1. Все нитраты являются растворимыми.
2. Практически все соли калия, натрия и аммония растворимы.
3. Все хлориды, бромиды и йодиды растворимы, за исключением галогенидов серебра, ртути (I) и свинца (II).
4. Все сульфаты растворимы, за исключением сульфатов бария, стронция и свинца (II), которые являются нерастворимыми, и сульфатов кальция и серебра, которые являются умеренно растворимыми.
5. Все карбонаты, сульфиты и фосфаты не растворяются за исключением карбонатов, сульфитов и фосфатов калия, натрия и аммония.
6. Все сульфиды нерастворимы, за исключением сульфидов щелочных металлов, щелочноземельных металлов и аммония.
7. Все гидроксиды нерастворимы за исключением гидроксидов щелочных металлов. Гидроокиси стронция, кальция и бария умеренно растворимы.

Качественные реакции органических веществ

Качественные реакции неорганических веществ на катионы, анионы, для газов и для щелочных металлов

Качественные реакции на катионы

Качественные реакции на анионы

Качественные реакции для газов

Качественные реакции для щелочных металлов

Все соединения щелочных металлов определяют по цвету пламени.

1. 1. Качественные реакции неорганической химии. Всем химикам, как опытным, так и начинающим, хоть раз, но доводилось слышать этот термин. В химии качественные реакции очень важны, с ними тесно связан один из разделов химии - аналитическая химия. Итак, в этой статье я изложу качественные реакции, как школьного курса, так и немного «нестандартные». Ну что ж, начнем! Качественные реакции определяют катионы, анионы, порой и целые соединения. 1. Качественные реакции на катионы. 1.1.1 Качественные реакции на катионы щелочных металлов (Li+ , Na+ , K+ , Rb+ , Cs+). Катионы щелочных металлов возможно провести только с сухими солями, т.к. практически все соли щелочных металлов растворимы. Обнаружить их можно при внесении небольшого количества соли в пламя горелки. Тот или иной катион окрашивает пламя в соответствующий цвет: Li+ - темно-розовый. Na+ - желтый. K+ - фиолетовый. Rb+ - красный. Cs+ - голубой. Катионы так же можно обнаружить и с помощью химических реакций. При сливании раствора соли лития с фосфатами образуется нерастворимый в воде, но растворимый в конц. азотной кислоте, фосфат лития: 3Li+ + PO43- = Li3PO4↓ Li3PO4 + 3HNO3 = 3LiNO3 + H3PO4 Катион K+ можно вывести гидротартрат-анионом HC4H4O6 - - анионом винной кислоты: K+ + HC4H4O6 - = KHC4H4O6↓ Катионы K+ и Rb+ можно выявить добавлением к растворам их солей кремнефтористой кислоты H2 или ее солей - гексафторсиликатов: 2Me+ + 2- = Me2↓ (Me = K, Rb) Они же и Cs+ осаждаются из растворов при добавлении перхлорат-анионов: Me+ + ClO4 - = MeClO4↓ (Me = K, Rb, Cs). 1.1.2 Качественные реакции на катионы щелочно-земельных металлов (Ca2+ , Sr2+ , Ba2+ , Ra2+). Катионы щелочно-земельных металлов можно выявить двумя способами: в растворе и по окраске пламени. Кстати, к щелочно-земельным относятся кальций, стронций, барий и радий. Бериллий и магний нельзя отнести к этой группе, как это любят делать на просторах Интернета. Окраска пламени: Ca2+ - кирпично-красный. Sr2+ - карминово-красный. Ba2+ - желтовато-зеленый. Ra2+ - темно-красный. Реакции в растворах. Катионы рассматриваемых металлов имеют общую особенность: их карбонаты и сульфаты нерастворимы. Катион Ca2+ предпочитают выявлять карбонат-анионом CO3 2- : Ca2+ + CO3 2- = CaCO3↓ Который легко растворяется в азотной кислоте с выделением углекислого газа: 2H+ + CO3 2- = H2O + CO2 Катионы Ba2+ , Sr2+ и Ra2+ предпочитают выявлять сульфат-анионом с образованием сульфатов, нерастворимых в кислотах: Sr2+ + SO4 2- = SrSO4↓ Ba2+ + SO4 2- = BaSO4↓ Ra2+ + SO4 2- = RaSO4↓ 1.1.3. Качественные реакции на катионы свинца (II) Pb2+ , серебра (I) Ag+ , ртути (I) Hg2 + , ртути (II) Hg2+ . Рассмотрим их на примере свинца и серебра. Эта группу катионов объединяет одна общая особенность: они образуют нерастворимые хлориды. Но катионы свинца и серебра можно выявить и другими галогенидами.
