Цвета пламени металлов таблица егэ

Таблицы DPVA.ru — Инженерный Справочник

Free counters!


Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Химический справочник / / Химический анализ. Определение состава химических соединений или их смесей.  / / Цвет пламени при горении соединений, содержащих металлы — стронций, литий, кальций, натрий, железо, молибден, барий, медь, бор, теллур, таллий, селен, мышьяк, индий, цезий, рубидий, калий, свинец, сурьма, цинк. Цвет пламени спирта.

Цвет пламени при горении соединений, содержащих металлы — стронций, литий, кальций, натрий, железо, молибден, барий, медь, бор, теллур, таллий, селен, мышьяк, индий, цезий, рубидий, калий, свинец, сурьма, цинк. Цвет пламени спирта.

Цвет пламени при горении соединений, содержащих металлы — стронций, литий, кальций, натрий, железо, молибден, барий, медь, бор, теллур, таллий, селен, мышьяк, индий, цезий, рубидий, калий, свинец, сурьма, цинк. Цвет пламени спирта.

Про спирт: хотя чистый этиловый спирт горит синим пламенем, а метиловый спирт горит зелёным пламенем — технические присадки поменяют цвет в соответствии с таблицей ниже, что не позволяет достоверно отличить метиловый спирт от этилового по цвету пламени, да и остальные способы малонадежны. Не пейте неизвестно какой спирт — вероятность умереть, если это метанол, выше 80%.

Металл, входящий в соединение Цвет пламени Цвет пламени при горении соединений, содержащих металлы - стронций, литий, кальций, натрий, железо, молибден, барий, медь, бор, теллур, таллий, селен, мышьяк, индий, цезий, рубидий, калий, свинец, сурьма, цинк.
Стронций Sr Темно-красный
Литий Li Малиновый
Кальций Ca Кирпично-красный
Натрий Na Желтый
Железо Fe Светло-желтый
Молибден  Mb Желто-зеленоватый
Барий Ba Желтовато-зеленый
Медь Cu Ярко-зеленый или сине-зеленый
Бор B Бледно-зеленый
Теллур Te Зеленый
Таллий Tl Изумрудный
Селен Se Голубой
Мышьяк As Бледно-синий
Индий in Сине-фиолетовый
Цезий Cs Розово-фиолетовый
Рубидий Rb Красно-фиолетовый
Калий K Фиолетовый
Свинец Pb Голубой
Сурьма Sb Зелено-синий
Цинк Zn Бледно сине-зеленый

× Источники: www.compoundchem.com + Коленко Е. А. Технология лабораторного эксперимента: Справочник. -СПб.: Политехника, 1994. С. 736.

Цвет пламени при горении соединений, содержащих металлы - стронций, литий, кальций, натрий, железо, молибден, барий, медь, бор, теллур, таллий, селен, мышьяк, индий, цезий, рубидий, калий, свинец, сурьма, цинк. Цвет пламени спирта.

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Таблицы качественных реакций

21-Дек-2013 | комментариев 9 | Лолита Окольнова

Вопросы части С объединяют знание всех тем химии. В случае Задания С2 ЕГЭ по химии — знание всех классов неорганических веществ и их качественных реакции.

Дается конкретный химический эксперимент, ход которого нужно описать химическими реакциями.

Для таких реакции обычно предлагаются какие-то внешние проявления — выделения газа, выпадение осадка или изменение окраски раствора.

Таблица качественных реакций для газов

Описание Формула

Реакции

Бурый газ

NO2

1) N2 + 2O2 = 2NO2

2) взаимодействие металлов с азотной кислотой (концентрированной)

3) разложение нитратов

Запах тухлых яиц

H2S

Взаимодействие активных металлов с концентрированной серной кислотой:
4Mg + 5H2SO4 = 4MgSO4 + H2S + 4H2O

Газ с резким запахом. Растворимый в воде

SO2

1) взаимодействие серасодежащих веществ с кислородом

2) взаимодействие некоторых металлов с концентрированной серной кислотой

Газ с резким характерным запахом, растворимый в воде

NH3

1) N2 + 3H2 = 2NH3

2) обменные реакции солей аммония

Газ, не поддерживающий горение, малорастворимый в воде, не ядовитый

N2

1) горение азотсодержащих веществ;
2) разложение нитрита аммония:

NH4NO2 = N2 + 2H2O

Газы, поддерживающие горение:
(иногда, для озона — запах свежести);

(для NO2 – бурый цвет)

O2

O3

NO2

3C + 2O3 = 3CO2

С + 2NO2 = CO2 + 2NO

Таблица качественных реакций для щелочных металлов:

Т.к. все соединения щелочных металлов хорошо растворимы в воде, то их определяют по цвету пламени:

