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
Качественные реакции на неорганические вещества и ионы
Теория к заданию 24 из ЕГЭ по химии
Разбор сложных заданий в тг-канале:
Качественные реакции на катионы и анионы некоторых неорганических веществ
Качественные реакции на анионы.
Анион | Условие, реактив, катион | Признаки и сокращенное ионное уравнение реакции |
$Cl^{-}$ | Нитрат серебра $Ag^{+}$ | Белый творожистый осадок:$Ag^{+}+Cl^{-}→AgCl↓$ |
$Br^{-}$ | Нитрат серебра $Ag^{+}$ | Желтоватый творожистый осадок: $Ag^{+}+Br^{-}→AgBr↓$ |
$I^{-}$ | Нитрат серебра $Ag^{+}$ | Желтый творожистый осадок: $Ag^{+}+I^{–}→AgI↓$ |
$SO_4^{2-}$ | Растворимые соли бария $Ba^{2+}$ | Белый осадок: $Ba^{2+}+SO_4^{2-}→BaSO_4↓$ |
$NO_3^{-}$ | $H_2SO_4(конц)$ и $Cu$ | Выделение бурого газа: $Cu+NO_3^{-}+2H^{+}=Cu^{2+}+NO_2↑+H_2O$ |
$PO_4^{3-}$ | Нитрат серебра $Ag^{+} | Ярко-желтый осадок:$3Ag^{+}+PO_4^{3-}→Ag_3PO_4↓$ |
$CrO_4^{2-}$ | Растворимые соли бария $Ba^{2+}$ | Желтый осадок: $Ba^{2+}+CrO_4^{2-}=BaCrO_4↓$ |
$S^{2-}$ | Растворимые соли меди $Cu^{2+}$ | Черный осадок: $Cu^{2+}+S^{2–}=CuS↓$ |
$CO_3^{2-}$ | Кислоты $H^{+}$ | Выделение газа без запаха: $2H^{+}+CO_3^{2-}=H_2O+CO_2↑$ |
$OH^{-}$ | Лакмус | Синий цвет раствора |
Фенолфталеин | Малиновый цвет раствора | |
Метиловый оранжевый | Желтый цвет раствора |
Качественные реакции на катионы.
Катион | Условие, реактив, анион | Признаки, сокращенное ионное уравнение реакции |
$H^{+}$ | Лакмус | Красный цвет раствора |
Метиловый оранжевый | Розовый цвет раствора | |
$NH_4^{+}$ | Щелочь, $OH^{–}$, $t°$ | Выделение газа с резким запахом: $NH_4^{+}+OH^{-}=NH_3↑+H_2O$ |
$Ag^{+}$ | Соляная кислота, растворы хлоридов, $Cl^{–} | Белый творожистый осадок: $Ag^{+}+Cl^{–}→AgCl↓$ |
$Li^{+}$ | Пламя | Красное окрашивание |
$Na^{+}$ | Пламя | Желтое окрашивание |
$K^{+}$ | Пламя | Фиолетовое окрашивание |
$Ca^{2+}$ | Пламя | Кирпично-красное окрашивание |
Растворы карбонатов, $CO_3^{2−}$ | Белый осадок: $Ca^{2+}+CO_3^{2-}→CaCO_3↓$ | |
$Ba^{2+}$ | Пламя | Желто-зеленое окрашивание |
Серная кислота, растворы сульфатов, $SO_4^{2−}$ | Белый (мелкокристаллический) осадок: $Ba^{2+}+SO_4^{2-}→BaSO_4↓$ | |
$Cu^{2+}$ | Пламя | Зеленое окрашивание |
Вода | Гидратированные ионы $Cu^{2+}$ имеют голубую окраску | |
Щелочь, $OH^{–}$ | Синий осадок: $Cu^{2+}+2OH^{-}=Cu(OH)_2↓$ | |
$Fe^{2+}$ | Щелочь, $OH^{–}$ | Зеленоватый осадок: $Fe^{2+}+2OH^{–}=Fe(OH)_2↓$ |
Красная кровяная соль $K_3[Fe(CN)_6], Fe(CN)_6^{3−}$ | Синий осадок (турнбулева синь): $3Fe^{2+}+2[Fe(CN)_6]^{3-}=Fe_3[Fe(CN)_6]_2↓$ | |
$Fe^{3+}$ | Щелочь, $OH^{–}$ | Бурый осадок: $Fe^{3+}+3OH^{–}=Fe(OH)_3↓$ |
Роданид аммония $NH_4SCN, SCN^{–}$ | Кроваво-красный осадок: $3Fe^{3+}+3CNS^{-}⇄Fe(SCN)_3↓$ | |
$Fe^{3+}$ | Желтая кровяная соль $K_4[Fe(CN)_6]$ | Темно-синий осадок (берлинская лазурь): $4Fe^{3+}+3[Fe(CN)_6]^{4–}=Fe_4[(CN)_6]_3↓$ |
$Al^{3+}$ | Щелочь, $OH^{–}$ | Желеобразный осадок белого цвета, растворяется в избытке раствора щелочи: $Al^{3+}+3OH^{–}=Al(OH)_3↓$ |
