Практическая работа качественные реакции на катионы металлов

Обновлено: 19.05.2024

Практическая работа направлена на формирование и совершенствование умений распознавать вещества на основе знаний качественных реакций на ионы металлов в растворе.

Вложение	Размер
urok_kachestvennye_reaktsii_na_iony_metallov.docx	28.64 КБ
tematich_karta_k_uroku_kachestvennye_reaktsii_na_iony_metallov.docx	18.19 КБ
prezentatsiya_k_uroku_kachestvennye_reaktsii_na_iony_metallov.pptx	2.62 МБ

Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру

За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.

Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут

Предварительный просмотр:

ФИО Педагога: Андреева Наталья Владимировна

Номинация: Предметный урок в ТДМ с учащимися основной школе.

Тема урока : Качественные реакции на ионы металлов

Цель урока : актуализировать знания учащихся по определению ионов металлов в растворах их солей с помощью качественных реакций.

Дидактические материалы : тематическая карта урока, презентация к уроку.

Оборудование : компьютер, проектор, документ-камера, три пронумерованные пробирки с бесцветными растворами веществ – хлоридами натрия, бария, алюминия, растворы гидроксида натрия, серной кислоты, спиртовка, спички, раствор сульфата меди, загрязненный солью железа.

Краткая аннотация к уроку : данный урок предусматривает реализацию системно-деятельностного подхода на основе технологии деятельностного метода обучения Л. Г. Петерсон. Тип этого урока – практическая работа. На нем формируются такие понятия, как качественные реакции на ионы натрия, калия, бария, алюминия, железа, совершенствуются знания о правилах техники безопасности при работе с химическими реактивами и оборудованием.

Логическая основа урока

Методы анализа веществ. Качественные реакции на ионы металлов, распознавание ионов металлов в растворах их солей.

Предлагается три пробирки с бесцветными растворами: «Распознайте в какой пробирке какое вещество: NaCl, BaCl2, AlCl3».

«Я знаю качественные реакции на ионы предложенных металлов, но не знаю как действовать»

«Не могу распознать вещества, так как сомневаюсь в правильности своих действий»

«Я не знаю качественные реакции на ионы металлов»

«У меня нет образца, чтобы правильно выполнить опыт по распознаванию веществ»

«Я не знаю признаки качественных реакций»

Качественные реакции – это реакции, с помощью которых распознают определенные вещества.

Для определения ионов металлов в растворе необходимо соответствие признака реакции и соответствующего реактива.

Учитель организует актуализацию требований к ученику со стороны учебной деятельности, а также по установке тематических рамок и создает условия для возникновения внутренней потребности включения в учебную деятельность. (слайд № 1)

Высказывание: «Теория без практики мертва, практика без теории сверх того и пагубна». (Н.М.Крылов, математик)

- Сегодня у нас урок-практикум. Вы будете совершенствовать умения проводить опыты с веществами, растворами. Работать будем в «Тематических картах», положите их перед собой и подпишите сверху фамилию и имя.

2. Актуализация знаний и фиксация затруднений в пробном учебном действии .

-Мы поговорим с вами о том, что пригодится сегодня для выполнения практической работы.

-Правила охраны труда при работе в кабинете химии с растворами и стеклянной посудой, спиртовкой. (слайд № 2)

-Какие группы металлов и их соединений изучили?

-Какое значение имеют изученные металлы для практической деятельности человека и в природе?

Задание 1 (слайд № 3) : тест – соответствие (ион металла – применение, значение):

Ион металла Значение

Са 2+ гемоглобин, нормальная жизнедеятельность организма

раковины моллюсков, свертываемость крови, состав костей

бумажная промышленность, легкая промышленность

Аl 3+ баритовая каша – контраст при рентгеновском

исследовании желудочно-кишечного тракта

-Можно ли эти металлы по внешнему виду отличить друг от друга?

- В состав каких соединений входят изученные металлы? (оксиды, основания, соли)

- Какими они бывают по растворимости? (растворимые и нерастворимые)

- Что значит «растворимый»? (существует в виде ионов)

-Как же различить растворы, в составе которых есть ионы металлов?

Выполнение задания на пробное действие:

- С какой целью я предлагаю вам выполнение пробного действия? (Чтобы понять, что мы не знаем)

Задание2 (слайд № 4) : Демонстрируем 3 пробирки с бесцветными растворами хлоридов натрия, бария, алюминия. Распознайте, в какой пробирке, какое вещество.

-Поднимите руки, у кого нет результата. Кто не знает, как выполнить подобное задание? В чем ваше затруднение?

-Поднимите руки у кого есть какое-то предположение о выполнении этого задания? Вы можете обосновать свое решение? В чем ваше затруднение?

Какую проблему будем решать в ходе урока?

Проблема : Как распознать ионы металлов в растворах? (слайд № 5)

Акцентируем внимание на том, что будем исследовать эту проблему на практической работе «Качественные реакции на ионы металлов». (слайд № 6)

Запишите тему в тематическую карту.

