Качественный анализ состава неорганических соединений

Качественный анализ состава
неорганических соединений

раздел аналитической химии, посвященный установлению качественного состава веществ, то есть обнаружению элементов и образуемых ими ионов, входящих в состав и простых, и сложных веществ.

Качественный анализ

Химические реакции, характерные для данного катиона или аниона, позволяющие обнаружить их как в индивидуальных веществах, так и в смесях.

Качественные реакции

Химические реакции, пригодные для качественного анализа, должны сопровождаться заметным эффектом.
Это может быть
выделение газа
изменение окраски раствора
выпадение осадка
растворение осадка

Качественные реакции

знать и уметь осуществлять на практике тесты на определение
- кислорода
- водорода
- углекислого газа
- воды

Цель обучения:

Получите водород путем взаимодействия цинка с раствором соляной кислоты.
Соберите водород методом вытеснения воздуха в пробирке, перевернутой вверх дном.
Для проверки водорода на чистоту поднесите горящую спичку к пробирке с собранным водородом.
Если раздается свистящий звук, то водород содержит примесь воздуха; если раздается глухой звук «пах», то водород чистый.
Составьте уравнения реакций.
Назовите продукты реакции.

ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА И
ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ЕГО НАЛИЧИЯ

Опыт № 1

Цинк + соляная кислота →
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑

Водород + кислород →
2H2 + О2 = 2H2О

ЦО: знать и уметь осуществлять на практике тесты на
определение кислорода, водорода, углекислого газа, воды

Физические свойства водорода
при комнатной температуре.

Водород – газ, без цвета, без запаха, без вкуса. Мало растворим в воде.

Почему водород собирают в пробирку, перевёрнутую вверх дном ?

Mr(H2) = 2
Mr(воздуха) = 29
Водород легче воздуха, поэтому его собирают в пробирку, перевернутую вверх дном.

Для доказательства наличия водорода необходимо к отверстию сосуда, содержащего газ, поднести горящую спичку. Если в сосуде содержится водород, раздается характерный «хлопок», звук «пах».

Качественная реакция на водород

Смесь, состоящая из двух объемов водорода и
одного объема кислорода – «гремучий газ».

Что такое «гремучий газ» ?

2H2 + 1О2 = 2H2О

Получите кислород путем разложения перманганата калия.
Соберите кислород методом вытеснения воздуха.
Проверьте, наполнился ли стакан кислородом.
Для этого поднесите тлеющую лучинку к отверстию стакана, не погружая ее в стакан. Что наблюдаете?

ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА И
ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ЕГО НАЛИЧИЯ.

Опыт № 2

Составьте уравнение реакции разложения перманганата калия.

Критерии оценки общеучебных
умений и навыков учащихся:

2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑

t

перманганат
калия

→

t

манганат
калия

оксид
марганца (IV)

кислород↑

О2 – газ без цвета, без вкуса, без запаха,
мало растворим в воде, тяжелее воздуха

Физические свойства кислорода
при комнатной температуре

Почему кислород собирают в стакан, стоящий на столе,
а не в перевёрнутый вверх дном?

Mr(О2) = 32
Mr(воздуха) = 29
Кислород тяжелее воздуха, поэтому его
собирают в стакан, стоящий на столе,
а не в перевернутый вверх дном.

тлеющая лучинка в стакане с кислородом вспыхивает

Качественная реакция на кислород

Воздух – это смесь газов, содержащая 21% кислорода.
В стакане 100% кислорода.

Почему в воздухе лучинка только тлеет,
а в чистом кислороде ярко вспыхивает?

Путем разложения гидрокарбоната натрия.
В пробирку помещаем пищевую соду (NaHCO3). Закрываем пробкой с газоотводной трубкой. Выделяющийся углекислый газ будем пропускать через известковую воду. Нагреваем прибор, соблюдая правила техники безопасности. Что наблюдаете? Продолжаем пропускать углекислый газ через известковую воду. Что наблюдается при длительном пропускании углекислого газа через известковую воду?
2NaHСО3 → Na2СО3 + СО2 + Н2O

Получение углекислого газа

t

Путем взаимодействия карбоната кальция (мрамора) с раствором кислоты.
К мелу или мраморной крошке
приливаем раствор кислоты.
Что наблюдаете?
Пропустите выделяющийся газ через известковую воду. Что наблюдаете?
СаСО3 + 2HCl = СаCl2 + СО2 + Н2O

Получение углекислого газа

Опыт № 3

СО2 – газ без цвета и запаха, хорошо растворимый в воде, тяжелее воздуха.

Физические свойства СО2
при комнатной температуре

Почему углекислый газ собирают в стакан, стоящий
на столе, а не в перевёрнутый вверх дном?

Mr(СО2) = 44
Mr(воздуха) = 29
Углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому его собирают в стакан, стоящий на столе, а не в перевернутый вверх дном.