(указан так же цвет пламени некоторых щелочно-земельных металлов)

желто-зеленое

фиолетовое

кирпично-красное

ярко-красное

желтое

карминово-красное

Ba2+

K+

Са2+

Li+

Na+

Sr2+

Таблица качественных реакций

— цвета осадков

Осадки белого цвета

Качественная реакция

Белый творожистый

нерастворимый в воде;

нерастворимый в HNO3

Ag+ + Cl → AgCl

качественная реакция на соли серебра;

качественная реакция на хлорид-ионы;

Белый осадок

нерастворимый в кислотах

Ba2+ + SO4 -2 → BaSO4

качественная реакция на соли бария;

качественная реакция на сульфат-ионы;

Белый осадок

образуется при пропускании газа без цвета с резким запахом через известковую воду;

растворяется при пропускании избытка газа;

растворяется в кислотах

Сa(OH)2 + SO2 = CaSO3 + H2O

  • избыток SO2: CaSO3↓ + H2O + SO2 = Ca(HSO3)2;

  • растворение в кислотах:
    CaSO3 + 2H+ → SO2↑ + H2O + Ca2+

Белый осадок

образуется при добавлении щелочи;

растворяется в избытке щелочи

Al3+ + 3OH = Al(OH)3↓ 

Zn2+ + 2OH = Zn(OH)2

  • избыток щелочи: Al(OH)3 + NaOH =Na[Al(OH)4];

  • избыток щелочи: Zn(OH)2 +2NaOH =Na2[Zn(OH)4];

Белый осадок

образуется при пропускании газа без цвета и запаха через известковую воду;

растворяется при пропускании избытка газа;

растворяется в кислотах

Сa(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O

  • избыток CO2: CaCO3↓ + H2O + CO2 = Ca(HSO3)2;

  • растворение в кислотах:

CaCO3 + 2H+ → CO2↑ + H2O + Ca2+

Осадок светло-желтого цвета

(осадок кремового цвета)

образуется при приливании AgNO3;

нерастворим в HNO3;

Ag+ + Br→ AgBr

качественная реакция на бромид-ионы;

(качественная реакция на соли серебра);

Осадок желтого цвета

образуется при приливании AgNO3;

нерастворим в HNO3;

Ag+ + I→ AgJ

качественная реакция на иодид-ионы;

(качественная реакция на соли серебра);

Осадок желтого цвета

образуется при приливании AgNO3;

растворим в кислотах;

3Ag+ + PO43- → Ag3PO4

Осадки коричневых цветов

Качественная реакция

Осадок бурого цвета

образуется при взаимодействии с растворами щелочей;

Fe3+ +3OH → Fe(OH)3

качественная реакция на соли железа

Осадки синих и зеленых цветов

Качественная реакция

Осадки зеленого цвета

Fe2+ +2OH → Fe(OH)2

Осадок голубого цвета

(осадок синего цвета)

образуется при взаимодействии с растворами щелочей

Cu2+ +2OH → Cu(OH)2

качественная реакция на соли меди (II)

Осадок синего цвета

образуется при взаимодействии с раствором красной кровяной и желтой кровяной соли

3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- → Fe3[Fe(CN)6]2

качественная реакция на соли железа (II) — с красной кровяной солью;

4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]-4 → Fe4[Fe(CN)6]3

качественная реакция на соли железа (III) — с желтой кровяной солью;

Осадки черного цвета

Качественная реакция

Осадок черного цвета

Образуется при взаимодействии с сульфидами или с H2S

Fe2+ + S2- → FeS

Ni2+ + S2- → NiS

Cu2+ + S2- → CuS

Pb2+ + S2- → PbS

Hg2+ + S2- → HgS

Ag+ + S2- → Ag2S

качественная реакция на сульфид-ионы

Обсуждение: «Таблицы качественных реакций»

(Правила комментирования)

Цвета соединений, знание которых необходимо для сдачи ЕГЭ

1. Медь – мягкий пластичный металл розового цвета. Степени окисления: +1, +2.

Cu2O – кристаллическое, нерастворимое в воде вещество кирпично-красного цвета.

CuO – кристаллы чёрного цвета, практически нерастворимые в воде.

CuS — нерастворимое в воде и разбавленных растворах кислот вещество черного цвета.

Cu2S — нерастворимое в воде и разбавленных растворах кислот вещество черного цвета.

CuOH — желтое вещество; не растворимо в воде; является неустойчивым и разлагается при нагревании на Cu2O и H2O.

Cu(OH)2 – голубое аморфное или кристаллическое вещество; практически не растворимо в воде.

CuSO4 – кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворяется в воде. Из водных растворов кристаллизуется пентагидрат CuSO4·5H2O – медный купоро́с, кристаллы голубого цвета (при нагревании снова теряет воду и становится белым). Водный раствор CuSO4 также голубого цвета.