Так как «теория без практики мертва, а практика без теории сверх того и пагубна» (обращаемся к девизу урока).

-При выполнении пробного задания у вас возникло затруднение. Какое?

Учащиеся проговаривают вслух:

-Поставьте перед собой цель , чтобы выйти из сложившегося затруднения и решить проблему урока (слайд № 7) (научиться распознавать растворы, содержащие ионы металлов, составить алгоритм распознавания)

-Какие предположения, гипотезы можно выдвинуть для решения проблемы? ( гипотеза: если знать качественные реакции и алгоритм определения катионов в растворе, то можно распознать растворы веществ) – (слайд № 8)

-По какому плану будете работать?

Учащиеся предлагают шаги плана исследования

Повторить качественные реакции на ионы металлов.
Провести исследование (каждый из предложенных растворов испытать реактивом).
Почему реакции идут до конца, т.е. зафиксировать признак реакции.
Сделать вывод – в какой пробирке какое вещество.
Составить отчет о проделанной работе (т.е. написать соответствующие уравнения реакций в молекулярном и ионном виде). – (слайд № 9)

Реализация построенного проекта

Организует реализацию построенного проекта в соответствии с планом. Организует работу в группах по 2-3 человека с фронтальным обсуждением результатов.

Самый доступный и распространенный метод определения качественного состава раствора – метод осаждения.

Какая таблица необходима для определения реакции на осаждение?

Задание 3 (слайд № 10, 11, 12) : Повторив теорию, используя данные таблицы растворимости заполняют колонку «Реактивы» в таблице в тематической карте

Белый молочный осадок

Белый желеобразный осадок, растворяется в избытке щелочи

Направляет действия учащихся в проведении экспериментального исследования – используется принцип «Делай как я». Выполняют исследование, результаты заносят в соответствующие колонки таблицы. Учитель заполняет такую таблицу на доске (кроме колонки «Уравнения реакций»).
Сделайте вывод: в какой пробирке какое вещество
Запишите необходимые уравнения в молекулярном и ионном виде . (слайды № 13, 14)

6. Первичное закрепление во внешней речи .

Организует усвоение учащимися нового способа действий с проговариванием во внешней речи.

Каким методом пользовались при проведении исследования?

Какая таблица помогала в исследовании?

Какие реактивы использовали для распознавания предложенных веществ?

Какие признаки реакций наблюдали в проведенных реакциях?

Что такое качественная реакция?

По какому алгоритму надо действовать при распознавании бесцветных растворов?

7 . Самопроверка по образцу .

А) Проверка заполнения тематической карты с помощью документ-камеры (одну карту учащегося или свой правильный вариант написанных уравнений реакций в молекулярном и ионном виде) с комментариями и необходимыми поправками. (слайд № 15)

Подведение итогов работы: достигли мы поставленных целей? Распознали бесцветные растворы солей?

Обращаемся к девизу урока: любая теория должна быть подтверждена практикой.

8. Включение в систему знаний и повторение

А) Предлагается выполнение следующего задания практической работы

Задание 4 (слайд № 16, 17) : Докажите опытным путем, что в растворе медного купороса содержится примесь сульфата железа (111). Результаты проведенного исследования оформите в виде таблицы (смотри выше).

Б) Дифференцированное опережающее задание: Ребята, которые занимаются на курсе дополнительного образования, получили опережающее задание.

Задание для группы: «Определить наличие ионов магния, кальция, натрия и железа в образце воды из реки Матыра. Пригодна ли эта вода для использования ее человеком?» (слайд № 18, 19, 20, 21) Заслушиваем отчет о проделанном исследовании воды из реки.

В) Предлагаем выполнить самостоятельную работу, тест

Установите соответствие между определяемым ионом и реагентом, с помощью которого этот ион можно определить.

Определяемый ион реагент

Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого можно различить вещества.

А) FeCL2(раствор) и FeCl3(раствор) 1) HCl

Б) Mg(NO3)2 и NaOH 2) KOH

B) CaCl2 и KCl 3) Na2CO3

Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком протекающей между ними реакции.

Реагирующие вещества признак взаимодействия

А) FeCl3 + KOH 1) выпадение осадка при приливании первых порций щелочи и его дальнейшее растворение при избытке щелочи

Б) CaCl2 + K2CO3 2) бурый осадок

В) Al(NO3)3 + NaOH 3) белый осадок

Осуществляется взаимопроверка (Обменяйтесь тематическими картами и проверьте по слайду работу друга) задания. (слайд № 22)

Г) Задание на практическое применение металлов, где используются качественные реакции на ионы металлов.

Задание 5 : Прочитайте текст и составьте схему «Использование качественных реакций на ионы металлов в хозяйственной деятельности человека».

