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.