2. Цинк – металл голубовато-белого цвета, мягкий, хрупкий. Степень окисления: +2.

ZnO, Zn(OH)2, ZnS – белые твердые вещества, нерастворимые в воде.

3. Алюминий – легкий металл серебристо-белого цвета. Степень окисления: +3.

Al2O3, Al(OH)3 – белые твердые вещества, нерастворимые в воде.

AlPO4 — твёрдое, белое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде.

4. Серебро – блестящий белый мягкий пластичный металл. Степень окисления: +1.

AgCl – белое твердое нерастворимое в воде вещество.

AgBr – светло-желтое твердое нерастворимое в воде вещество.

AgI – твердое нерастворимое в воде вещество желтого цвета.

Ag2S — нерастворимое в воде и разбавленных растворах кислот вещество черного цвета.

Ag2O — твердое нерастворимое в воде вещество черного цвета.

Ag3PO4 — твердое нерастворимое в воде вещество желтого цвета.

5. Железо – серебристо-серый мягкий ковкий металл. Степени окисления: +2, +3, +6.

FeO – твердое нерастворимое в воде вещество черного цвета.

Fe(OH)2 – серо-зеленый осадок, студенистый осадок зеленого цвета. Не растворяется в воде.

Fe2O3, Fe(OH)3 – твердые красно-коричневые (бурые), нерастворимые в воде соединения.

Fe3O4 – твердое черное вещество. Не растворяется в воде.

FeCl3 – раствор желтого цвета.

6. Сера – желтое нерастворимое в воде вещество. Степени окисления: -2, +4, +6.

SO2 – бесцветный газ с неприятным запахом; газ, образующийся в момент зажигания спички

H2SO4 – тяжелая бесцветная жидкость, растворяется в воде с сильным разогреванием раствора.

7. Хром — твёрдый металл голубовато-белого цвета.

CrO — твердое вещество ченого цвета.

Cr2O3 — твердое вещество темно-зеленого цвета.

CrO3 — твердое вещество красного цвета.

Na2Cr2O7 и другие дихроматы — соединения оранжевого цвета.

Na2CrO4 и другие хроматы — соединения желтого цвета.

Cr2(SO4)3 — в растворе сине-фиолетового цвета (кислотная среда).

K3[Cr(OH)6] — в растворе зеленого цвета (щелочная среда).

8. Марганец — металл серебристо-белого цвета.

MnO2 — твердое нерастворимое в воде вещество бурого цвета.

Mn(OH)2 — белый осадок.

KMnO4 — пурпурные кристаллы, растворяется в воде с образованием фиолетового раствора.

K2MnO4 — растворимая соль темно-зеленого цвета.

Mn(NO3)2, MnCl2, MnBr2 и некоторые другие соли Mn+2 — как правило, розовые растворимые в воде соединения.

9. Фосфор — неметалл. Основные модификации: белый, красный и черный фосфор.

Ag3PO4 — твердое нерастворимое в воде вещество желтого цвета.

AlPO4 — твердое нерастворимое в воде вещество белого цвета.

Li3PO4 — твердое нерастворимое в воде вещество белого цвета.

Ba3(PO4)2 — осадок белого цвета

10. Свинец —  ковкий, тяжёлый металл серебристо-белого цвета.

PbS — осадок черного цвета.

PbSO4 — осадок белого цвета.

PbI2 – осадок ярко-желтого цвета.

11. Соединения бария:

BaSO4 – белый осадок нерастворимый в кислотах

BaSO3 – белый осадок растворимый в кислотах

Ba3(PO4)2 — осадок белого цвета

BaCrO4 — осадок желтого цвета

12. Другие соединения:

CaCO3 – осадок белого цвета

NH3 – аммиак, бесцветный газ с резким запахом

CO2 – газ тяжелее воздуха, без цвета и запаха, играющий важную роль в процессе фотосинтеза.

NO2 – газ бурого цвета (лисий хвост)

H2SiO3 – бесцветный студенистый осадок

4.1.4. Качественные реакции на неорганические вещества и ионы.

Представим себе такую ситуацию:

Вы работаете в лаборатории и решили провести какой-либо эксперимент. Для этого вы открыли шкаф с реактивами и неожиданно увидели на одной из полок следующую картину. У двух баночек с реактивами отклеились этикетки, которые благополучно  остались лежать неподалеку. При этом установить точно какой банке соответствует какая этикетка уже невозможно, а внешние признаки веществ, по которым их можно было бы различить, одинаковы.

В таком случае проблема может быть решена с использованием, так называемых, качественных реакций.

Качественными реакциями называют такие реакции, которые позволяют отличить одни вещества от других, а также узнать качественный состав неизвестных веществ.

