Совет 1: Что такое качественная реакция

Качественные реакции позволяют обнаружить тот или иной ион, химическое вещество или функциональную группу. Для проведения качественных реакций необходимы соответствующие реактивы, индикаторы, в ряде случаев – пламя горелки.

Качественные реакции на катионы и анионы

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[Fe(CN)6], а точнее, комплексный ион [Fe(CN)6](3-). Образующийся темно-синий осадок Fe3[Fe(CN)6]2 называется «турнбуллевой синью». Для выявления катионов железа (III) берут уже гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6], дающий при взаимодействии с Fe(3+) темно-синий осадок Fe4[Fe(CN)6]3 – «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 метилоранж 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 реагент 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)2 раствор мутнеет, поскольку образуется нерастворимое соединение – карбонат кальция CaCO3↓. При дальнейшем пропускании углекислого газа образуется кислая соль – растворимый уже гидрокарбонат кальция 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.

Совет 2: Как провести качественные реакции на кислоты

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
1
Чтобы определить, что в растворе находится именно кислота, 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-красную. 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.
2
Для того чтобы определить конкретно, какая кислота находится в склянке, нужно провести качественную реакцию на кислотный остаток. Серная кислота имеет в своем составе сульфат-ион, реагентом на который является ион бария. Добавьте к кислоте вещество, содержащее этот ион, например нитрат бария. Моментально выпадет осадок белого цвета, представляющий собой сульфат бария.
3
Хлороводородная (соляная) кислота, кроме водорода состоит из хлорид-иона, реагентом на который считается ион серебра. Для анализа возьмите раствор нитрата серебра и добавьте к исследуемой кислоте. В результате реакции выпадет хлорид серебра - осадок белого цвета. Это является доказательством присутствия в растворе ионов хлора.
4
Этим же реагентом (нитратом серебра) можно определить бромоводородную кислоту. В итоге получите бело-желтый осадок бромида серебра. Чтобы провести реакцию на йодоводородную кислоту также воспользуйтесь нитратом серебра. Разница будет в том, что осадок йодида серебра станет насыщенным желтым. Таким образом, на ионы галогенов можно пользоваться одним и тем же реагентом – нитратом серебра.
5
Для определения азотной кислоты, содержащей нитрат-ион, добавьте медные стружки. В зависимости от концентрации могут образовываться различные вещества, однако в большинстве случаев наблюдается выделение бурого газа (лисий хвост).
Такую кислоту, как уксусную, которая относится к органическим, достаточно определить по запаху, который всем знаком с детства.
Видео по теме
Совет полезен?
При выполнении работы обязательно соблюдайте правила техники безопасности. При работе с кислотами используйте защитные очки, халат и перчатки.

Совет 3: В чем суть реакции серебряного зеркала

В научной терминологии можно найти немало красивых и романтичных названий. Одно из них – реакция серебряного зеркала. Когда-то таким способом действительно серебрили зеркала. Сейчас это просто качественная реакция, по которой можно определить наличие альдегидов.

Серебро, вода, аммиак


Прежде чем начинать химический опыт, необходимо выяснить, что же такое альдегид, наличие которого предстоит определить. Альдегиды представляют собой группу органических соединений, в которых атом углерода имеет двойную связь с атомом кислорода. Каждое такое соединение содержит группу >C=O. Суть реакции заключается в том, что в результате образуется металлическое серебро, которое осаждается на поверхности. Реакция проводится с веществами, содержащими альдегидную группу, в водном растворе при нагревании, в присутствии аммиака. Чаще всего в реакции используются нитрат серебра, а в качестве альдегида используются глюкоза или обычный сахар. В качестве вещества, содержащего аммиак, обычно используется нашатырный спирт.
Работать с солями серебря нужно осторожно, поскольку они оставляют черные следы. Опыт проводите в перчатках.


Как происходит реакция

?
Реактивы для опыта можно найти в любой аптеке. Азотнокислое серебро – это ляписный карандаш. Там же можно купить формальдегид и нашатырный спирт. Помимо всего прочего, нужна химическая посуда. Вещества, с которыми вам придется иметь дело, неагрессивны, но любые химические опыты лучше проводить в пробирках и колбах из химического стекла. Разумеется, посуду нужно тщательно вымыть. Сделайте водный раствор нитрата серебра AgNO3. Добавьте в него нашатырный спирт, то есть гидрооксид аммония NH4OH. У вас образуется оксид серебра Ag2O, который выпадает в виде коричнево осадка. Затем раствор становится прозрачным и образуется комплексное соединение [Ag(NH3)2]OH. Именно он воздействует на альдегид во время окислительно-восстановительной реакции, в результате которой получаются соль аммония. Формула этой реакции выглядит так: R-CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH --> RCOONH4 + 2Ag +3NH3 + H2O. Если во время реакции оставить в банке стеклянную палочку или пластинку, примерно через сутки она покроется блестящим слоем. Такой же слой образуется и на стенках сосуда.
Реакцию можно записать упрощенно:R-CH=O + Ag2O --> R-COOH + 2Ag.