2. 2. Качественная реакция на катион свинца - образование хлорида свинца (осадок белого цвета), либо образование иодида свинца (осадок ярко желтого цвета): Pb2+ + 2I- = PbI2↓ Качественная реакция на катион серебра - образование белого творожистого осадка хлорида серебра, желтовато-белого осадка бромида серебра, образование желтого осадка иодида серебра: Ag+ + Cl- = AgCl↓ Ag+ + Br- = AgBr↓ Ag+ + I- = AgI↓ Как видно из выше изложенных реакций, галогениды серебра (кроме фторида) нерастворимы, а бромид и иодид даже имеют окраску. Но отличительная черта их не в этом. Данные соединения разлагаются под действием света на серебро и соответствующий галоген, что также помогает их идентифицировать. Поэтому часто емкости с этими солями испускают запахи. Также при добавлении к данным осадкам тиосульфата натрия происходит растворение: AgHal + 2Na2S2O3 = Na3 + NaHal, (Hal = Cl, Br, I). То же самое произойдет при добавлении жидкого аммиака или его конц. раствора. Растворяется только AgCl. AgBr и AgI в аммиаке практически нерастворимы: AgCl + 2NH3 = Cl Существует также еще одна качественная реакция на катион серебра - образование оксида серебра черного цвета при добавлении щелочи: 2Ag+ + 2OH- = Ag2O↓ + H2O Это связано с тем, что гидроксид серебра при нормальных условиях не существует и сразу же распадается на оксид и воду. 1.1.4. Качественная реакция на катионы алюминия Al3+ , хрома (III) Cr3+ , цинка Zn2+ , олова (II) Sn2+ . Данные катионы объединены образованием нерастворимых оснований, легко переводимых в комплексные соединения. Групповой реагент - щелочь. Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ + 3OH- = 3- Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3↓ + 3OH- = 3- Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2↓ + 2OH- = 2- Sn2+ + 2OH- = Sn(OH)2↓ + 2OH- = 2- Не стоит забывать, что основания катионов Al3+ , Cr3+ и Sn2+ не переводятся в комплексное соединение гидратом аммиака. Этим пользуются, чтобы полностью осадить катионы. Zn2+ при добавлении конц. раствора аммиака сначала образует Zn(OH)2, а при избытке аммиак способствует растворению осадка: Zn(OH)2 + 4NH3 = (OH)2 Раствор, содержащий 3- , при добавлении хлорной или бромной воды в щелочной среде становится желтым из-за образования хромат-аниона CrO4 2- : 23- + 3Br2 + 4OH- = 2CrO4 2- + 6Br- + 8H2O 1.1.5. Качественная реакция на катионы железа (II) и (III) Fe2+ , Fe3+ . Данные катионы также образуют нерастворимые основания. Иону Fe2+ отвечает гидроксид железа (II) Fe(OH)2 - осадок белого цвета. На воздухе сразу покрывается зеленым налетом, поэтому чистый Fe(OH)2 получают в атмосфере инертых газов либо азота N2. Катиону Fe3+ отвечает метагидроксид железа (III) FeO(OH) бурого цвета. Примечание: соединения состава Fe(OH)3 неизвестно (не получено). Но все же большинство придерживаются записи Fe(OH)3. Качественная реакция на Fe2+ : Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓ Fe(OH)2 будучи соединением двухвалентного железа на воздухе неустойчиво и постепенно переходит в гидроксид железа (III): 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Качественная реакция на Fe3+ : Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ Еще одной качественной реакцией на Fe3+ является взаимодействие с роданид-анионом SCN- , при этом образуется роданид железа (III) Fe(SCN)3, окрашивающий раствор в темно-красный цвет (эффект «крови»): Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 Роданид железа (III) легко «разрушается» при добавлении фторидов щелочных металлов:
3. 3. 6NaF + Fe(SCN)3 = Na3 + 3NaSCN Раствор становится бесцветным. Очень чувствительная реакция на Fe3+ , помогает обнаружить даже очень незначительные следы данного катиона. 1.1.6. Качественная реакция на катион марганца (II) Mn2+ . Данная реакция основана на жестком окислении марганца в кислой среде с изменением степени окисления с +2 до +7. При этом раствор окрашивается в темно-фиолетовый цвет из-за появления перманганат-аниона. Рассмотрим на примере нитрата марганца: 2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O 1.1.7. Качественная реакция на катионы меди (II) Cu2+ , кобальта (II) Co2+ и никеля (II) Ni2+ . Особенность этих катионов в образовании с молекулами аммиака комплексных солей - аммиакатов: Cu2+ + 4NH3 = 2+ Аммиакаты окрашивают растворы в яркие цвета. К примеру, аммиакат меди окрашивает раствор в ярко- синий цвет. 1.1.8. Качественные реакции на катион аммония NH4 + . Взаимодействие солей аммония со щелочами при кипячении: NH4 + + OH- =t= NH3 + H2O При поднесении влажная лакмусовая бумажка окрасится в синий цвет. 1.1.9. Качественная реакция на катион церия (III) Ce3+ . Взаимодействие солей церия (III) с щелочным раствором пероксида водорода: Ce3+ + 3OH- = Ce(OH)3↓ 2Ce(OH)3 + 3H2O2 = 2Ce(OH)3(OOH)↓ + 2H2O Пероксогидроксид церия (IV) имеет красно-бурый цвет. 1.2.1. Качественная реакция на катион висмута (III) Bi3+ . Образование ярко-желтого раствора тетраиодовисмутата (III) калия K при действии на раствор, содержащий Bi3+ , избытком KI: Bi(NO3)3 + 4KI = K + 3KNO3 Связано это с тем, что сначала образуется нерастворимый BiI3, который затем связывается с помощью I- в комплекс. На этом я закончу описание выявления катионов. Теперь рассмотрим качественные реакции на некоторые анионы. 