Химия качественные реакции таблица. Качественные реакции на неорганические и органические вещества (9 класс)

Ионы и катионы позволяют определить наличие различных соединений с помощью доступных, в большинстве случаев несложных методов. Они могут проводиться с помощью индикаторов, гидроксидов, оксидов. Наука, изучающая свойства и структуру различных веществ, называется "химия". Качественные реакции являются частью практического раздела данной науки.

Классификация неорганических веществ

Все вещества разделяются на органические и неорганические. К первым принадлежат такие классы соединений, как соли, гидроксиды (основания, кислоты и амфотерные) и оксиды, также сюда относятся простые соединения (СІ2, І2, Н2 и другие, состоящие из одного элемента).

Соли состоят из катиона какого-либо металла, а также аниона кислотного остатка. В состав молекул кислот входят катионы Н+ и анионы кислотных остатков. Гидроксиды состоят из катионов металлов и анионов в виде гидроксильной группы ОН-. Состав молекул оксидов включает в себя атомы двух химических элементов, одним из них обязательно является оксиген. Они могут быть кислотными, основными и амфотерными. Как понятно из их названия, они способны образовывать различные классы веществ в процессе определенных реакций. Так, кислотные оксиды при реакции с водой образуют кислоты, а основные — основания. Амфотерные, в зависимости от условий, могут проявлять свойства того и другого вида оксидов. К таким относятся бериллия, алюминия, олова, хрома, свинца. Их гидроксиды также являются амфотерными. Чтобы определить наличие в растворе разнообразных неорганических веществ, используют качественные реакции на ионы.

Разнообразие органических веществ

К этой группе относятся химические соединения, в состав молекул которых обязательно входят карбон и гидроген. Также они могут содержать атомы оксигена, нитрогена, сульфура и многих других элементов.

Они подразделяются на такие основные классы: алканы, алкены, алкины, органические кислоты (нуклеиновые, жирные, насыщенные, аминокислоты и другие), альдегиды, белки, жиры, углеводы. Многие качественные реакции на органические вещества проводятся с использованием разнообразных гидроксидов. Также для этого могут использоваться такие реактивы, как перманганат калия, кислоты, оксиды.

Качественные реакции на органические вещества

Наличие алканов в основном определяется методом исключения. Если добавить перманганат калия, он не обесцветится. Горят эти вещества пламенем светло-голубого цвета. Алкены можно выявить с помощью добавления либо перманганата калия. Оба эти вещества при взаимодействии с ними обесцвечиваются. Наличие фенола тоже можно определить с помощью добавления раствора брома. При этом он обесцветится и выпадет осадок. Кроме того, наличие данного вещества можно выявить с помощью раствора хлорида железа, который при взаимодействии с ним даст фиолетово-коричневую окраску. Качественные реакции на органические вещества класса спиртов заключаются в добавлении к ним натрия. В этом случае выделится водород. Горение спиртов сопровождается светло-голубым пламенем.

Глицерин можно выявить с помощью гидроксида купрума. При этом образуются глицераты, которые придают раствору васильковую окраску. Определить наличие альдегидов можно при помощи оксида аргентума. В результате этой реакции выделяется чистый аргентум, который выпадает в осадок.

Также существует качественная реакция на альдегиды, которая осуществляется с помощью Для ее проведения необходимо нагреть раствор. При этом он должен изменить окраску сначала с синей на желтую, затем на красную. Белки можно выявить, использовав нитратную кислоту. Вследствие этого выпадает осадок желтого цвета. Если же добавить гидроксид купрума, он будет фиолетовым. Качественные реакции на органические вещества класса кислот проводятся с помощью лакмуса либо В обоих случаях раствор изменяет свой цвет на красный. Если же добавить карбонат натрия, выделится углекислый газ.

Качественные реакции на катионы

С их помощью можно определить наличие в растворе ионов каких-либо металлов. Качественные реакции на кислоты заключаются в выявлении катиона Н+, который входит в их состав. Это можно сделать двумя способами: с помощью лакмуса либо метилоранжа. Первый в кислотной среде меняет свою окраску на красную, второй — на розовую.

Катионы лития, натрия и калия можно различать по их пламени. Первые горят красным, вторые — желтым, третьи — фиолетовым пламенем. Ионы кальция выявляются способом добавления растворов карбонатов, вследствие чего выпадает белый осадок.

