Якісні реакції на аніони
2.1.1. Якісні реакції на сульфід-аніон S 2-.З сульфідів розчиняються сульфіди тільки лужних металів та амонію. Нерозчинні сульфіди мають специфічне забарвлення, якими можна визначити той чи інший сульфід. Забарвлення: MnS - тілесний (рожевий). ZnS - білий. PbS - чорний. Ag2S - чорний. CdS - лимонно-жовтий. SnS - шоколадний. HgS (метакіновар) - чорний. HgS (кіновар) - червоний. Sb2S3 - помаранчевий. Bi2S3 - чорний. Деякі сульфіди при взаємодії з кислотами-неокислювачами утворюють токсичний газ сірководень H2S з неприємним запахом (тухлих яєць): Na2S + 2HBr = 2NaBr + H2S↑ S 2- + 2H + = H2S↑
А деякі стійкі до розведених розчинів HCl, HBr, HI, H2SO4, HCOOH, CH3COOH - наприклад CuS, Cu2S, Ag2S, HgS, PbS, CdS, Sb2S3, SnS та деякі інші. Але вони переводять у розчин конц. азотною кислотою при кип'ятінні (Sb2S3 і HgS розчиняються найважче, причому останній набагато швидше розчиниться в царській горілці): CuS + 8HNO3 = t = CuSO4 + 8NO2↑ + 4H2O
Також сульфід-аніон можна виявити, приливаючи розчин сульфіду до бромної води: S 2- + Br2 = S↓ + 2Br - Сірка, що утворюється, випадає в осад.
2.1.2. Якісна реакція на сульфат-аніон SO4 2-. Сульфат-аніон зазвичай беруть в облогу катіоном свинцю, або барію: Pb 2+ + SO4 2- = PbSO4↓ Осад сульфату свинцю білого кольору.
2.1.3. Якісна реакція на силікат-аніон SiO3 2- .Силікат-аніон легко осаджується з розчину у вигляді склоподібної маси при додаванні сильних кислот: SiO3 2- + 2H + = H2SiO3↓ (SiO2 * nH2O)
2.1.4. Якісні реакції на хлорид-аніон Cl - , бромід-аніон Br - , йодид-аніон I -дивіться в пункті "якісні реакції на катіон срібла Ag + ".
2.1.5. Якіснареакція на сульфіт-аніон SO3 2- .При додаванні до розчину сильних кислот утворюється діоксид сірки SO2 - газ з різким запахом (запах запаленого сірника): SO3 2- + 2H + = SO2↑ + H2O
2.1.6. Якісна реакція на карбонат-аніон CO3 2- .При додаванні до розчину карбонату сильних кислот утворюється вуглекислий газ CO2, що гасить палаючу лучинку: CO3 2- + 2H + = CO2↑ + H2O
2.1.7. Якісна реакція на тіосульфат-аніон S2O3 2- .При додаванні розчину сірчаної або соляної кислоти до розчину тіосульфату утворюється діоксид сірки SO2 і випадає в осад елементарна сірка S: S2O3 2- + 2H + = S↓ + SO2↑ + H2O
2.1.8. Якісна реакція на хромат-аніон CrO4 2- .При додаванні до розчину хромату розчину солей барію випадає жовтий осад хромату барію BaCrO4, що розкладається в сильнокислому середовищі: Ba 2+ + CrO4 2- = BaCrO4↓ хромати пофарбовані в жовтий колір. При підкисленні розчину колір зміниться на помаранчевий, що відповідає дихромат-аніону Cr2O7 2- : 2CrO4 2- + 2H + = Cr2O7 2- + H2O Крім того хромати є окислювачами в лужному та нейтральному середовищах (окислювальні здатності у дихроматів): S 2- + CrO4 2- + H2O = S + Cr(OH)3 + OH -
2.1.9. Якісна реакція на дихромат-аніон Cr2O7 2- .При додаванні до розчину дихромату розчину солі срібла утворюється осад помаранчевого кольору Ag2Cr2O7: 2Ag + + Cr2O7 2- = Ag2Cr2O7↓ Розчини дихроматів. При підлужуванні розчину забарвлення змінюється на жовте, що відповідає хромат-аніону CrO4 2- : Cr2O7 2- + 2OH - = 2CrO4 2- + H2O Крім того, дихромати - сильні окислювачі в кислому середовищі. При внесенні в підкислений розчин дихромату будь-якого відновника забарвлення розчину зміниться з помаранчевого на зелений,відповідає катіону хрому (III) Сr 3+ (як відновник бромід-аніон): 6Br - + Cr2O7 2- + 14H + = 3Br2 + 2Cr 3+ + 7H2O Ефектна якісна реакція на шестивалентний хром - темно- синє фарбування розчину при додаванні конц. перекису водню в ефірі Утворюється пероксид хрому складу CrO5.