Например, известно, что катионы некоторых металлов при внесении их солей в пламя горелки окрашивают его в определенный цвет:

цвет пламени ионы металлов

Данный метод  может сработать только в том случае, если различаемые вещества по разному меняют цвет пламени, или же одно из них не меняет цвет вовсе.

Но, допустим, как назло, вам определяемые вещества цвет пламени не окрашивают, или окрашивают его в один и тот же цвет.

В этих случаях придется отличать вещества с применением других реагентов.

В каком случае мы можем отличить одно вещество от другого с помощью какого-либо реагента?

Возможны два варианта:

  • Одно вещество реагирует с добавленным реагентом, а второе нет. При этом обязательно, должно быть ясно видно, что реакция одного из исходных веществ с добавленным реагентом действительно прошла, то есть наблюдается какой-либо ее внешний признак — выпадал осадок, выделился газ, произошло изменение цвета и т.п.

Например, нельзя отличить воду от раствора гидроксида натрия с помощью соляной кислоты, не смотря на то, что щелочи с кислотами прекрасно реагируют:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Связано это с отсутствием каких-либо внешних признаков реакции. Прозрачный бесцветный раствор соляной кислоты при смешении с бесцветным раствором гидроксида образует такой же прозрачный раствор:

качественные реакции на неорганические вещества

Но зато, можно воду от водного раствора щелочи можно различить, например, с помощью раствора хлорида магния – в данной реакции выпадает белый осадок:

2NaOH + MgCl2 = Mg(OH)2 ↓+ 2NaCl

гидроксид натрия хлорид магния белый осадок

2) также вещества можно отличить друг от друга, если они оба реагируют с добавляемым реагентом, но делают это по-разному.

Например, различить раствор карбоната натрия от раствора нитрата серебра  можно с помощью раствора соляной кислоты.

с карбонатом натрия соляная кислота реагирует с выделением бесцветного газа без запаха — углекислого газа (СО2):

2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2

а с нитратом серебра с образованием белого творожистого осадка AgCl

HCl + AgNO3 =  HNO3 + AgCl↓

Ниже в таблицах представлены различные варианты обнаружения конкретных ионов:

Качественные реакции на катионы

Катион Реактив Признак реакции
Ba2+ SO42-

Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах:

Ba2+ + SO42- = BaSO4

Cu2+

1) OH

2) S2-

1) Выпадение осадка голубого цвета:

Cu2+ + 2OH = Cu(OH)2

2) Выпадение осадка черного цвета:

Cu2+ + S2- = CuS↓

Pb2+ S2-

Выпадение осадка черного цвета:

Pb2+ + S2- = PbS↓

Ag+ Cl

Выпадение белого осадка, не растворимого в HNO3, но растворимого в аммиаке NH3·H2O:

Ag+ + Cl → AgCl↓

Fe2+

1) OH

2) Гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль) K3[Fe(CN)6]

1) Выпадение белого осадка, зеленеющего на воздухе:

Fe2+ + 2OH = Fe(OH)2

2) Выпадение синего осадка (турнбулева синь):

K+ + Fe2+ + [Fe(CN)6]3- = KFe[Fe(CN)6]↓

Fe3+

1) OH

2) Гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль) K4[Fe(CN)6]

3) Роданид-ион SCN

1) Выпадение осадка бурого цвета:

Fe3+ + 3OH = Fe(OH)3

2) Выпадение синего осадка (берлинская лазурь):

K+ + Fe3+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6]↓

3) Появление интенсивно-красного (кроваво-красного) окрашивания:

Fe3+ + 3SCN = Fe(SCN)3

Al3+ Щелочь (амфотерные свойства гидроксида)

Выпадение белого осадка гидроксида алюминия при приливании небольшого количества щелочи:

OH + Al3+ = Al(OH)3

и его растворение при дальнейшем приливании:

Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]

NH4+ OH, нагрев

Выделение газа с резким запахом:

NH4+ + OH = NH3↑ + H2O

Посинение влажной лакмусовой бумажки

H+
(кислая среда)

Индикаторы:

− лакмус

− метиловый оранжевый

Красное окрашивание

Качественные реакции на анионы

Анион Воздействие или реактив Признак реакции. Уравнение реакции
SO42- Ba2+

Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах:

Ba2+ + SO42- = BaSO4

NO3

1) Добавить H2SO4 (конц.) и Cu, нагреть

2) Смесь H2SO4 + FeSO4

1) Образование раствора синего цвета, содержащего ионы Cu2+, выделение газа бурого цвета (NO2)

2) Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II) [Fe(H2O)5NO]2+. Окраска от фиолетовой до коричневой (реакция «бурого кольца»)