2. Качественные реакции на анионы. 2.1.1. Качественные реакции на сульфид-анион S2- . Из сульфидов растворимы сульфиды только щелочных металлов и аммония. Нерастворимые сульфиды имеют специфическую окраску, по которым можно определить тот или иной сульфид. Окраска: MnS - телесный (розовый). ZnS - белый. PbS - черный. Ag2S - черный. CdS - лимонно-желтый. SnS - шоколадный. HgS (метакиноварь) - черный. HgS (киноварь) - красный. Sb2S3 - оранжевый. Bi2S3 - черный. Некоторые сульфиды при взаимодействии с кислотами-неокислителями образуют токсичный газ сероводород H2S с неприятным запахом (тухлых яиц): Na2S + 2HBr = 2NaBr + H2S S2- + 2H+ = H2S А некоторые устойчивы к разбавленным растворам HCl, HBr, HI, H2SO4, HCOOH, CH3COOH - к примеру CuS, Cu2S, Ag2S, HgS, PbS, CdS, Sb2S3, SnS и некоторые другие. Но они переводятся в раствор конц. азотной кислотой при кипячении (Sb2S3 и HgS растворяются тяжелее всего, причем последний гораздо
4. 4. быстрее растворится в царской водке): CuS + 8HNO3 =t= CuSO4 + 8NO2 + 4H2O Также сульфид-анион можно выявить, приливая раствор сульфида к бромной воде: S2- + Br2 = S↓ + 2Br- Образующаяся сера выпадает в осадок. 2.1.2. Качественная реакция на сульфат-анион SO4 2- . Сульфат-анион обычно осаждают катионом свинца, либо бария: Pb2+ + SO4 2- = PbSO4↓ Осадок сульфата свинца белого цвета. 2.1.3. Качественная реакция на силикат-анион SiO3 2- . Силикат-анион легко осаждается из раствора в виде стекловидной массы при добавлении сильных кислот: SiO3 2- + 2H+ = H2SiO3↓ (SiO2 * nH2O) 2.1.4. Качественные реакции на хлорид-анион Cl- , бромид-анион Br- , иодид-анион I- смотрите в пункте «качественные реакции на катион серебра Ag+ «. 2.1.5. Качественная реакция на сульфит-анион SO3 2- . При добавлении к раствору сильных кислот образуется диоксид серы SO2 - газ с резким запахом (запах зажженной спички): SO3 2- + 2H+ = SO2 + H2O 2.1.6. Качественная реакция на карбонат-анион CO3 2- . При добавлении к раствору карбоната сильных кислот образуется углекислый газ CO2, гасящий горящую лучинку: CO3 2- + 2H+ = CO2 + H2O 2.1.7. Качественная реакция на тиосульфат-анион S2O3 2- . При добавлении раствора серной или соляной кислоты к раствору тиосульфата образуется диоксид серы SO2 и выпадает в осадок элементарная сера S: S2O3 2- + 2H+ = S↓ + SO2 + H2O 2.1.8. Качественная реакция на хромат-анион CrO4 2- . При добавлении к раствору хромата раствора солей бария выпадает желтый осадок хромата бария BaCrO4, разлагающегося в сильнокислой среде: Ba2+ + CrO4 2- = BaCrO4↓ Растворы хроматов окрашены в желтый цвет. При подкислении раствора цвет изменится на оранжевый, отвечающий дихромат-аниону Cr2O7 2- : 2CrO4 2- + 2H+ = Cr2O7 2- + H2O Кроме того хроматы являются окислителями в щелочной и нейтральной средах (окислительные способности хуже, чем у дихроматов): S2- + CrO4 2- + H2O = S + Cr(OH)3 + OH- 2.1.9. Качественная реакция на дихромат-анион Cr2O7 2- . При добавлении к раствору дихромата раствора соли серебра образуется осадок оранжевого цвета Ag2Cr2O7: 2Ag+ + Cr2O7 2- = Ag2Cr2O7↓ Растворы дихроматов окрашены в оранжевый цвет. При подщелачивании раствора окраска изменяется на желтую, отвечающую хромат-аниону CrO4 2- : Cr2O7 2- + 2OH- = 2CrO4 2- + H2O Кроме того, дихроматы - сильные окислители в кислой среде. При внесении в подкисленный раствор дихромата какого-либо восстановителя окраска раствора изменится с оранжевого на зеленый, отвечающей катиону хрома (III) Сr3+ (в качестве восстановителя бромид-анион): 6Br- + Cr2O7 2- + 14H+ = 3Br2 + 2Cr3+ + 7H2O Эффектная качественная реакция на шестивалентный хром - темно-синее окрашивание раствора при добавлении конц. перекиси водорода в эфире. Образуется пероксид хрома состава CrO5. 2.2.0. Качественная реакция на перманганат-анион MnO4 - . Перманганат-анион «выдает» темно- фиолетовая окраска раствора. Кроме того, перманганаты - сильнейшие окислители, в кислой среде восстанавливаются до Mn2+ (фиолетовая окраска исчезает), в нейтральной - до Mn+4 (окраска исчезает, выпадает бурый осадок диоксида марганца MnO2) и в щелочной - до MnO4 2- (окраска раствора изменяется на темно-зеленый): 5SO3 2- + 2MnO4 - + 6H+ = 5SO4 2- + 2Mn2+ + 3H2O 3SO3 2- + 2MnO4 - + H2O = 3SO4 2- + 2MnO2↓ + 2OH- SO3 2- + 2MnO4 - + 2OH- = SO4 2- + 2MnO4 2- + H2O
