mozok.click » Хімія » Виявлення йонів у розчинах
Інформація про новину
  • Переглядів: 11406
  • Автор: admin
  • Дата: 16-09-2017, 04:30
16-09-2017, 04:30

Виявлення йонів у розчинах

Категорія: Хімія

Поняття про якісні реакції

Визначення складу речовин та розчинів — одне із завдань сучасної хімії. Визначення якісного та кількісного складу речовин та їхніх сумішей — предмет вивчення аналітичної хімії.

Одним зі способів виявлення якісного складу розчинів є використання якісних реакцій. Якісними реакціями називають такі реакції, що дозволяють відповісти на запитання «Чи міститься певна речовина або йон у дослідженому зразку?».

Якісні реакції — це звичайні хімічні реакції, що відбуваються досить швидко й перебіг яких супроводжується певними візуальними змінами: відповідна зміна забарвлення розчину, утворення осаду певного кольору або виділення газу, який також може мати або не мати забарвлення чи запах.

Існує багато якісних реакцій, що дозволяють виявити наявність у розчинах йонів, спиртів, амінокислот, білків та інших речовин. Із деякими якісними реакціями ви ознайомитеся в цьому параграфі, а з іншими — під час подальшого вивчення хімії.

Виявлення йонів у розчинах електролітів

Якісні реакції, що дозволяють виявити йони в розчині, у більшості випадків супроводжуються утворенням осаду певного кольору. Наприклад, виявлення йонів Ва2+ у розчині можна описати такою блок-схемою:



Найуживаніші в шкільному курсі хімії реактиви для якісного аналізу наведено в таблиці 8.

Видатний український фізико-хімік, член-кореспон-дент АН УРСР. Народився в м. Сухумі, навчався у Харківському фінансово-економічному технікумі, працював на хімічному факультеті Харківського університету. Основні наукові дослідження належать до електрохімії розчинів: вивчав кислотно-основні взаємодії в неводних розчинах, розвинув теорію кислотно-основних реакцій Брьонстеда та теорію дії скляного електрода, розробив кількісну теорію дисоціації електролітів у розчинах. Відкрив метод тонкошарової хроматографії та розробив нові фізико-хімічні методи аналізу неводних розчинів.

Таблиця 8. Реактиви для виявлення деяких аніонів

Йон

Реактив для якісного аналізу та приклад рівняння реакції

Ознака реакції

Утворення білого сирнистого осаду AgCl, що не розчиняється в нітратній кислоті

Утворення блідо-жовтого осаду AgBr

Утворення жовтуватого осаду AgI

Утворення яскраво-жовтого осаду Ag3PO4

Утворення білого осаду BaSO4, не розчинного в кислотах

Утворення білого осаду CaCO3

Виділення вуглекислого газу


Роль експерименту в науці

Експеримент — найголовніше джерело знань. Виконуючи різноманітні досліди, вчені протягом тисячоліть накопичували знання в різних галузях науки. Звісно, що, здійснивши певний експеримент, неможливо одразу відкрити закон або сформулювати теорію. На експериментальному рівні пізнання відбувається накопичення фактів,

Відомий український хімік-аналітик, академік НАН України. Народився в селищі Кирилівка Черкаської області, закінчив Київський політехнічний інститут, працював у Київському державному університеті. Займався розробкою методів хімічного аналізу неорганічних матеріалів із використанням органічних реактивів, застосуванням комплексних сполук у хімічному аналізі. Розробив методи визначення рідкісних елементів. Керував державними програмами «Чиста вода», брав активну участь у ліквідації наслідків Чорнобильської катастрофи, займався створенням замкнутих циклів водопостачання в промисловості, розробкою технології комплексної переробки шахтних вод.

інформації про речовини та явища. Тільки маючи певні ґрунтовні знання, можна аналізувати отримані експериментальні дані й пояснювати їх, спираючись на вже існуючу теорію або сформулювавши власну.

Ґрунтуючись на експериментальних фактах, учені сформулювали більшість теорій. Так, вивчаючи хімічні властивості кисню, Лавуазьє сформулював оксигенову теорію кислот, а зважуючи маси реагентів та продуктів реакції — закон збереження маси. Вивчаючи електропровідність розчинів, Арреніус заклав основи теорії електролітичної дисоціації. І таких прикладів в історії хімії безліч.

Але деякі теорії й закони спочатку були сформульовані теоретично шляхом аналізу відомих фактів. Необхідно було лише «подивитися» на ці факти з іншого боку. Аналізуючи властивості сполук відомих елементів, Менделєєв відкрив Періодичний закон. Розв’язуючи математичні рівняння, Вольфганг Паулі припустив існування невідомої на той час характеристики електронів — спіну, що експериментально було доведено пізніше. І таких прикладів у науці багато. Але, як говорив Нобелівський лауреат Лев Ландау: «Дослід — верховний суддя теорії». Тобто будь-яка теорія чи закон мають бути доведені експериментально, як, наприклад, відкриття Галію й Германію блискуче довело істинність Періодичного закону.


ЛАБОРАТОРНІ ДОСЛІДИ № 7-9

Правила безпеки:

• для дослідів використовуйте невеликі кількості речовин;

• остерігайтеся потрапляння речовин на шкіру, одяг, в очі; у разі потрапляння кислоти її слід негайно змити великою кількістю води та протерти ушкоджене місце розчином соди.