PO43- Ag+

Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде:

­3Ag+ + PO43- = Ag3PO4

CrO42- Ba2+

Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCl:

Ba2+ + CrO42- = BaCrO4

S2- Pb2+

Выпадение черного осадка:

Pb2+ + S2- = PbS↓

CO32-

1) Ca2+

2) H+

1) Выпадение белого осадка, растворимого в кислотах:

Ca2+ + CO32- = CaCO3

2) Выделение бесцветного газа («вскипание»), вызывающее помутнение известковой воды:

CO32- + 2H+ = CO2↑ + H2O

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O

CO2 Известковая вода Ca(OH)2

Выпадение белого осадка и его растворение при дальнейшем пропускании CO2:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

SO32- H+

Выделение газа SO2 с характерным резким запахом (SO2):

2H+ + SO32- = H2O + SO2

F Ca2+

Выпадение белого осадка:

Ca2+ + 2F = CaF2

Cl Ag+

Выпадение белого творожистого осадка, не растворимого в HNO3, но растворимого в NH3·H2O(конц.):

Ag+ + Cl = AgCl↓

AgCl + 2(NH3·H2O) = [Ag(NH3)+ + Cl + 2H2O

Br Ag+ Выпадение светло-желтого осадка, не растворимого в HNO3:

Ag+ + Br = AgBr↓

(осадок темнеет на свету)

I Ag+ Выпадение желтого осадка, не растворимого в HNO3 и NH3·H2O(конц.):

Ag+ + I = AgI↓

(осадок темнеет на свету)

OH
(щелочная среда)

Индикаторы:

— лакмус

—  фенолфталеин

— синее окрашивание
— малиновое окрашивание

К щелочным металлам относят химические элементы: одновалентные металлы, составляющие Ia группу: литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций.

Эти металлы очень активны, быстро окисляются на воздухе и бурно реагируют с водой. Их хранят под слоем керосина из-за
их сильной реакционной способности.

Натрий под слоем керосина

Общая характеристика

От Li к Fr (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств,
реакционной способности. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизации, сродство к электрону.

Щелочные металлы

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, так как они находятся в одной группе (главной подгруппе!), общая формула ns1:

  • Li — 2s1
  • Na — 3s1
  • K — 4s1
  • Rb — 5s1
  • Cs — 6s1
  • Fr — 7s1
Природные соединения

В природе щелочные металлы встречаются в виде следующих соединений:

  • NaCl — галит (каменная соль)
  • KCl — сильвин
  • NaCl*KCl — сильвинит

Галит и сильвит

Получение

Получить такие активные металлы электролизом водного раствора — невозможно. Для их получения применяют электролиз расплавов при
высоких температурах (естественно — безводных):

NaCl → Na + Cl2↑ (электролиз расплава каменной соли)

Химические свойства
  • Реакция с кислородом
  • Одной из особенностей щелочных металлов является их реакция с кислородом. Литий в такой реакции преимущественно образует оксид,
    натрий — пероксид, калий, рубидий и цезий — супероксиды.

    Li + O2 → Li2O (оксид лития)

    Na + O2 → Na2O2 (пероксид натрия)

    K + O2 → KO2 (супероксид калия)

  • Реакции с неметаллами
  • Помните, что металлы никогда не принимают отрицательных степеней окисления. Щелочные металлы одновалентны, и проявляют постоянную степень окисления
    +1 в различных соединениях: гидриды, галогениды (фториды, хлориды, бромиды и йодиды), нитриды, сульфиды и т.д.

    Li + H2 → LiH (в гидридах водород -1)

    Na + F2 → NaF (в фторидах фтор -1)

    Na + S → Na2S (в сульфидах сера -2)

    K + N2 → K3N (в нитридах азот -3)

  • Реакция с водой
  • Щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой, при этом часто происходит воспламенение, а иногда — взрыв.

    Na + H2O → NaOH + H2↑ (воду можно представить в виде HOH — натрий вытесняет водород)

  • Окрашивание пламени
  • Иногда в задачах может проскользнуть фраза такого плана: «… в ходе реакции выделился металл, окрашивающий пламя горелки в желтый цвет».
    Тут вы сразу должны догадаться: речь, скорее всего, про натрий.

    Щелочные металлы по-разному окрашивают пламя. Литий окрашивает в алый цвет, натрий — в желтый, калий — в фиолетовый, рубидий — синевато-красный,
    цезий — синий.

    Окраска пламени щелочными металлами

Оксиды щелочных металлов

Имеют общую формулу R2O, например: Na2O, K2O.