5. 5. 2.2.1. Качественная реакция на манганат-анион MnO4 2- . При подкислении раствора манганата темно- зеленая окраска изменяется на темно-фиолетовую, отвечающую перманганат-аниону MnO4 - : 3K2MnO4(р.) + 4HCl(разб.) = MnO2↓ + 2KMnO4 + 4KCl + 2H2O 2.2.2. Качественная реакция на фосфат-анион PO4 3- . При добавлении к раствору фосфата раствора соли серебра выпадает желтоватый осадок фосфата серебра (I) Ag3PO4: 3Ag+ + PO4 3- = Ag3PO4↓ Аналогична реакция и к дигидрофосфат-аниону H2PO4 - . 2.2.3. Качественная реакция на феррат-анион FeO4 2- . Осаждение из раствора феррата бария красного цвета (реакция проводится в среде щелочи): Ba2+ + FeO4 2- =OH- = BaFeO4↓ Ферраты - сильнейшие окислители (сильнее перманганатов). Устойчивы в щелочной среде, неустойчивы в кислой: 4FeO4 2- + 20H+ = 4Fe3+ + 3O2 + 10H2O 2.2.4. Качественная реакция на нитрат-анион NO3 - . Нитраты в растворе не проявляют окислительных способностей. Но при подкислении раствора способны окислить, к примеру, медь (раствор подкисляют обычно разб. H2SO4): 3Cu + 2NO3 - + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 2.2.5. Качественная реакция на гексацианноферрат (II) и (III) ионы 4- и 3- . При приливании растворов, содержащих Fe2+ , образуется осадок темно-синего цвета (турнбулева синь, берлинская лазурь): K3 + FeCl2 = KFe + 2KCl (при этом осадок состоит из смеси KFe(II), KFe(III), Fe32, Fe43). 2.2.6. Качественная реакция на арсенат-анион AsO4 3- . Образование нерастворимого в воде арсената серебра (I) Ag3AsO4, имеющего цвет «кофе с молоком»: 3Ag+ + AsO4 3- = Ag3AsO4↓ Вот основные качественные реакции на анионы. Далее мы рассмотрим качественные реакции на простые и сложные вещества. 3. Качественные реакции на простые и сложные вещества. Некоторые простые и сложные вещества, как и ионы, обнаруживаются качественными реакциями. Ниже я опишу качественные реакции на некоторые вещества. 3.1.1. Качественная реакция на водород H2. Лающий хлопок при поднесении горящей лучинки к источнику водорода. 3.1.2. Качественная реакция на азот N2. Тушение горящей лучинки в атмосфере азота. При пропускании в раствор Ca(OH)2 осадок не выпадает. 3.1.3. Качественная реакция на кислород O2. Яркое загорание тлеющей лучинки в атмосфере кислорода. 3.1.4. Качественная реакция на озон O3. Взаимодействие озона с раствором иодидов с выпадением кристаллического иода I2 в осадок: 2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2↓ + O2 В отличии от озона кислород в данную реакцию не вступает. Полагается 3.1.5. Качественная реакция на хлор Cl2. Хлор – газ желто-зеленого цвета с очень неприятным запахом.При взаимодействии недостатка хлора с растворами иодидов в осадок выпадает элементарный иод I2: 2KI + Cl2 = 2KCl + I2↓ Избыток хлора приведет к окислению образовавшегося иода: I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl 3.1.6. Качественные реакции на аммиак NH3. Примечание: данные реакции не дают в школьном курсе. Однако, это самые надежные качественные реакции на аммиак. Почернение бумажки, смоченной в растворе соли ртути (I) Hg2 + : Hg2Cl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl + Hg + NH4Cl Бумажка чернеет из-за выделения мелкодисперсной ртути.
6. 6. Взаимодействие аммиака с щелочным раствором тетраиодомеркурата (II) калия K2 (реактив Несслера): 2K2 + NH3 + 3KOH = I · H2O↓ + 7KI + 2H2O Комплекс I · H2O бурого цвета (цвет ржавчины) выпадает в осадок. Две последние реакции являются самыми надежными на аммиак. Реакция аммиака с хлороводородом («дым» без огня): NH3 + HCl = NH4Cl 3.1.7. Качественная реакция на фосген (хлорокись углерода, карбонил хлорид) COCl2. Испускание белого «дыма» от бумажки, смоченной в растворе аммиака: COCl2 + 4NH3 = (NH2)2CO + 2NH4Cl 3.1.8. Качественная реакция на угарный газ (моноксид углерода) CO. Помутнение раствора при пропускании угарного газа в раствор хлорида палладия (II): PdCl2 + CO + H2O = CO2 + 2HCl + Pd↓ 3.1.9. Качественная реакция на углекислый газ (диоксид углерода) CO2. Тушение тлеющей лучинки в атмосфере углекислого газа. Пропускание углекислого газа в раствор гашеной извести Ca(OH)2: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O Дальнейшее пропускание приведет к растворению осадка: CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 3.2.1. Качественная реакция на оксид азота (II) NO. Оксид азота (II) очень чувствителен к кислороду воздуха, потому на воздухе буреет, окисляясь до оксида азота (IV) NO2: 2NO + O2 = 2NO2