При пропускании углекислого газа через известковую воду (раствор Са(ОН)2) она мутнеет, т.к. образуется нерастворимый карбонат кальция
СО2 + Са(ОН)2 → СаСО3↓ + Н2O

При длительном пропускании СО2 раствор становится прозрачным, т.к. образуется растворимый в воде гидрокарбонат кальция
СО2 + Н2O + СаСО3 ↔ Са(HСО3)2
(избыток)

Качественная реакция
на углекислый газ:

В пробирку поместите пищевую соду (NaHCO3). Положите недалеко от отверстия пробирки сухую бумагу из хлористого кобальта (синего цвета). Нагрейте пищевую соду, соблюдая правила техники безопасности.
2NaHСО3 → Na2СО3 + СО2 + Н2O
Какие признаки свидетельствуют о том, что
одним из продуктов разложения является вода?

Обнаружение воды

t

Сухая бумага из хлорида кобальта имеет синий цвет,
при наличии паров воды она становится розовой.

Обнаружение воды

На стенках пробирки капельки воды.

- знать и применять для определения ионов металлов изменение окраски пламени
- изучить на практике качественные реакции
на катионы: Na+, K+, Li+, Sr2+, Ba2+, Cu2+
на анионы: Сl-,Br-,I-,SO42-,NO3-,CO32-

Цель обучения:

Осуществить на практике качественные реакции на катионы: Na+, K+, Li+, Sr2+, Ba2+, Cu2+

Цель обучения:

Нихромовую проволоку опустить в раствор соляной кислоты, прокалить в пламени горелки, пока пламя не перестанет окрашиваться. Опустить нихромовую проволоку в воду, а затем в исследуемую соль (частицы соли прилипают к влажной проволоке), и далее – в пламя горелки. По изменению цвета пламени делаем вывод о наличии катиона в исследуемом веществе.

После каждого опыта нихромовую проволоку опускают в соляную кислоту и затем прокаливают, пока пламя не перестанет окрашиваться.

Внимание!!!

Фиолетовая окраска пламени (ионы К+), малиновая окраска пламени (ионы Li+) в присутствии солей Na+ маскируется, так как соединения натрия окрашивают пламя горелки в желтый цвет. В этом случае применяют для рассмотрения цвета пламени кобальтовое стекло или синюю индиговую призму, не пропускающие желтых лучей.

Изменение окраски пламени:

Опыт № 4

Взаимодействие с любой сильной кислотой
с образованием СО2

Взаимодействие с р-ром AgNO3 с образованием белого осадка AgCl (растворимого в растворе NH3)

Взаимодействие с р-ром AgNO3 с образованием кремового осадка AgBr (частично растворимого в растворе NH3)

Взаимодействие с р-ром AgNO3 с образованием желтого осадка AgI (не растворимого в растворе NH3)

Взаимодействие с р-ром Ba2+ с образованием белого молочного осадка BaSO4 (не растворимого в кислотах)

Качественные реакции на анионы

Взаимодействие с р-ром щелочи (ОН-) и Al (алюминиевая фольга) с появлением характерного запаха NH3

Как при помощи одного реактива распознать растворы хлорида, бромида, йодида натрия?

Экспериментальная
задача

белый осадок AgCl,
растворимый в растворе NH3

Опыт № 5

В пробирках под номерами
№1, №2, №3, №4 находятся вещества:
сульфат калия,
карбонат калия,
нитрат калия,
хлорид калия.

Экспериментальная
задача

Экспериментальная
задача

Экспериментальная
задача

Экспериментальная
задача

составлять план эксперимента по определению состава незнакомого вещества и осуществлять его на практике

Цель обучения:

Соединение может содержать любой из указанных
катионов Na+, K+, Li+, Sr2+, Ba2+, Cu2+

Схема анализа индивидуального
соединения

Соединение может содержать любой из указанных
катионов Na+, K+, Li+, Sr2+, Ba2+, Cu2+

Схема анализа индивидуального
соединения

Соединение может содержать любой из указанных
анионов Сl-, Br-, I-, SO42-, NO3-, CO32-

Схема анализа индивидуального
соединения

Вещество

неокрашенное
или белое

окрашенное

Схема анализа индивидуального
соединения

Вещество

неокрашенное
или белое

окрашенное

Cu2+

Na+, K+, Li+, Sr2+, Ba2+

Схема анализа индивидуального
соединения

Пламя

желтое

Вещество + HCl → нихромовая проволока

? Sr2+

фиолетовое

желто-зеленое

сине-зеленое

? K+

? Na+

? Li+

? Ba2+

темно-
красное

малиновое

Схема анализа индивидуального
соединения

Вещество
(на кончике шпателя)

выделяется газ

газ не выделяется

любая сильная кислота (например, HCl)

Схема анализа индивидуального
соединения

Вещество

растворимое в воде

нерастворимое в воде

определяем реакцию среды при помощи индикатора,
далее анализируем раствор

подбираем другой растворитель

Схема анализа индивидуального
соединения

анализируемый раствор

белый молочный осадок

признаков реакции нет

растворимая соль Ва2+ (например, ВаCl2)

Схема анализа индивидуального
соединения

Взаимодействие анализируемого раствора с раствором AgNO3

белый хлопьевидный осадок

? I-

? Br-

? Cl-

светло-жёлтый
(кремовый) хлопьевидный осадок

жёлтый хлопьевидный осадок

Схема анализа индивидуального
соединения

анализируемый раствор

характерный
запах аммиака

признаков реакции нет

конц. раствор щелочи + Al (фольга) + нагревание

Экспериментальная
задача

Экспериментальная
задача