Получение

Получение оксидов щелочных металлов возможно в ходе реакции с кислородом. Для лития все совсем несложно:

Li + O2 → Li2O (оксид лития)

В подобных реакциях у натрия и калия получается соответственно пероксид и супероксид, что приводит к затруднениям. Как из
пероксида, так и из супероксида, при желании можно получить оксид:

Na2O2 + Na → Na2O

KO2 + K → K2O

Химические свойства

По свойствам эти оксиды являются основными. Они хорошо реагируют c водой, кислотными оксидами и кислотами:

Li2O + H2O → LiOH (осн. оксид + вода = основание — реакция идет, только если основание растворимо)

K2O + CO2 → K2CO3 (осн. оксид + кисл. оксид = соль)

Na2O + SO2 → Na2SO3 (обратите внимание — мы сохраняем СО серы +4)

Li2O + HCl → LiCl + H2O

Гидроксиды щелочных металлов

Относятся к щелочам — растворимым основаниям. Наиболее известные представители: NaOH — едкий натр, KOH — едкое кали.

Получение

Гидроксиды щелочных металлов получаются в ходе электролиза водных растворов их солей, в реакциях обмена, в реакции
щелочных металлов и их оксидов с водой:

KCl + H2O → (электролиз!) KOH + H2 + Cl2 (на катоде выделяется водород, на аноде — хлор)

Li2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + LiOH

K + H2O → KOH + H2

Rb2O + H2O → RbOH

Калий с водой

Химические свойства

Проявляют основные свойства. Хорошо реагируют с кислотами, кислотными оксидами и солями, если в ходе реакции выпадает осадок, выделяется
газ или образуется слабый электролит (вода).

LiOH + H2SO4 → LiHSO4 + H2O (соотношение 1:1, кислота в избытке — получается кислая соль)

2LiOH + H2SO4 → Li2SO4 + 2H2O (соотношение 2:1, основание в избытке — получается средняя соль)

KOH + SO2 → KHSO3 (соотношение 1:1 — получается кислая соль)

2KOH + SO2 → K2SO3 + H2O (соотношение 2:1 — получается средняя соль)

NaOH + MgBr2 → NaBr + Mg(OH)2

С амфотерными гидроксидами реакции протекают с образованием комплексных солей (в водном растворе) или с образованием окиселов —
смешанных оксидов (при высоких температурах — прокаливании).

NaOH + Al(OH)3 → Na[Al(OH)4] (в водном растворе образуются комплексные соли)

NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + H2O (при прокаливании образуется окисел — смесь двух оксидов: Al2O3
и Na2O, вода испаряется)

Реакции щелочей с галогенами заслуживают особого внимания. Без нагревания они идут по одной схеме, а при нагревании эта схема меняется:

NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl + H2O (без нагревания хлор переходит в СО +1 и -1)

NaOH + Cl2 → NaClO3 + NaCl + H2O (с нагреванием хлор переходит в СО +5 и -1)

В реакциях щелочей с йодом образуется исключительно иодат, так как гипоиодит неустойчив даже при комнатной температуре, не говоря о нагревании. С серой реакция протекает схожим образом:

NaOH + I2 → NaIO3 + NaI + H2O (с нагреванием)

Выделение йода

NaOH + S → Na2S + Na2SO3 + H2O (сера переходит в СО -2 и +4)

Уникальным является также взаимодействие щелочей с кислотным оксидом NO2, который соответствует сразу двум кислотам — и азотной,
и азотистой.

LiOH + NO2 → LiNO2 + LiNO3 + H2O

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

На этой странице вы узнаете: 

  • Кодовое название — щелочные металлы. Откуда оно произошло?
  • Почему щелочные металлы не берут в реакции с кислотами?
  • Рассмотрим химические и физические свойства щелочных металлов;
  • Как можно распознать катионы щелочных металлов?

Эти металлы — очень активные! Именно их кидают в ванны с водой, в результате чего происходят мощщные взрывы.

Щелочные металлы

IA группа называется главной подгруппой первой группы, в которую входят щелочные металлы: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr.  

Кодовое название — щелочные металлы

Данные металлы получили такое название, так как большинство их соединений растворимы в воде («выщелачивать» означает «растворять»).

Щелочные металлы — серебристо-белые металлы с высокой электро- и теплопроводностью, обладают ковкостью, пластичностью и металлическим блеском. 

Главная особенность строения атомов химических элементов  IA группы заключается в том, что они содержат один электрон на внешнем энергетическом уровне — их электронная конфигурация ns1.

Из этого следует, что атомам щелочных металлов энергетически выгодно отдать электрон и приобрести конфигурацию инертного газа, приобретая при этом степень окисления +1.

Основным способом получения таких металлов является электролиз расплавов солей.

