pilsētā, notika “krāsainas lietus”. Ūdens paraugu analīžu rezultātā tika atklāts paaugstināts ķīmisko elementu saturs. Tie pārsniedza kobalta (vairāk nekā četras reizes) un cinka (vairāk nekā 434 reizes) maksimāli pieļaujamās koncentrācijas. Laboratorijas pētījumi apstiprināja, ka piesārņotā lietus sastāvs bija identisks ķīmiskais sastāvs paraugi, kas ņemti OJSC Electrozinc teritorijā, kas pārkāpa Vides aizsardzības ministrijas apstiprinātos standartus par maksimāli pieļaujamo emisiju atmosfērā.
2000. un 2002. gadā“Sarūsējuši” nokrišņi nolija Altaja apgabalā un Altaja Republikā. Laikapstākļu anomāliju izraisīja spēcīgas sadegšanas produktu emisijas Ust-Kamenogorskas metalurģijas rūpnīcā.
2001. gada jūlijā-septembrī Indijas Keralas štatā vairākkārt ir lijis "sarkanās lietusgāzes". Sarkano daļiņu izcelsmei tika izvirzītas vairākas hipotēzes: daži tos uzskatīja par sarkaniem putekļiem, ko vējš nesa no Arābijas tuksneša, citi tos atzina par sēnīšu sporām vai okeāna aļģēm. Tika izvirzīta versija par to ārpuszemes izcelsmi. Pēc zinātnieku aprēķiniem, kopā ar nokrišņiem zemē nokrita aptuveni 50 tonnas šīs dīvainās vielas.
2001. gada oktobrī nokļuva zem nenormāls lietus Zviedrijas dienvidrietumu reģionu iedzīvotāji. Pēc lietus uz zemes virsmas palika pelēki dzelteni traipi. Zviedru eksperti un jo īpaši Gēteborgas ģeozinātnes centra pētnieks Larss Fransens sacīja, ka spēcīgs vējš "iesūcis" sarkanos smilšu putekļus no Sahāras, pacēlis tos 5 tūkstošu metru augstumā un pēc tam nogāzis lietus Zviedrijā.
2002. gada vasara zaļš lietus nolija pār Indijas ciematu Sangranpur netālu no Kolkatas pilsētas. Vietējās varas iestādes paziņoja, ka ķīmiskā uzbrukuma nav. Notikuma vietā ieradušos zinātnieku veiktajā pārbaudē noskaidrots, ka zaļais mākonis ir nekas vairāk kā ziedu un mango putekšņi, kas atrodas bišu ekskrementos un nerada briesmas cilvēkiem.
2003. gadā Dagestānā nokrišņi nokrita sāls nogulšņu veidā. Automašīnas novietotas zem brīvdabas, pārklāts ar sāls kārtu. Pēc meteorologu domām, iemesls tam bija ciklons, kas nāca no Turcijas un Irānas reģioniem. Paaugstināts stiprs vējš nelielas smilšu un putekļu daļiņas no Dagestānā izstrādātajiem karjeriem, kas sajauktas ar ūdens putekļiem, kas izcelti no Kaspijas jūras virsmas. Maisījums koncentrējās mākoņos, kas pārvietojās uz Dagestānas piekrastes reģioniem, kur nolija neparasts lietus.
2004. gada ziema Polijas austrumos uzsnidzis oranžas krāsas sniegs. Tajā pašā laikā to novēroja Aizkarpatu iedzīvotāji Tikhas un Gusinoye ciemos. Saskaņā ar vienu versiju, sniega oranžās krāsas iemesls bija smilšu vētras Saūda Arābijā: smilšu graudi, kurus izpūta stiprs vējš, uzkrājās augšējie slāņi atmosfērā un uzsniga kopā ar sniegu Aizkarpatijā.
2005. gada 19. aprīlis Kantemirovskas un Kalačejevskas rajonos Voroņežas apgabals lija sarkans lietus. Nokrišņi atstāja neparastas pēdas uz māju jumtiem, laukiem, lauksaimniecības tehnikas. Augsnes paraugā bija okera pēdas, kas ir dabīgs pigments krāsu ražošanai. Tas saturēja dzelzs un māla hidroksīdus. Turpinot izmeklēšanu, atklājās, ka okera ražotnē Žuravkas ciematā notikusi noplūde, kā rezultātā lietus mākoņi iekrāsojušies sarkanā krāsā. Pēc speciālistu domām, nokrišņi cilvēku un dzīvnieku veselībai bīstamību neradīja.
2005. gada 19. aprīlis vairākās jomās Stavropoles apgabals debesis ieguva dzeltenīgu nokrāsu, un tad sāka līt lietus, kuras pilieni bija bezkrāsaini. Pēc žāvēšanas pilieni palika uz automašīnām un tumši bēšām drēbēm, kuras pēc tam netika nomazgātas. Tāds pats lietus bija 22. aprīlī Orelā. Analīzes parādīja, ka nogulumos bija sārmi, proti, slāpekļa savienojumi. Nokrišņi bija ļoti koncentrēti.