Виявлення хлорид-іонів у розчині

У першу пробірку налийте розчин натрій хлориду об’ємом 1 мл, у другу — таку саму кількість розчину натрій нітрату. До обох пробірок додайте по 2-3 краплі розчину аргентум(І) нітрату. Що спостерігаєте?

За якою ознакою можна довести, в якій із пробірок містяться хлорид-іони?

Складіть молекулярні та йонно-молекулярні рівняння реакцій.

Виявлення сульфат-іонів у розчині

У першу пробірку налийте розчин натрій хлориду об’ємом 1 мл, у другу — таку саму кількість розчину натрій сульфату. До обох пробірок додайте по 2-3 краплі розчину барій хлориду. Що спостерігаєте?

За якою ознакою можна довести, в якій із пробірок містяться сульфат-іони?

Складіть молекулярні та йонно-молекулярні рівняння реакцій.

Виявлення карбонат-іонів у розчині

1. У першу пробірку налийте розчин натрій нітрату об’ємом 1 мл, у другу — таку саму кількість розчину натрій карбонату. До обох пробірок додайте по 2-3 краплі розчину кальцій хлориду. Що спостерігаєте?

2. Повторіть дослід з пункту 1, але замість кальцій хлориду до двох пробірок додайте по 1 мл хлоридної кислоти. Що спостерігаєте?

За якими ознаками можна довести, в якій із пробірок містяться карбонат-іони?

Складіть молекулярні та йонно-молекулярні рівняння реакцій. Ключова ідея

Якісна реакція — хімічна реакція, що дозволяє виявити певну речовину. Експеримент є найголовнішим джерелом знань. Він має подвійну роль: доводить чи спростовує будь-які теоретичні висновки та може стати передумовою формулювання нової теорії або гіпотези.

Контрольні запитання

159. Як ви розумієте поняття «якісні реакції»?

160. Які хімічні реакції можна використовувати як якісні?

Завдання для засвоєння матеріалу

161. За таблицею розчинності запропонуйте реактиви для виявлення таких йонів: a) SO4-; б) Cl-; в) S2-; г) Ag+.

162. Запропонуйте реактив, що дозволить розрізнити пробірки з речовинами в кожній з наведених пар. Складіть відповідні молекулярні та йонно-молекулярні рівняння реакцій:

а) MgCl2 і MgSO4; б) KNO3 і K2CO3.

163. Схарактеризуйте роль експерименту: а) для визначення якісного й кількісного складу речовин; б) відкриття й доведення істинності Періодичного закону; в) становлення теорії електролітичної дисоціації; г) розвитку науки.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 2

Розв'язування експериментальних задач

Обладнання: штатив із пробірками.

Реактиви: розчини HCl, H2SO4, NaOH, Ca(OH)2, FeSO4, Na2SO3, Na2SiO3, AgNO3, NaCl, Mg(NO3)2, лакмусу або метилоранжу, порошок CaCO3.

Правила безпеки:

• для дослідів використовуйте невеликі кількості реактивів;

• остерігайтеся потрапляння реактивів на шкіру, в очі; у разі потрапляння їдкої речовини змийте її великою кількістю води.

Завдання 1

Визначте необхідні реактиви та здійсніть реакції, яким відповідають такі йонно-молекулярні рівняння:

Для всіх проведених реакцій опишіть свої спостереження та складіть рівняння в молекулярній, повній та скороченій йонно-мо-лекулярних формах.

Завдання 2

Запропонуйте, у який спосіб можна довести наявність кожного з йонів у розчині хлоридної кислоти.

Визначте необхідні реактиви, здійсніть реакції та опишіть візуальні зміни, за якими можна дізнатися склад речовин.

Для всіх проведених реакцій опишіть свої спостереження та складіть рівняння в молекулярній, повній та скороченій йонно-молеку-лярних формах.

Завдання 3

У п’ятьох пронумерованих пробірках містяться розчини таких речовин: хлоридна кислота, натрій хлорид, натрій сульфат, натрій гідроксид та магній нітрат. Запропонуйте схему аналізу, за допомогою якого можна визначити вміст кожної пробірки, використовуючи не більше трьох реактивів. Здійсніть хімічні реакції та визначте, в якій пробірці міститься яка речовина. Складіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній та скороченій йонно-молекулярній формах.

Висновок. Зробіть узагальнюючий висновок до практичної роботи. Для цього використайте відповіді на запитання:

1. Чи може двом молекулярним рівнянням реакцій відповідати одне скорочене йонно-молекулярне рівняння?

2. Які реакції називають якісними? За якими ознаками виявляють ті чи інші йони в розчині?

Теми навчальних проектів за темою «Розчини»:

• Електроліти в сучасних акумуляторах.

•Вирощування кристалів солей.

• Виготовлення розчинів для надання домедичної допомоги.

• Дослідження pH ґрунтів своєї місцевості.

•Дослідження впливу кислотності й лужності ґрунтів на розвиток рослин.

•Дослідження pH атмосферних опадів та їхнього впливу на різні матеріали в довкіллі.

• Дослідження природних об’єктів в якості кислотно-основних індикаторів.

• Дослідження pH середовища мінеральних вод України.

Перевірте свої знання за темою «Розчини», виконавши тестові завдання на сайті.






^