2. Качественная реакция на алкены. Чтобы убедиться в наличии алкена, нужно пропустить его в раствор перманганата калия (реакция Вагнера) . В ходе реакции раствор обесцветится, выпадает бурый диоксид марганца MnO 2 (реакция на примере этилена):
3C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 4H 2 O --> 3CH 2 OH-CH 2 OH + 2KOH + 2MnO 2 ↓

Так же, алкены обесцвечивают бромную воду:
C 2 H 4 + Br 2 --> C 2 H 4 Br 2
Бромная вода обесцвечивается, образуется дибромпроизводное.

3. Качественная реакция на алкины. Алкины можно выявить и по реакции Вагнера или с помощью бромной воды:

3C 2 H 2 + 8KMnO 4 --> 3KOOC-COOK + 8MnO 2 ↓ + 2KOH + 2H2O
C 2 H 2 + 2Br 2 --> C 2 H 2 Br 4

Алкины с тройной связью у крайнего атома углерода реагируют с аммиачным раствором оксида серебра (гидроксид диаминсеребра (I)) (реактив Толленса) :
C 2 H 2 + 2OH ---> Ag 2 C 2 ↓ + 4NH 3 + 2H 2 O

Получившийся ацетиленид серебра (I) выпадает в осадок.
Алкины, у которых тройная связь в середине (R-C-=C-R) в эту реакцию не вступают.
Такая способность алкинов - замещать протон на атом металла, подобно кислотам - обусловлено тем, что атом углерода находится в состоянии sp-гибридизации и электроотрицательность атома углерода в таком состоянии такая же, как у азота. Вследствие этого, атом углерода сильнее обогощается электронной плотностью и протон становится подвижным.