2005. gada aprīlī Vairākas dienas oranžas lietusgāzes lija Ukrainā - Nikolajevas apgabalā un Krimā. Krāsaini nokrišņi šajās dienās klāja arī Doņeckas, Dņepropetrovskas, Zaporožjes un Hersonas apgabalus. Ukrainas sinoptiķi sacīja, ka lietus oranžo krāsu izraisījusi putekļu vētra. Vējš atnesa putekļu daļiņas no Ziemeļāfrikas.
2006. gada februārī pelēcīgi dzeltens sniegs uzsniga Sabo ciemā, kas atrodas 80 km uz dienvidiem no Okhas pilsētas Sahalīnas ziemeļos. Pēc aculiecinieku stāstītā, aizdomīgā sniega kušanas rezultātā uz ūdens virsmas izveidojušies eļļaini plankumi pelēcīgi dzeltenā krāsā un ar neparastu dīvainu smaku. Eksperti uzskata, ka neparasti nokrišņi varētu būt kāda no Tālo Austrumu vulkāna darbības sekas. Iespējams, pie vainas ir vides piesārņojums no naftas un gāzes nozares. Sniega dzeltēšanas cēlonis nav precīzi noteikts.
2006. gada 24.-26. februāris Dažos Kolorādo (ASV) rajonos sniga brūns sniegs, krāsa bija gandrīz kā šokolāde. “Šokolādes” sniegs Kolorādo ir ilgstoša sausuma sekas kaimiņvalstī Arizonā: tur parādās milzīgi putekļu mākoņi, kas sajaucas ar sniegu. Dažreiz vulkāna izvirdumi dod tādu pašu rezultātu.
2006. gada martā Primorskas apgabala ziemeļos uzsniga krēmīgi rozā sniegs. Eksperti paskaidroja neparasta parādība to, ka ciklons iepriekš bija gājis cauri Mongolijas teritorijai, kur tobrīd plosījās spēcīgas putekļu vētras, kas aptvēra plašas tuksneša teritoriju teritorijas. Putekļu daļiņas tika notvertas ciklona virpulī un iekrāsoja nokrišņus.
2006. gada 13. marts V Dienvidkoreja, tostarp Seulā, uzsniga dzeltens sniegs. Sniegs bija dzeltens, jo tajā bija dzeltenas smiltis, kas atvestas no Ķīnas tuksnešiem. Valsts meteoroloģiskais dienests brīdināja, ka sniegs, kas satur smalkas smiltis, var būt bīstams elpošanas sistēmai.
2006. gada 7. novembris Krasnojarskā sniga neliels sniegs ar zaļu lietu. Tā gāja kādu pusstundu un, izkususi, pārvērtās plānā zaļgana māla kārtiņā. Cilvēkiem, kas bija pakļauti zaļajam lietum, bija asarošana un galvassāpes.
2007. gada 31. janvāris Omskas apgabalā aptuveni 1,5 tūkstošu kvadrātkilometru platībā uzsnidzis dzeltenīgi oranžs sniegs ar asu smaku, klāts ar taukainiem plankumiem. Izbraucot cauri visam Irtišas reģionam, gar malu aizķērās dzeltenīgi oranžu nogulumu strūklas. Tomskas apgabals. Bet lielākā daļa “skābā” sniega nokrita Omskas apgabala Tarskas, Kolosovskas, Znamenskas, Sedeļņikovskas un Tjukaļinskas rajonos. Pārsniegta dzelzs satura norma krāsotajā sniegā (pēc provizoriskiem laboratorijas datiem dzelzs koncentrācija sniegā bija 1,2 mg uz kubikcentimetru, maksimāli pieļaujot 0,3 mg). Saskaņā ar Rospotrebnadzor teikto, šī dzelzs koncentrācija nav bīstama cilvēka dzīvībai un veselībai. Anomālu nokrišņu izpētē tika iesaistītas laboratorijas Omskā, Tomskā un Novosibirskā. Sākotnēji tika pieņemts, ka sniegs satur toksisku vielu heptilu, kas ir raķešu degvielas sastāvdaļa. Otrā dzelteno nokrišņu parādīšanās versija bija Urālu metalurģijas uzņēmumu emisijas. Tomēr Tomskas un Novosibirskas eksperti nonāca pie tāda paša secinājuma kā Omskas - sniega neparastā krāsa ir saistīta ar mālu-smilšu putekļu klātbūtni, kas Omskas apgabalā varētu būt nonākuši no Kazahstānas. Snigā toksiskas vielas netika atrastas.
2008. gada martā Arhangeļskas apgabalā uzsnidzis dzeltens sniegs. Speciālisti izteikuši domu, ka sniega dzeltenā krāsa skaidrojama ar dabas faktori. To izraisa lielais smilšu saturs, kas mākoņos nokļuva putekļu vētru un viesuļvētru rezultātā, kas notika citviet uz planētas.
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 + H 2 O
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 nogulšņu 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 nogulšņu 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) = )
 |