Химические свойства

Их химические свойства крайне логичны: 

  • как типичные металлы они будут вступать в реакции со своими противоположностями — неметаллами;
  • как восстановители — реагировать с окислителями (в том числе восстанавливать металлы и неметаллы из их оксидов);
  • как металлы, стоящие в ряду активности до водорода — вступать в реакции вытеснения с водой, кислотами-неокислителями и солями менее активных металлов.
  1. Реакции с неметаллами

Как типичные восстановители, щелочные металлы могут взаимодействовать со своими противоположностями — неметаллами.  

Гидриды металлов подвергаются необратимому гидролизу

В реакциях с щелочными металлами кислород образует ряд веществ: 

  • литий («кандидат от народа»), как и подавляющее большинство металлов, образует оксид;
    4Li + O2 = 2Li2O
  • натрий образует пероксид;
    2Na + O2 = Na2O2
  • калий и все нижестоящие металлы — надпероксиды/супероксиды.
    K + O2 = KO2 
  1. Реакции с водой 

В ряду активности щелочные металлы находятся до водорода, поэтому они способны вытеснять водород из воды: 

Можно представить воду как HOH, тогда металл (например, натрий) будет замещать один из атомов водорода с образованием NaOH. 

  1. Реакции с оксидами

За счет  крайне низких значений электроотрицательности металлы очень слабо притягивают к себе электроны, а следовательно, у них «легко их украсть». Делаем вывод: в ОВР щелочные металлы проявляют ярко выраженные восстановительные свойства, повышая в реакциях степени окисления. 

Почему щелочные металлы не берут в реакции с кислотами?

Щелочные металлы из-за своей бешенной активности взаимодействуют сначала с водой, крайне бурно, со взрывом! Поэтому для таких реакций их не берут!

Оксиды щелочных металлов

По физическим свойствам это — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. 

Они являются основными оксидами, поэтому: 

  • реагируют с водой с образованием оснований: 
  • вступают в основно-кислотные взаимодействия со своими противоположностями, обладающими кислотными свойствами: кислотами, кислотными оксидами, амфотерными оксидами и гидроксидами: 

Гидроксиды щелочных металлов

Что же это такое? По-другому их называют щелочами. Они представляют собой бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. 

По химическим свойствам они являются типичными сильными основаниями, то есть: 

  • диссоциируют в растворах с образованием гидроксид-анионов. создавая в растворах щелочную среду: 
  • вступают в основно-кислотные взаимодействия со своими противоположностями (кислотами и кислотными оксидами + амфотерные оксиды и гидроксиды), образуя соли;
  • вступают в реакции ионного обмена с кислотами и солями: 

Какие же специфические свойства щелочей существуют? Рассмотрим некоторые из них: 

  • Окислительно-восстановительные реакции с металлами

Из металлов со щелочами напрямую взаимодействуют только амфотерные бериллий Be, цинк Zn, алюминий Al. 

Эти металлы можно запомнить по аббревиатуре BeZnAl

А какие соли тогда будут образовываться? В растворе образуются комплексные соли, а в расплаве (t) — средние. В качестве еще одного продукта реакции выделяется газообразный водород.

  • Окислительно-восстановительные реакции с неметаллами

Неметаллы, которые могут реагировать со щелочами, можно запомнить по «крестообразному» расположению в таблице Менделеева: 

Пероксиды щелочных металлов

Что же такое пероксиды? Пероксиды — сложные вещества, которые содержат группу —О—О—, где кислород имеет степень окисления −1. 

Как можно распознать катионы щелочных металлов?

Как же можно отличить катионы щелочных металлов друг от друга? Самый простой и распространенный метод — по окраске цвета пламени! Соединения этих металлов придают пламени характерные цвета, которые приведены в таблице. Кстати, это используют в пиротехнике при изготовлении смесей для салютов и фейерверков.

Фактчек

  • Металлы IA группы называются щелочными металлами, которые представлены литием, натрием, калием, рубидием, цезием и францием. 
  • Постоянная валентность щелочных металлов I, постоянная степень окисления — +1.
  • Основной способ получения щелочных металлов — электролиз расплавов солей.
  • Щелочные металлы — чрезвычайно активные металлы, могут реагировать с большим рядом простых веществ, с водой.

Проверь себя 

Задание 1.
Какой из щелочных металлов имеет самое большое число электронов? 

  1. Литий; 
  2. Натрий; 
  3. Калий; 
  4. Рубидий; 
  5. Цезий; 
  6. Франций

Задание 2.
Щелочные металлы имеют постоянную степень окисления: 

  1. +1; 
  2. +2; 
  3. +3;
  4. +4

Задание 3.
Щелочные металлы образуют с серой соединения, называемые: 

  1. Сульфиты; 
  2. Сульфиды; 
  3. Сульфаты; 
  4. Сульфонаты.