2.2.0. Якісна реакція на перманганат-аніон MnO4 – .Перманганат-аніон «видає» темно-фіолетове забарвлення розчину. Крім того, перманганати — найсильніші окислювачі, у кислому середовищі відновлюються до Mn 2+ (фіолетове забарвлення зникає), у нейтральному — до Mn +4 (забарвлення зникає, випадає бурий осад діоксиду марганцю MnO2) і в лужному — до MnO4 2- розчину змінюється на темно-зелений): 5SO3 2- + 2MnO4 - + 6H + = 5SO4 2- + 2Mn 2+ + 3H2O 3SO3 2- + 2MnO4 - + H2O = 3SO4 2- + 2MnO2↓ + 2OH - SO3 2- + 2MnO4 - + 2OH - = SO4 2- + 2MnO4 2- + H2O
2.2.1. Якісна реакція на манганат-аніон MnO4 2- .При підкисленні розчину манганату темно-зелене забарвлення змінюється на темно-фіолетове, що відповідає перманганат-аніону MnO4 - : 3K2MnO4(р.) + 4HCl(розб. ↓ + 2KMnO4 + 4KCl + 2H2O
2.2.2. Якісна реакція на фосфат-аніон PO4 3- .При додаванні до розчину фосфату розчину солі срібла випадає жовтуватий осад фосфату срібла (I) Ag3PO4: 3Ag + + PO4 3- = Ag3PO4↓ Аналогічна реакція та к дигідрофосфат-аніону H2PO4 - .
2.2.3. Якісна реакція на феррат-аніон FeO4 2- .Осадження з розчину феррату барію червоного кольору (реакція проводиться в середовищі лугу): Ba 2+ + FeO4 2- =OH - = BaFeO4↓ Ферати — найсильніші окислювачі (сильніше перманганатів). Стійкі в лужному середовищі, нестійкі в кислому: 4FeO4 2- + 20H + = 4Fe 3+ + 3O2↑ + 10H2O
2.2.4. Якісна реакція наНітрат-аніон NO3 - .Нітрати в розчині не виявляють окислювальних здібностей. Але при підкисленні розчину здатні окислити, наприклад, мідь (розчин підкислюють зазвичай розб. H2SO4): 3Cu + 2NO3 - + 8H + = 3Cu 2+ + 2NO↑ + 4H2O
2.2.5. Якісна реакція на гексаціанноферрат (II) і (III) іони [Fe(CN)6] 4- і [Fe(CN)6] 3- .При приливанні розчинів, що містять Fe 2+ , утворюється осад темно-синього кольору (Турнбулева синь, берлінська блакит): K3[Fe(CN)6] + FeCl2 = KFe[Fe(CN)6] + 2KCl (при цьому осад складається з суміші KFe(II)[Fe(III)(CN )6], KFe(III)[Fe(II)(CN)6], Fe3[Fe(CN)6]2, Fe4[Fe(CN)6]3).
2.2.6. Якісна реакція на арсенат-аніон AsO4 3- .Утворення нерозчинного у воді арсенату срібла (I) Ag3AsO4, що має колір «кави з молоком»: 3Ag + + AsO4 3- = Ag3AsO4↓ Ось основні якісні реакцію аніони. Далі ми розглянемо якісні реакції на прості та складні речовини.
3. Якісні реакції на прості та складні речовини. Деякі прості та складні речовини, як і іони, виявляються якісними реакціями. Нижче опишу якісні реакції на деякі речовини.
3.1.1. Якісна реакція на водень H2.Лаваючий бавовна при піднесенні лучини, що горить, до джерела водню.
3.1.2. Якісна реакція на азот N2.Гасіння палаючої лучинки в атмосфері азоту. При пропущенні розчин Ca(OH)2 осад не випадає.
3.1.3. Якісна реакція на кисень O2. Яскраве загоряння тліючої лучинки в атмосфері кисню.
3.1.4. Якісна реакція на озон O3.Взаємодія озону з розчином йодидів з випадінням кристалічного йоду I2 в осад: 2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2↓ + O2↑ На відміну від озону кисень у цю реакціюневступає.
3.1.5. Якісна реакція на хлор Cl2.Хлор – газ жовто-зеленого кольору з дуже неприємним запахом. I2↓ Надлишок хлору призведе до окислення йоду, що утворився: I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl
3.1.6. Якісні реакції на аміак NH3.Примітка: дані реакції не дають у шкільному курсі. Однак, це найнадійніші якісні реакції на аміак. Почорніння папірця, змоченого в розчині солі ртуті (I) Hg2 + : Hg2Cl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl + Hg + NH4Cl Папір чорніє через виділення дрібнодисперсної ртуті.
Взаємодія аміаку з лужним розчином тетраіодомеркурату (II) калію K2[HgI4](реактив Несслера): 2K2[HgI4] + NH3 + 3KOH = [Hg2N]I·H2O↓ + 7KI + 2H2O Комплекс [Hg2N]I·H2O бурого кольору (колір іржі) випадає в осад. Дві останні реакції є найнадійнішими на аміак.
Реакція аміаку з хлороводнем («дим» без вогню): NH3 + HCl = NH4Cl
3.1.7. Якісна реакція на фосген (хлорокис вуглецю, карбоніл хлорид) COCl2.
3.1.8. Якісна реакція на чадний газ (моноксид вуглецю) CO.
3.1.9. Якісна реакція на вуглекислий газ (діоксид вуглецю) CO2.Гасіння тліючої лучинки в атмосфері вуглекислого газу. Пропускання вуглекислого газу в розчин гашеного вапна Ca(OH)2: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O Дальнє пропускання призведе до розчинення осаду: CaCO3 + CO2 + H2O =Ca(HCO3)2
3.2.1. Якісна реакція на оксид азоту (II) NO.Оксид азоту (II) дуже чутливий до кисню повітря, тому на повітрі буріє, окислюючись до оксиду азоту (IV) NO2: 2NO + O2 = 2NO2