4. Качественная реакция на альдегиды. Одна из самых интересных качественных реакций в органической химии - на альдегиды, предназначена исключительно для выявления соединений, содержащих альдегидную группу. К альдегиду приливают аммиачный раствор оксида серебра, реакция идет при нагревании:
CH 3 -CHO + 2OH -t-> CH 3 -COOH + 2Ag↓ + 4NH 3 + H 2 O
Если опыт проведен грамотно, то выделяющееся серебро покрывает колбу ровным слоем, создавая эффект зеркала. Именно поэтому реакция называется реакцией серебряного зеркала.
Примечание: реакцией серебряного зеркала также можно выявить метановую (муравьиную) кислоту HCOOH. При чем тут кислота, если мы говорим про альдегиды? Все просто: муравьиная кислота - единственная из карбоновых кислот, содержащая одновременно альдегидную и карбоксильную группы:

В ходе реакции метановая кислота окисляется до угольной, которая разлагается на углекислый газ и воду:
HCOOH + 2OH -t-> CO 2 + 2H 2 O + 4NH 3 + 2Ag↓
Помимо реакции серебряного зеркала существует также реакция с гидроксидом меди (II) Cu(OH) 2 . Для этого к свежеприготовленному гидроксиду меди (II) добавляют альдегид и нагревают смесь:
CuSO 4 + 2NaOH --> Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 ↓
CH 3 -CHO + 2Cu(OH) 2 -t-> CH 3 -COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O
Выпадает оксид меди (I) Cu 2 O - осадок красного цвета.

Еще один метод определения альдегидов - реакция с щелочным раствором тетраиодомеркурата (II) калия, известный нам из предыдущей статьи как реактив Несслера:
CH 3 -CHO + K 2 + 3KOH --> CH 3 -COOK + Hg↓ + 4KI + 2H 2 O

При добавлении альдегида к раствору фуксинсернистой кислоты раствор окрашивается в светло-фиолетовый цвет.

5. Качественные реакции на спирты. Спирты по количеству гидроксильных групп бывают одно-, двух-, многоатомными. Для одно- и многоатомных реакции различны.

Качественные реакции на одноатомные спирты:
Простейшая качественная реакция на спирты - окисление спирта оксидом меди. Для этого пары спирта пропускают над раскаленным оксидом меди. Затем полученный альдегид улавливают фуксинсернистой кислотой, раствор становится фиолетовым:
CH 3 -CH 2 -OH + CuO -t-> CH 3 -CHO + Cu + H 2 O

Спирты идентифицируются пробой Лукаса - конц. раствор соляной кислоты и хлорида цинка. При пропускании вторичного или третичного спирта в такой раствор образуется маслянистый осадок соответствующего алкилхлорида:
CH 3 -CHOH-CH 3 + HCl -ZnCl 2 -> CH 3 -CHCl-CH 3 ↓ + H2O
Первичные спирты в реакцию не вступают.

Еще одним известным методом является иодоформная проба:
CH 3 -CH 2 -OH + 4I 2 + 6NaOH --> CHI 3 ↓ + 5NaI + HCOONa + 5H 2 O

Качественные реакции на многоатомные спирты.
Наиболее известная качественная реакция на многоатомные спирты - взаимодействие их с гидроксидом меди (II). Гидроксид растворяется, образуется хелатный комплекс темно-синего цвета. Обратите внимание на то, что в отличии от альдегидов многоатомные спирты реагируют с гидроксидом меди (II) без нагревания. К примеру, при приливании глицерина образуется глицерат меди (II):

6. Качественные реакции на карбоновые кислоты. На карбоновые кислоты обычно подчеркивают образование цветных осадков с тяжелыми металлами. Но наиболее осуществимая качественная реакция на метановую кислоту HCOOH. При добавлении концентрированной серной кислоты H 2 SO 4 к раствору муравьиной кислоты образуется угарный газ и вода:
HCOOH -H 2 SO 4 -> CO + H 2 O
Угарный газ можно поджечь. Горит синем пламенем:
2CO + O 2 -t-> 2CO 2