Из предложенного перечня выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми протекает с образованием раствора жёлтого цвета. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
Для выполнения задания используйте следующий перечень веществ: пероксид водорода, сульфид цинка, гидроксид калия, гидроксид хрома(III), сульфат аммония, хлорид бария. Допустимо использование водных растворов веществ.
1
Из предложенного перечня выберите два вещества, реакция ионного обмена между которыми приводит к образованию слабого основания. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения реакции с участием выбранных веществ.
Источник: ЕГЭ по химии 2020. Досрочная волна. Вариант 2
Спрятать решение
Решение.
Для начала запишем молекулярные формулы данных веществ:
Указание на раствор жёлтого цвета наводит на мысль о хромате. Значит, уже выбираем гидроксид хрома(III). Дальне нужно выбрать для него окислитель — на эту роль подходит пероксид водорода. Раз получаем хромат, то тогда нам нудна щелочная среда — гидроксид калия.
1) Уравнение реакции:
2) Электронный баланс:
3 | →
2 | →
3) Кислород в степени окисления –1 (или пероксид водорода за счёт кислорода в степени окисления –1) является окислителем. Хром в степени окисления +3 (или гидроксид хрома(III) за счёт хрома в степени окисления +3) — восстановителем.
Спрятать критерии
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
---|---|
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
− выбраны вещества, и записано уравнение окислительно-восстановительной реакции; − составлен электронный баланс, указаны окислитель и восстановитель |
2 |
Правильно записан один элемент ответа | 1 |
Все элементы ответа записаны неверно | 0 |
Максимальный балл | 2 |
Источник: ЕГЭ по химии 2020. Досрочная волна. Вариант 2
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: |
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; NH4NO2 = N2 + 2H2O |
Газы, поддерживающие горение: (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
|
Белый осадок образуется при добавлении щелочи; растворяется в избытке щелочи |
Al3+ + 3OH— = Al(OH)3↓ Zn2+ + 2OH— = Zn(OH)2↓
|
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
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)
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.
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.
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.
Ag2O — твердое нерастворимое в воде вещество черного цвета.
Ag3PO4 — твердое нерастворимое в воде вещество желтого цвета.
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.
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).
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.
Материалы портала onx.distant.ru
Определение характера среды водных растворов веществ. Индикаторы.
Среда водных растворов
Вода и водные растворы окружают нас повсюду. В воде и в водных растворах присутствуют ионы Н+ и ОН—. Избыток или недостаток этих ионов определяет среду раствора.
В нейтральном растворе количество ионов водорода Н+ равно количеству гидроксид-ионов ОН–.