Как делали зеркала


До появления метода напыления реакция серебряного зеркала являлась единственным способом получения зеркал на стекле и фарфоре. В настоящий момент этот способ применяется для получения токопроводящего слоя на стекле, керамике и других диэлектриках. Данная технология применяется для создания просветленной оптики для фотообъективов, телескопов и т.д.
Видео по теме

Совет 4: Что такое фенол

Фенол является одним из ряда химически активных соединений, которые можно обнаружить в природе. Они демонстрируют широкий спектр свойств; некоторые из них полезны для здоровья. Другие же – смертельные яды. Многие вещества этого типа имеют значение для лекарственных препаратов или пищевых добавок.

Физические и химические свойства





Класс фенольных химических соединений подобен спиртам. Однако фенолы образуют жесткие водородные связи с другими химическими веществами. Еще одним отличием является их высокая кислотность, растворимость, и температура кипения. Сами по себе эти химические элементы бесцветны, но некоторые из них могут быть ярко окрашены. Они играют важную роль в растительной пигментации. При комнатной температуре фенолы, как правило, находятся в твердом или жидком агрегатном состоянии.



Роль фенолов в природе





Существуют сотни различных видов фенолов, и они вносят свой вклад в разнообразие растительной жизни на Земле. Антоцианы и флавоноиды, например, дают уникальный цвет некоторым деревьям. Другие, такие, как эвгенол и кетол, обеспечивают наличие аромата. Фенолы также принимают участие в широком спектре биологических взаимодействий человека и животных. К ним относятся практически все фенольные кислоты. Например, капсаицин, который делает перец острым или каннабиноид – активный ингредиент марихуаны. Анестетик пропофол, антисептический ксиленол и салициловая кислота также являются фенолами.



Многие вещества, которые важны для здоровья человека, являются полифенолами – химикатами из нескольких молекул фенола, соединенных друг с другом. В эту группу входят дубильные вещества: лигнины и флавоноиды. Некоторые полифенолы, такие как тирозола и олеуропеин, обладают антиоксидантными свойствами. Другие могут снизить вероятность сердечнососудистых заболеваний и рака. По крайней мере, один полифенол – ресвератрол, как полагают, обладает мощным омолаживающим эффектом.



Распространение фенолов на Земле





Полифенолы можно найти в оливковом масле, шкурках фруктов, листьях, ягодах, чае, кофе, шоколаде, орехах и ряде других растительных ингредиентов. Многие из них можно найти в вине. Они сильно влияют на вкус и цвет этого продукта. Некоторые из них были синтезированы в чистом виде и стали биологически активными добавками. Фенолы в природном виде очень полезны для здоровья. Поэтому специалисты по рекламе начали создавать имидж и для их синтетических аналогов. Однако это не всегда так хорошо.



Некоторые фенолы, напротив, вредны для здоровья. Многие растения выделяют неприятные или ядовитые фенольные соединения, чтобы отпугивать травоядных. Один из них – урушиол, вызывает сыпь. Это вещество выделяется ядовитым плющом. Танины придают желудям их горький вкус, и очень ядовиты в больших дозах. Карболовая кислота вызывает химические ожоги и может быть канцерогеном. Так как фенолы представляют широкий спектр веществ, они очень сильно влияют на здоровье человека.
Видео по теме

Совет 5: Что такое серная кислота как окислитель

Серная кислота по физическим свойствам – тяжелая маслянистая жидкость. Она не имеет запаха и цвета, гигроскопична, хорошо растворяется в воде. Раствор с содержанием H2SO4 менее 70% обычно называют разбавленной серной кислотой, более 70% – концентрированной.

Кислотно-основные свойства серной кислоты



Для разбавленной серной кислоты характерны все свойства сильных кислот. Она диссоциирует в растворе по уравнению: H2SO4↔2H(+)+SO4(2-), взаимодействует с основными оксидами, основаниями и солями: MgO+H2SO4=MgSO4+H2O, H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O, H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl. Реакция с ионами бария Ba(2+) – качественная реакция на сульфат-ион, при которой выпадает нерастворимый белый осадок BaSO4.

Окислительно-восстановительные свойства серной кислоты



Серная кислота проявляет свойства окислителя: разбавленная – за счет ионов водорода H(+), концентрированная – за счет сульфат-ионов SO4(2-). Сульфат-ионы являются более сильными окислителями, чем ионы водорода.

Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений левее водорода, растворяются в разбавленной серной кислоте. В ходе таких реакций выделяется водород и образуются сульфаты металлов: Zn+H2SO4(разб.)=ZnSO4+H2↑. Металлы, которые стоят в электрохимическом ряду напряжений после водорода, с разбавленной серной кислотой не реагируют.

Концентрированная серная кислота – сильный окислитель, особенно при нагревании. В ней окисляются многие металлы, неметаллы и ряд органических веществ.

Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений после водорода (медь, серебро, ртуть), окисляются до сульфатов. Продуктом восстановления серной кислоты является сернистый газ SO2.

Более активные металлы, такие как цинк, алюминий и магний, в реакции с концентрированной H2SO4 также дают сульфаты, но кислота может восстанавливаться не только до сернистого газа, но и до сероводорода или свободной серы (в зависимости от концентрации): Zn+2H2SO4(конц.)=ZnSO4+SO2↑+2H2O, 3Zn+4H2SO4(конц.)=3ZnSO4+S↓+4H2O, 4Zn+5H2SO4(конц.)=4ZnSO4+H2S↑+4H2O.

Некоторые металлы, такие как железо и алюминий, на холоду пассивируются концентрированной серной кислотой. По этой причине ее часто перевозят в железных цистернах: Fe+H2SO4(конц.)≠(на холоду).

При окислении неметаллов, например, серы и углерода, концентрированная серная кислота восстанавливается до SO2: S+2H2SO4(конц.)=3SO2↑+2H2O, C+2H2SO4=2SO2↑+CO2↑+2H2O.

Как получают серную кислоту



В промышленности серную кислоту получают в несколько стадий. Сначала обжигом пирита FeS2 получают SO2, затем в присутствии катализатора V2O5 он окисляется в оксид SO3, и уже после SO3 растворяют в серной кислоте. Так образуется олеум. Чтобы получить кислоту требуемой концентрации, полученный олеум осторожно приливают в воду (не наоборот!).

Совет 6: Как провести качественную реакцию на непредельные углеводороды

Задания на определение веществ, относящихся к разным классам органических соединений – это достаточно распространенный вариант контроля знаний и умений по химии. Сюда можно отнести лабораторный опыт, задание из практической работы или теоретические вопросы с практической направленностью в контрольном тестировании.
Вам понадобится
  • - прибор с собранным этиленом;
  • - бромная вода или перманганат калия;
  • - пробирки.
Инструкция
1
К непредельным углеводородам относится несколько классов органических соединений, а именно: алкены (этилен), алкины (ацетилен), алкадиены (бутадиен-1,3). Их объединяет то, что они характеризуются наличием кратных (двойных или тройных) связей. На непредельные углеводороды существуют качественные реакции, благодаря которым есть возможность отличить от других классов.
2
Наиболее распространенным соединением непредельных углеводородов является этилен, представляющий собой газообразное вещество. Учитывая, что это соединение не имеет ни цвета, ни характерного запаха, визуально идентифицировать его невозможно. Поэтому существует качественная реакция, позволяющая опытным путем определить его наличие. Этилен в своем составе имеет одну двойную связь. При вступлении его с другими веществами одна из связей разрушается и по месту разрыва происходит присоединение других атомов. Визуально это демонстрирует опыт на примере взаимодействия этилена с бромной водой или раствором перманганата калия (марганцовки).
3
Возьмите пробирку и налейте в нее 2-3 мл бромной воды, которая имеет бурую окраску. Опустите в нее газоотводную трубочку с потоком этилена. Через несколько минут увидите, что бромная вода обесцветилась. Этот опыт является подтверждением наличия непредельного углеводорода - этилена, который вступил в реакцию с бромом с образованием 1,2-дибромэтана.
4
В силу того, что бромная вода является крайне ядовитым веществом и в общеобразовательных учреждениях запрещена для опытов, ее можно заменить наиболее безопасным перманганатом калия. В быту он известен как марганцовокислый калий или марганцовка.
5
Возьмите небольшую колбу с водой, поместите с нее несколько кристалликов марганцовки и размешайте - раствор приобретет розовую окраску. Налейте в пробирку 4-5 мл полученного раствора марганца и пропустите через него поток этилена. В результате реакции раствор перманганата калия обесцветится. Это также является характерным показателем наличия непредельных углеводородов, к которому относится этилен. Аналогично идет реакция с алкинами и алкадиенами.
Видео по теме
Обратите внимание
При работе с бромной водой опыты можно проводить только в вытяжном шкафу в защитной маске, очках и перчатках.
Источники:
  • качественная реакция на этилен
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500