Из многоосновных кислот рассмотрим качественную реакцию на щавелевую H 2 C 2 O 4 (HOOC-COOH). При добавлении к раствору щавелевой кислоты раствор соли меди (II) выпадет осадок оксалата меди (II):
Cu 2+ + C 2 O 4 2- --> CuC 2 O 4 ↓

Щавелевая кислота также, как и муравьиная, разлагается концентрированной серной кислотой:
H 2 C 2 O 4 --H 2 SO 4 -> CO + CO 2 + H 2 O

7. Качественные реакции на амины. На амины качественных реакций нет (за исключением анилина). Можно доказать наличие амина окрашиванием лакмуса в синий цвет. Если же амины нельзя выявить, то можно различить первичный амин от вторичного путем взаимодействия с азотистой кислотой HNO 2 . Для начала нужно ее приготовить, а затем добавить амин:
NaNO 2 + HCl --> NaCl + HNO 2
Первичные дают азот N 2 :
CH 3 -NH 2 + HNO 2 --> CH 3 -OH + N 2 + H 2 O

Вторичные - алкилнитрозоамины - вещества с резким запахом (на примере диметилнитрозоамина):
CH 3 -NH-CH 3 + HNO 2 --> CH 3 -N(NO)-CH 3 + H 2 O

Третичные амины в мягких условиях с HNO 2 не реагируют.

Анилин образует осадок при добавлении бромной воды:
C 6 H 5 NH 2 + 3Br 2 --> C6H 2 NH 2 (Br) 3 ↓ + 3HBr

Анилин также можно обнаружить по сиреневой окраске при добавлении хлорной извести.

8. Качественные реакции на фенол. Фенол лучше всего обнаруживает хлорид железа (III) - образуется фиолетовое окрашивание раствора. Это лучший метод обнаружения фенола, т.к. реакция очень чувствительна.

Также фенол наряду с анилином дает осадок желтоватого цвета при пропускании в водный раствор брома - 2,4,6 - трибромфенол:
C 6 H 5 OH + 3Br 2 --> C 6 H 2 OH(Br) 3 ↓ + 3HBr

Фенолы дают фенол-альдегидные смолы при реакции с альдегидом в кислой среде. При этом образуются мягкие пористые массы фенол-альдегидных смол (реакция поликонденсации) .

9. Качественная реакция на алкилхлориды. Вещества, содержащие хлор, могут окрашивать пламя в зеленый цвет. Для этого нужно обмакнуть медную проволоку в алкилхлориде и поднести к пламени (проба Бельштейна) .

10. Качественная реакция на углеводы. Большинство углеводов имеют альдегидные и гидроксильные группы, поэтому для них характерны все реакции альдегидов и многоатомных спиртов.
Существует способ, который помогает различить глюкозу от фруктозы - проба Селиванова . Для того, чтобы различить эти углеводы, к ним приливают смесь резорцина и соляной кислоты. Реагирует со смесью фруктоза, при этом раствор окрашивается в малиновый цвет.

Крахмал в присутствии иода окрашивается в темно-синий цвет. При нагревании окраска исчезает, при охлаждении появляется вновь.

11. Качественная реакция на белки. Белки выявляются в основном на реакциях, основанных на окрасках.
Ксантопротеиновая реакция. Данная реакция обнаруживает ароматические аминокислоты, входящие в белки (на примере тирозина):
(OH)C 6 H 4 CH(NH 2 )COOH + HNO 3 --H 2 SO 4 --> (OH)C 6 H 3 (NO 2 )CH(NH 2 )COOH↓ + H2O - выпадает осадок желтого цвета.
(OH)C 6 H 3 (NO 2 )CH(NH 2 )COOH + 2NaOH ---> (ONa)C 6 H 3 (NO 2 )CH(NH 2 )COONa + H2O - раствор становится оранжевым.

Обнаружение серосодержащих аминокислот:
Белок + (CH 3 COO) 2 Pb -NaOH-> PbS↓ (осадок черного цвета).

Биуретовая реакция для обнаружения пептидной связи (CO-NH):
Белок + CuSO 4 + NaOH --> красно-фиолетовое окрашивание.

Спецефический запах при горении:
Белок --обжиг--> запах паленой шерсти.

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.