[Н+] = [ОН–]
Если количество ионов водорода Н+ больше количества гидроксид-ионов ОН–, то среда раствора кислая:
[Н+] > [ОН–]
Если количество ионов водорода Н+ меньше количества гидроксид-ионов ОН–, то среда раствора щелочная:
[Н+] < [ОН–]
Для характеристики кислотности среды используют водородный показатель рН. Он определяется, как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. В нейтральной среде рН равен 7, в кислой — меньше 7, в щелочной — больше 7.
Кислая среда | Нейтральная среда | Щелочная среда |
[Н+] > [ОН–] | [Н+] = [ОН–] | [Н+] < [ОН–] |
pH < 7 | pH = 7 | pH > 7 |
Индикаторы
Для определения среды раствора используют специальные вещества, которые изменяют цвет в зависимости от среды раствора: индикаторы. В зависимости от среды эти вещества могут переходить в разные формы с различной окраской.
Чаще всего используют следующие индикаторы: лакмус, метилоранж, фенолфталеин.
Окраска индикаторов в различных средах:
Индикатор/среда | Кислая | Нейтральная | Щелочная |
Лакмус | Красный | Фиолетовый | Синий |
Метилоранж | Красный | Оранжевый | Желтый |
Фенолфталеин | Бесцветный | Бесцветный | Малиновый |
Растворы кислот и оснований
Характер среды определяется процессами, которые происходят с веществами в растворе. Кислот, основания и соли в воде диссоциируют на ионы. Кислоты диссоциируют на катионы водорода H+ и анионы кислотных остатков:
HA = H+ + A–
При этом в растворе возникает избыток катионов водорода Н+, поэтому среда водных растворов кислот — кислая (что вполне логично).
Сильные кислоты диссоциируют в разбавленных растворах практически полностью, поэтому среда разбавленных растворов сильных кислот, как правило, сильно кислотная. Некоторые кислоты (слабые) диссоциируют частично, поэтому среда водных растворов слабых кислот — слабо кислая.
Основания диссоциируют на катионы металлов и гидроксид-анионы ОН–:
МеОH = Ме+ + ОН–
При этом в растворе возникает избыток катионов гидроксид-анионов ОН–, поэтому среда водных растворов оснований — щелочная. Сильные основания (щелочи) хорошо растворимы в воде, поэтому среда их водных растворов — сильно щелочная. Нерастворимые основания в воде практически не растворяются, поэтому в водном растворе оказывается лишь небольшое количество ионов ОН–. Среда водного раствора аммиака слабо щелочная.
Растворы солей
Среда водных растворов солей определяется не только диссоциацией, но и особенностями взаимодействия катионов металлов и анионов кислотных остатков с водой — гидролизом солей.
Попадая в воду, соли диссоциируют на катионы металлов (или ион аммония NH4+) и анионы кислотных остатков.
Катионы металлов, которым соответствуют слабые основания, притягивают из воды ионы ОН–, при этом в воде образуются избыточные катионы водорода Н+. Протекает гидролиз по катиону. Катионы металлов, которым соответствуют сильные основания, с водой таким образом не взаимодействуют.
Например, катионы Fe3+ подвергаются гидролизу:
Fe3+ + HOH ↔ FeOH2+ + H+
Анионы кислотных остатков, которым соответствуют слабые кислоты, притягивают из воды катионы Н+, при этом в воде остаются гидроксид-анионы ОН–. Протекает гидролиз по аниону. Анионы кислотных остатков сильных кислот таким образом с водой не взаимодействуют.
Например, ацетат-ионы (остаток уксусной кислоты CH3COOH) подвергаются гидролизу:
CH3COO— + HOH ↔ CH3COOH + OH—
В зависимости от состава соли водные растворы солей могут иметь кислую, нейтральную или щелочную среду.