Качественные реакции на анионы

Самая распространенная из них — выявление ОН-, вследствие чего можно узнать, присутствуют ли в растворе основания. Для этого нужны индикаторы. Это фенолфталеин, метилоранж, лакмус. Первый в такой среде приобретает второй — желтый, третий — синий.

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, а точнее, комплексный ион (3-). Образующийся темно-синий осадок Fe32 называется «турнбуллевой синью». Для выявления катионов железа (III) берут уже гексацианоферрат (II) калия K4, дающий при взаимодействии с Fe(3+) темно-синий осадок Fe43 – «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 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 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) , поскольку образуется нерастворимое соединение – карбонат кальция CaCO3↓. При дальнейшем пропускании углекислого газа образуется кислая соль – растворимый уже 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.

Источники:

§ Качественные реакции в химии

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

Чтобы определить, что в растворе находится именно , 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- . 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.

Для того чтобы определить конкретно, находится в склянке, нужно провести качественную реакцию на остаток. Серная кислота имеет в своем составе сульфат-ион, реагентом на который является ион бария. Добавьте к вещество, содержащее этот ион, например нитрат бария. Моментально выпадет осадок белого цвета, представляющий собой сульфат бария.

Качественный анализ предназначен для обнаружения отдельных элементов или ионов, входящих в состав вещества.

Аналитические реакции сопровождаются аналитическим эффектом, позволяющим получить информацию о наличии определяемого элемента. К аналитическим эффектам относят: выпадение или растворение осадка, выделение газообразных продуктов, изменение окраски раствора, образование кристаллов определенной формы.

Для определения присутствия веществ, анионов, катионов используются качественные реакции. Проведя их, можно подтвердить однозначно их наличие. Эти реакции широко используются при проведении качественного анализа, целью которого является определение наличия веществ или ионов в растворах или смесях. Приведем необходимый для сдачи ЕГЭ минимум качественных реакций.

I. Качественные реакции на катионы.

1. Катион водорода Н + , изменение окраски индикаторов: красный цвет лакмуса, розово-красный - метилового оранжевого.

2. Ион аммония:

NH + 4 + ОН → NH 3 + H 2 О (запах или посинение влажной лакмусовой бумаги).

3. Ион Fe 2+ :

3Fe 2+ + 2 2 ↓ (турнбулева синь); Fe 2+ + 2ОН = Fe(OH) 2 ↓ . (зеленоватый осадок).

4. Ион Fe 3+ :

4Fe 3+ + 3 4- → Fe 4 3 ↓ (берлинская лазурь);

Fe 3+ + 3CNS → Fe(CNS) 3 (кроваво-красный цвет);

Fe 3+ + 3ОН - = Fe(OH) 3 ↓ (бурый осадок).

5. ИонА1 3+ :

Al 3+ + 3ОН - →А1(ОН) 3 ↓ (белый осадок, растворяется в избытке щелочи).

6. Ион Ва 2+ :

Ва 2+ + SО 4 2- → BaSО 4 ↓ . (белый осадок).

7. Ион Са 2+ :

Са 2+ + СО 3 2- →CaCО 3 ↓ . (белый осадок).

8. Ион Си 2+ :

Cu 2+ + 2ОH - → Сu(ОН) 2 ↓ (голубой осадок).

9. Иoн Ag + :

Ag + + СI - → AgCl ↓ (белый творожистый осадок).

10. Окраска пламени:

II. Качественные реакции на анионы.

1. Гидроксид-ион:ОН - : изменение окраски индикаторов: лакмус -синий, фенолфталеин - малиновый, метиловый оранжевый - желтый.

2. Галогенид-ионы:

F - + Ag + → осадок не образуется;

С1 - + Ag + → AgC↓ - белый осадок

Br - + Ag + →AgBr↓ - желтовато-белый осадок

I - + Ag + →AgI↓ - ярко-желтый осадок

3. Сульфид-ион:

H 2 S + Pb(NO 3) 2 →PbS ↓ + 2HNO 3 ;

CuSO 4 + H 2 S (Na 2 S)→H 2 SO 4 (Na,SO 4) + CuS↓ (черный осадок).