Представим себе такую ситуацию:

Вы работаете в лаборатории и решили провести какой-либо эксперимент. Для этого вы открыли шкаф с реактивами и неожиданно увидели на одной из полок следующую картину. У двух баночек с реактивами отклеились этикетки, которые благополучно остались лежать неподалеку. При этом установить точно какой банке соответствует какая этикетка уже невозможно, а внешние признаки веществ, по которым их можно было бы различить, одинаковы.

В таком случае проблема может быть решена с использованием, так называемых, качественных реакций .

Качественными реакциями называют такие реакции, которые позволяют отличить одни вещества от других, а также узнать качественный состав неизвестных веществ.

Например, известно, что катионы некоторых металлов при внесении их солей в пламя горелки окрашивают его в определенный цвет:

Данный метод может сработать только в том случае, если различаемые вещества по разному меняют цвет пламени, или же одно из них не меняет цвет вовсе.

Но, допустим, как назло, вам определяемые вещества цвет пламени не окрашивают, или окрашивают его в один и тот же цвет.

В этих случаях придется отличать вещества с применением других реагентов.

В каком случае мы можем отличить одно вещество от другого с помощью какого-либо реагента?

Возможны два варианта:

• Одно вещество реагирует с добавленным реагентом, а второе нет. При этом обязательно, должно быть ясно видно, что реакция одного из исходных веществ с добавленным реагентом действительно прошла, то есть наблюдается какой-либо ее внешний признак — выпадал осадок, выделился газ, произошло изменение цвета и т.п.

Например, нельзя отличить воду от раствора гидроксида натрия с помощью соляной кислоты, не смотря на то, что щелочи с кислотами прекрасно реагируют:

NaOH + HCl = NaCl + H 2 O

Связано это с отсутствием каких-либо внешних признаков реакции. Прозрачный бесцветный раствор соляной кислоты при смешении с бесцветным раствором гидроксида образует такой же прозрачный раствор:

Но зато, можно воду от водного раствора щелочи можно различить, например, с помощью раствора хлорида магния – в данной реакции выпадает белый осадок:

2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl

2) также вещества можно отличить друг от друга, если они оба реагируют с добавляемым реагентом, но делают это по-разному.

Например, различить раствор карбоната натрия от раствора нитрата серебра можно с помощью раствора соляной кислоты.

с карбонатом натрия соляная кислота реагирует с выделением бесцветного газа без запаха — углекислого газа (СО 2):

2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2

а с нитратом серебра с образованием белого творожистого осадка AgCl

HCl + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl↓

Ниже в таблицах представлены различные варианты обнаружения конкретных ионов:

Качественные реакции на катионы

Качественные реакции на анионы

Анион	Воздействие или реактив	Признак реакции. Уравнение реакции
SO 4 2-	Ba 2+	Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах: Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
NO 3 −	1) Добавить H 2 SO 4 (конц.) и Cu, нагреть 2) Смесь H 2 SO 4 + FeSO 4	1) Образование раствора синего цвета, содержащего ионы Cu 2+ , выделение газа бурого цвета (NO 2) 2) Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II) 2+ . Окраска от фиолетовой до коричневой (реакция «бурого кольца»)
PO 4 3-	Ag +	Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: ­3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓
CrO 4 2-	Ba 2+	Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓
S 2-	Pb 2+	Выпадение черного осадка: Pb 2+ + S 2- = PbS↓
CO 3 2-		1) Выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ 2) Выделение бесцветного газа («вскипание»), вызывающее помутнение известковой воды: CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O
CO 2	Известковая вода Ca(OH) 2	Выпадение белого осадка и его растворение при дальнейшем пропускании CO 2: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2
SO 3 2-	H +	Выделение газа SO 2 с характерным резким запахом (SO 2): 2H + + SO 3 2- = H 2 O + SO 2
F −	Ca 2+	Выпадение белого осадка: Ca 2+ + 2F − = CaF 2 ↓
Cl −	Ag +	Выпадение белого творожистого осадка, не растворимого в HNO 3 , но растворимого в NH 3 ·H 2 O (конц.) : Ag + + Cl − = AgCl↓ AgCl + 2(NH 3 ·H 2 O) = } Статьи по теме Что такое Левиафан кто написал Жизнь после Белого дома: чем займётся Обама на пенсии Обама что с ним стало Какие упоминаются в фильмах "Звездные войны" планеты: названия, описание, интересные факты Звездные войны на земле Тефнут Тефнут как выглядела Формирование словаря антонимов у детей старшего дошкольного возраста с онр Логопедический утренник "Учимся говорить! « Где похоронен александр македонский Гурьянов, николай алексеевич Где похоронен николай гурьянов »