Типы гидролиза солей в водных растворах:
Катион/анион | Катион сильного основания | Катион слабого основания |
Анион сильной кислоты | Гидролиз не идет | Гидролиз по катиону |
Анион слабой кислоты | Гидролиз по аниону | Гидролиз по катиону и аниону |
Среда водных растворов солей:
Катион/анион | Катион сильного основания | Катион слабого основания |
Анион сильной кислоты | Нейтральная | Кислая |
Анион слабой кислоты | Щелочная | Нейтральная* |
* на практике среда водных растворов солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой, определяется силой кислоты и основания
Тип гидролиза и среда водных растворов некоторых солей:
Катион/анион | Na+ | NH4+ |
Cl– | NаCl, гидролиз не идет, среда нейтральная | (NH4)2CO3 гидролиз по катиону, среда щелочная |
CO32– | Na2CO3, гидролиз по аниону, среда щелочная | Na2CO3, гидролиз по катиону и аниону, среда определяется силой кислоты и основания |
Индикаторы будут по-разному окрашиваться в водных растворах таких солей, в зависимости от среды. Таким образом, с помощью индикаторов можно различить водные растворы некоторых солей.
Окраска лакмуса в водных растворах солей, в зависимости от строения соли:
Катион/анион | Катион сильного основания | Катион слабого основания |
Анион сильной кислоты | Лакмус фиолетовый | Лакмус красный |
Анион слабой кислоты | Лакмус синий | Окраска лакмуса зависит от силы кислоты и основания |
Окраска лакмуса в водных растворах некоторых солей:
Катион/анион | Na+ | NH4+ |
Cl– | NаCl, лакмус фиолетовый | (NH4)2CO3 лакмус красный |
CO32– | Na2CO3, лакмус синий | Na2CO3, окраска лакмуса зависит от силы кислоты и основания |
Что такое качественная реакция
Предположим, у нас есть две пробирки — с водой и с гидроксидом натрия (каустической содой). Можно ли отличить один раствор от другого? Можно, если подобрать правильный реагент, с которым один раствор будет реагировать, а другой нет, или на который эти вещества будут реагировать по-разному.
Для таких целей подойдут не все реагенты. Например, если смешать гидроксид натрия с соляной кислотой, реакция произойдет: NaOH + HCl = NaCl + H2O. Но внешне она никак не проявится — два прозрачных раствора образуют такой же прозрачный третий. Такой реагент не подходит.
Если же смешать гидроксид натрия с хлоридом магния, результат химической реакции будет заметен невооруженным глазом. Характерным признаком станет образование белого осадка: 2NaOH + MgCl2 = Mg(OH)2 + 2NaCl. При смешивании хлорида магния с водой белый осадок не образуется. Значит, этот реагент позволяет отличить один раствор от другого.
Качественными называются реакции, позволяющие идентифицировать в исследуемом объекте определенные атомы, молекулы, функциональные группы и т. д. Идентификация происходит по внешним проявлениям, которые сопровождают реакцию: выделение газа, изменение цвета раствора, образование осадка, появление специфического запаха и др.
Качественные реакции — это простой и быстрый способ узнать качественный состав раствора или другого сложного вещества.
Получай лайфхаки, статьи, видео и чек-листы по обучению на почту
Полезные подарки для родителей
В колесе фортуны — гарантированные призы, которые помогут наладить учебный процесс и выстроить отношения с ребёнком!
Качественный анализ
Определение состава того или иного вещества с помощью качественной реакции называют качественным анализом. В химии он часто используется перед количественным анализом, а также для того, чтобы понять, как можно разделить смесь.
Исследуемые объекты могут представлять собой твердые, жидкие или газообразные вещества, и в зависимости от этого качественный анализ проводится разными методами:
-
сухим способом — например, если внести пробу вещества в пламя горелки и отследить, как изменился цвет пламени;
-
мокрым способом — путем преобразования вещества в раствор.