Задание 4.
При реакции калия с кислородом образуется: 

  1. Оксид калия; 
  2. Пероксид калия; 
  3. Супероксид калия; 
  4. Озонид калия 

Задание 5.
При внесении солей натрия в пламя оно приобретает окраску: 

  1. Фиолетовую; 
  2. Желтую; 
  3. Небесно-голубую; 
  4. Малиновую

Ответы: 1. — 6; 2. — 1; 3. — 2; 4. — 3; 5. — 2.

The flame test is an analytical chemistry method used to help identify metal ions. While it’s a useful qualitative analysis test—and a lot of fun to perform—it can’t be used to identify all metals because not all metal ions yield flame colors. Also, some metal ions display colors that are similar to each other making it hard to tell them apart. Nevertheless, the test is still useful for identifying numerous metals and metalloids.

Heat, Electrons, and Flame Test Colors

The flame test is all about thermal energy, electrons, and the energy of photons.

To conduct a flame test:

  1. Clean a platinum or nichrome wire with acid.
  2. Moisten the wire with water.
  3. Dip the wire into the solid you’re testing, making sue that a sample sticks to the wire.
  4. Place the wire in the flame and observe any change in the flame color. 

The colors observed during the flame test result from the excitement of the electrons caused by the increased temperature. The electrons «jump» from their ground state to a higher energy level. As they return to their ground state, they emit visible light. The color of the light is connected to the location of the electrons and the affinity the outer-shell electrons have to the atomic nucleus.

The color emitted by larger atoms is lower in energy than the light emitted by smaller atoms. So, for example, strontium (atomic number 38) produces a reddish color, while sodium (atomic number 11) produces a yellowish color. The sodium ion has a stronger affinity for the electron, so more energy is required to move the electron. When the electron does move, it reaches a higher state of excitement. As the electron returns to its ground state, it has more energy to disperse, which means the color has a higher frequency/shorter wavelength.

The flame test can be used to distinguish between the oxidation states of atoms of a single element, too. For example, copper(I) emits blue light during the flame test, while copper(II) emits green light.

A metal salt consists of a component cation (the metal) and an anion. The anion can affect the result of the flame test. For example, a copper(II) compound with a non-halide produces a green flame, while a copper(II) halide yields a blue-green flame.

Table of Flame Test Colors

Tables of flame test colors try to describe the hue of each flame as accurately as possible, so you’ll see color names rivaling those of the big box of Crayola crayons. Many metals produce green flames, and there are also various shades of red and blue. The best way to identify a metal ion is to compare it to a set of standards (known composition) in order to know what color to expect when using the fuel in your laboratory.

Because there are so many variables involved, the flame test is not definitive. It is merely one tool available to help identify the elements in a compound. When conducting a flame test, be wary of any contamination of the fuel or loop with sodium, which is bright yellow and masks other colors. Many fuels have sodium contamination. You may wish to observe the flame test color through a blue filter to remove any yellow.

Flame Color Metal Ion
Blue-white Tin, lead
White Magnesium, titanium, nickel, hafnium, chromium, cobalt, beryllium, aluminum
Crimson (deep red) Strontium, yttrium, radium, cadmium
Red Rubidium, zirconium, mercury
Pink-red or magenta Lithium
Lilac or pale violet Potassium
Azure blue Selenium, indium, bismuth
Blue Arsenic, cesium, copper(I), indium, lead, tantalum, cerium, sulfur
Blue-green Copper(II) halide, zinc
Pale blue-green

Phosphorus

Green Copper(II) non-halide, thallium
Bright green

Boron

Apple green or pale green Barium
Pale green Tellurium, antimony
Yellow-green Molybdenum, manganese(II)
Bright yellow Sodium
Gold or brownish yellow Iron(II)
Orange Scandium, iron(III)
Orange to orange-red Calcium

The noble metals gold, silver, platinum, palladium, and some other elements do not produce a characteristic flame test color. There are several possible explanations for this, one being that the thermal energy isn’t sufficient to excite the electrons of these elements enough to release energy in the visible range.

Flame Test Alternative

One disadvantage of the flame test is that the color of light that is observed depends very heavily on the chemical composition of the flame (the fuel that is being burned). This makes it hard to match colors with a chart with a high level of confidence.

An alternative to the flame test is the bead test or blister test, in which a bead of salt is coated with the sample and then heated in a Bunsen burner flame. This test is slightly more accurate because more sample sticks to the bead than to a simple wire loop and because most Bunsen burners are connected to natural gas, which tends to burn with a clean, blue flame. There are even filters that can be used to subtract the blue flame to view the flame or blister test result.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Цвета пламени егэ химия
  • Целые два дня я готовился к экзамену
  • Целеустремленность понятие для сочинения
  • Цвета осадков егэ химия 2023
  • Целую руки матерей сочинение