4. Сульфат-ион:

BaCI 2 + H,SO 4 →BaSO 4 ↓ + 2НС1; Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ (белый осадок).

5. Нитрат-ион:

Сu 2+ + NO 3 - + 2Н + →Сu 2+ + NO 2 + Н 2 O (бурый газ).

6. Фосфат-ион:

РO 4 3- + 3Ag + → Ag 3 PO 4 ↓ (желтый осадок, который, в отличие от осадка AgBr, растворим в минеральных кислотах).

7. Хромат-ион:

СгO 4 2- + Ва 2+ → BaCrO 4 ↓ . (желтый осадок).

8. Карбонат-ион, обнаружение С0 2:
СО 3 2- + 2Н + → СO 2 + Н 2 O;

СO 2 + Са(ОН) 2 →СаСO 3 + Н 2 O;

СаСО 3 + СO 2 + Н 2 O →Са(НСO 3) 2 .

III. Качественная реакция на озон:

2KI + O 3 + Н 2 O → I 2 ↓ + 2КOН + O 2 ; KI + О 2 → не идет

Образование йода можно доказать по изменению окраски раствора в присутствии крахмала: происходит посинение.

Идентификация органических соединений

1. Качественные реакции на соединения, содержащие двойные и тройные связи (алкены, алкадиены, алкины, и др.). Обесцвечивание перманганата калия:

3СН 2 = СН 2 +2КМпO 4 + 4Н 2 O →3С Н 2 ОН - С Н 2 ОН + 2MnO 2 + 2KOH;

3С Н = С Н + 8КМпO 4 → 3КООС-СООК + 8МпO 2 +2КОН + 2Н 2 O.

Обесцвечивание бромной воды:

Н 3 С-СН 2 -СН=СН 2 + Вг 2 → Н 3 С-СН 2 -СН-СН 2 ;

CH≡CH + 2Вг 2 → CHBr 2 -CHBr 2

СН 2 =СН-СООН + Вг 2 → СН 2 Вг-СНВг-СООН.

Качественные реакции на многоатомные спирты, моно- и дисахариды.

Взаимодействие с Сu(ОН) 2 на холоде - это качественная реакция на многоатомные спирты, а также на моно- и дисахариды:

Моносахаридл (дисахарид) + Сu(ОН) (голубой осадок) → синий раствор:

3. Качественная реакция на фенолы.

С 6 Н 5 ОН + FeCl 3 → комплексное соединение темно-фиолетового цвета.

4. Качественные реакции «Серебряное зеркало» и со свежеприготовленным осадком Си(ОН) 2 на альдегидную группу:

СН 3 СНО+ Ag 2 O(NH 3) → СН 3 СООН + 2Ag |;

НСНО + 2Ag 2 O(NH 3) →СO 2 + Н 2 O + 4Ag↓

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CHO+Ag 2 O(NH 3) → СН 2 ОН-(СНОН) 4 -СООН + 2Ag↓ ;

СН 3 СНО + 2Сu(ОН) 2 →СН 3 СООН + Cu 2 O↓ + 2Н 2 O

5. Качественные реакции на органические кислоты:
СН 3 СООН: лакмус красный;

СН 3 СООН + Na 2 CO 3 → CH 3 COONa + H 2 O + СO 2 (выделение газа);

НСООН: лакмус красный;

2НСООН + Na 2 CO 3 →2HCOONa + H 2 O + СO 2 (выделение газа);

НСООН + Ag 2 O(NH 3) → СO 2 + Н 2 O + 2Ag↓

6. Качественная реакция с йодом на крахмал:

(С 6 Н |0 О 5) n + I 2 →синее окрашивание.

Качественные реакции на белки

а) биуретовая реакция.

При обработке белка концентрированным раствором щелочи и раствором сульфата меди появляется красно-фиолетовое окрашивание, вызванное образованием медного комплекса белка (реакция на пептидную связь);

б) ксантопротеиновая реакция.

При действии концентрированной азотной кислоты белок окрашивается в желтый цвет. Реакция связана с наличием в молекуле белка ароматических групп, которые нитруются в мягких условиях;

в) сульфгидрильная реакция.

При добавлении к раствору белка ацетата свинца (II) и гидроксида натрия при нагревании выпадает черный осадок сульфида свинца, вследствие наличия в белке тиольных (сульфгидрильных) групп.