logo
аналитическая химия 30 ноября

Качественные реакции в аналитической химии

Качественный анализ — совокупность химических, физико-химических и физических методов, применяемых для обнаружения компонентов, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. В качественном анализе используют легко выполнимые, характерные химические реакции, при которых наблюдается появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, образование газа и др. Реакции должны быть как можно более селективны и высокочувствительны.

Качественный анализ в водных растворах основан на ионных реакциях и позволяет обнаружить катионы или анионы. Основоположником качественного анализа считается Р.Бойль (1627–1691), английский химик и физик, который ввёл представление о химических элементах как о неразлагаемых основных частях сложных веществ и систематизировал все известные в его время качественные реакции.

Ниже приведены качественные реакции на некоторые катионы и анионы.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА КАТИОНЫ

Катион

Воздействие или реактив

Наблюдаемая реакция

  Li+

Пламя

Карминово-красное окрашивание

  Na+

Пламя

Желтое окрашивание

К+

Пламя

Фиолетовое окрашивание

Са2+

Пламя

Кирпично-красное окрашивание

Sr2+

Пламя

Карминово-красное окрашивание

Ва2+

Пламя; ионы S042-

Желто-зеленое окрашивание Выпадение белого осадка, не раствори­мого в кислотах: Ва2+ + S042-→ BaS04

Сu2+

Вода

Раствор аммиака

Гидратированные ионы Сu2+ имеют голубую окраску;

Выпадение голубого осадка Сu(ОН)2 Сu2++ 2 NH3∙H2O→ Cu(OH)2↓+ 2 NH4+ , растворяющегося в избытке аммиака с образованием ярко-синего раствора Cu(OH)2↓+ 4 NH3∙H2O = [Cu(NH3)4](OH)2+ 4 H2O

РЬ2+

Ионы S2-

Выпадение черного осадка: Pb2+ + S2- → PbS ↓

Аg+

Ионы Cl-

Выпадение белого осадка, нераствори­мого в HNO3, но растворимого в конц. аммиаке Аg+ +Cl-→ AgCl ↓

Fe2+

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

Выпадение синего осадка: К++ Fe2+ + [Fe(CN)6]3- → KFe[Fe(CN)6]

Fe3+

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

2) роданид-ион SCN-

Выпадение синего осадка: К+ + Fe3+ + [Fe(CN)6]4-→ KFe[Fe(CN)6]

Появление кроваво-красного окрашивания за счет образования комплексных ионов Fe3+ + nSCN  [Fe(SCN)n](3-n)+

Al3+

щелочь (амфотерные свойства гидроксида)

Выпадение белого студенистого осадка гидроксида алюминия Al(OH)3 при приливании первых порций щелочи и его растворение в избытке щелочи

NH4+

щелочь, нагрев

Выделяется аммиак, который обнаруживают по запаху и посинению влажной лакмусовой бумаги: NH4+ + ОН- NH3 ↑ + Н20

Н+ (кислая среда)

Индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый

красное окрашивание индикаторов

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА АНИОНЫ

Анион

Реактив

Наблюдаемая реакция

S042-

Ва2+

Выпадение белого осадка, нерастворимого в кислотах: Ва2+ + S042-→ BaS04

N03-

1) добавить конц. H2SO4 и Сu, нагреть

2) смесь H2S04 +FeSO4

Образование голубого раствора, содержащего ионы Сu2+, выделение газа бурого цвета (NO2). Реакция «бурого кольца»: возникновение окраски сульфата нитрозопентаакважелеза (II) [Fe(H20)5NO] SO4 (окраска от фиолетовой до коричневой).

РО43-

ионы Ag+

Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: ЗАg+ + Р043-→ Аg3Р04

СrO42-

ионы Ва2+

Выпадение желтого осадка, не раствори­мого в уксусной кислоте, но растворимого в HCI: Ва2+ + СrO42-→ BaCr04

S2- 

ионы РЬ2+

Выпадение черного осадка: Pb2+ + S2-→ PbS↓

СО32-

ионы Са2+

Выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Са2+ + С032- → СаСОз↓

CO2

«известковая вода» - раствор Са(ОН)2

Выпадение белого осадка СаСО3 и его растворение при дальнейшем пропускании С02 : Са(ОН)2 + С02 →СаСО3↓ + Н20, СаСО3 + С02 + Н20 →Са(НС03)2

SO32-

ионы Н+

Появление характерного запаха S02: 2Н+ + SO32-→ Н20 + S02

F-

ионы Са2+

Выпадение белого осадка: Са2+ + 2F- → CaF2

Cl-

ионы Аg+

Выпадение белого осадка, не растворимо­го в HN03, но растворимого в конц. аммиаке: Аg+ +CI-→ AgCl↓ AgCI + 2(NH3• Н20) →[Ag(NH3)2]+ + CI- + 2Н2О

Br-

ионы Аg+

Выпадение светло-желтого осадка, нерастворимого в HN03: Ag+ + Br- → AgBr↓ (осадок темнеет на свету)

I-

ионы Аg+

Выпадение желтого осадка, нераствори­мого в HNO3 и конц. аммиаке: Аg+ + I- → АgI↓(осадок темнеет на свету)

ОН- (щелочная среда)

индикаторы: лакмус, фенолфталеин

синее окрашивание лакмуса, малиновое окрашивание фенолфталеина