Русский химик Ф. М. Флавицкий также предложил сухой метод растирания твердого исследуемого объекта с реактивом. Если реакция будет качественной, появятся характерные признаки: изменение цвета смеси, выделение газа и т. д.
Правила растворимости химических соединений
Сухим способом обычно проводят анализ в полевых условиях, а в лабораториях чаще использую растворы. Поэтому для изучения качественных реакций в химии (неорганической и органической) желательно знать правила растворимости сложных веществ. Наизусть учить, конечно, их не стоит — можно воспользоваться таблицей растворимости, которая приведена ниже.
Растворимы:
-
абсолютно все нитраты;
-
большинство солей аммония, натрия, калия (но есть исключения, например — гексанитритокобальтат (III) калия K3[Co(NO2)6]);
-
соли йодидной, хлороводородной и бромоводородной кислоты (но галогениды свинца (II), ртути (I) и серебра обладают умеренной растворимостью);
-
почти все сульфаты, кроме BaSO4, SrSO4, PbSO4 (при этом CaSO4 и Ag2SO4 умеренно растворимы).
Нерастворимы:
-
любые сульфиды, кроме сульфидов щелочных и щелочноземельных металлов, а также (NH4)2S;
-
любые гидроксиды, кроме гидроксидов щелочных металлов (умеренной растворимостью отличаются Sr(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2);
-
любые карбонаты, фосфаты и сульфиты, кроме K2CO3, K2SO3, K3PO4, Na2CO3, Na2SO3, Na3PO4, (NH4)2CO3, (NH4)2SO3, (NH4)3PO4.
Качественные реакции органических веществ
В органической химии качественные реакции позволяют за считанные минуты определить класс соединения — узнать, относится ли исследуемый объект к спиртам, углеводам, альдегидам и т. д. По внешним эффектам судят о присутствии функциональных групп органических соединений в смеси или в растворе.
Белковые соединения при горении издают запах жженой шерсти. При добавлении концентрированной азотной кислоты они окрашивают раствор в ярко-желтый цвет, также характерно образование желтого осадка (ксантопротеиновая реакция). А если соединить в растворе белки со свежеосажденным гидроксидом меди (II), получится сине-фиолетовая смесь.
Глюкоза благодаря содержанию альдегидной группы в реакции с аммиачным раствором оксида серебра образует на стенках пробирки «серебряное зеркало». Вместе со свежеосажденным гидроксидом меди (II) она окрашивает раствор в синий цвет, а если данный раствор нагреть — происходит образование красно-оранжевого осадка.
СН2ОН — (СНОН)4 — СОН + Ag2O = СН2ОН — (СНОН)4 — СООН + 2Ag↓ — реакция «серебряного зеркала».
HOСН2 — (СНOH)4 — СН = O + 2Cu(OH)2 ⇒ HOСН2 — (СНOH)4 — СOOH + Cu2O + 2H2O — реакция глюкозы с гидроксидом меди (II).
Фенол с бромной водой образует белый осадок. Также он вступает в качественную реакцию с раствором соли трехвалентного железа — окрашивает его в фиолетовый цвет.
C6H5OH + 2Br2 ⇒ C6H2Br3OH + 3HBr — реакция с бромной водой.
3C6H5OH + FeCl3 ⇒ (C6H5O)3Fe + 3HCl — реакция с хлоридом железа (III).
Углеводы с содержанием крахмала можно узнать по синему цвету раствора при добавлении йода. После нагревания такой раствор теряет цвет, но при охлаждении снова становится синим. Фруктозу можно идентифицировать по реакции с резорцином в растворе c соляной кислотой — смесь приобретает вишневый цвет (проба Селиванова).
I2 + (C6H10O5)n ⇒ I2(C6H10O5)n— качественная реакция крахмала с йодом.
Все качественные реакции с органическими соединениями в рамках статьи описать невозможно, но в таблице ниже указаны самые важные из них.