«Соединения, содержащие в своем составе металлы, занимают определенное место среди фармацевтических препаратов. Знания качественных реакций и их признаков необходимы для установления подлинности лекарственных средств, содержащих в своем составе катионы металлов. Умение обнаружить ионы железа дает возможность судить о показателях состава крови и здоровье человека. Качественное исследование почвы на содержание ионов натрия и калия позволяют судить о росте и развитии растений. На основании данных химического анализа геологами ведутся поиски полезных ископаемых. На основе исследования изотопного состава метеоритов (в составе которых содержится, в том числе и железо) установлен возраст земной коры и солнечной системы. Наличие солей тяжелых металлов в сточных водах предприятий свидетельствует об их некачественной очистке».

Использование качественных реакций в хозяйственной деятельности человека: (слайд № 23)

9. Рефлексия учебной деятельности на уроке

Вернемся к проблеме нашего урока. Удалось нам ее решить? Подтвердили ли мы девиз нашего урока – теория без практики мертва, практика без теории пагубна. Как следует понимать эти слова ученого.

Используя прием «Фразеологизмы», оцените свою деятельность на уроке: (слайд № 24)

Выборочно спрашиваем, как оценивают свою работу учащиеся.

Сообщаем, что отметки за проделанную работу будут объявлены на следующем уроке после проверки отчетов по практической работе.

Домашнее задание (слайд № 25) : подготовиться к практической работе «Получение и свойства соединений металлов» стр. 84 учебника, ознакомиться с инструкцией , прописать необходимые уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. (слайд № 26)

Урок-лабораторная работа по теме «Качественные реакции на катионы и анионы» с использованием ЦОР

«Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции».

Создать условия для теоретического закрепления знаний и практического применения умений и навыков на примере проведения качественных реакций на ионы металлов и кислотных остатков.

Научить определять катионы и анионы.

Способствовать формированию понятия "качественная реакция", продолжить формирование умения записывать уравнения химических реакций в ионном виде.

Воспитывающие:

Способствовать развитию грамотной устной и письменной химической речи.

Формировать интерес к профессии лаборанта ;

Воспитание ответственности за проделанную работу.

Развивающие:

Создать условия для развития коммуникативной культуры, диалогической речи учащихся, прививать навыки работы с веществами.

Совершенствовать навыки работы с компьютером.

Способствовать формированию и развитию познавательного интереса

Решать проблемные ситуации;

Тип урока: урок – лабораторная работа

Организационная форма: беседа по проблемным вопросам, урок – лабораторная работа, рефлексия.

Средства обучения: таблицы, химическое оборудование и реактивы, компьютер, медиапроектор.

Программное обеспечение: компьютерная презентация к уроку.

Оборудование и реактивы: Три комплекта пронумерованных пробирок с веществами: I - № 1, 2, 3 - NaOH, NaCl ,HCl.

II - № 1, 2, 3 - BaCl2, Na2SO4 , Na2CO3.

III - № 1, 2, 3 - NaCl, MgCl2, AlCl3, а также склянки с растворами NaOH, HCl, BaCl2 , лакмус, метиловый оранжевый, чистые пробирки.

Для демонстрационного опыта: растворы нитрата серебра, хлорида натрия.

1. Организационный момент (1-2 мин).

Учитель организует внимание учащихся.

2. Овладение содержанием учебного материала (20 мин).

Как называются реакции, с помощью которых можно распознать вещества?

По каким признакам можно определить, что произошла химическая реакция?

Как называют вещества, с помощью которого проводят качественные реакции?

Понятие качественных реакций.

Качественные реакции - характерные реакции, используемые для идентификации различных веществ.

Идентификация в химии — установление тождества неизвестного соединения с другим известным.

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

Качественные реакции - это легко выполнимые, характерные химические реакции, при которых наблюдается появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, образование газа и др..

Для определения катионов и анионов есть таблицы, качественные реакции на многие ионы из этой таблицы мы уже знаем, с некоторыми нам еще предстоит познакомиться.

Основные качественные реакции на катионы и анионы представлены в таблице 1. (учебник - стр.13-14; таблица на стене кабинета)

Признак реакции

Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓

1) Выпадение осадка голубого цвета:

Cu 2+ + 2OH − = Cu(OH) 2 ↓

2) Выпадение осадка черного цвета:

Выпадение осадка черного цвета:

Выпадение белого осадка, не растворимого в HNO 3 , но растворимого в аммиаке NH 3 ·H 2 O:

2) Гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль) K 3 [Fe(CN) 6 ]

1) Выпадение белого осадка, зеленеющего на воздухе:

Fe 2+ + 2OH − = Fe(OH) 2 ↓

2) Выпадение синего осадка (турнбулева синь):

K + + Fe 2+ + [Fe(CN) 6 ] 3- = KFe[Fe(CN) 6 ] 4 ↓

2) Гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль) K 4 [Fe(CN) 6 ]

3) Роданид-ион SCN −

2) Выпадение синего осадка (берлинская лазурь):

K + + Fe 3+ + [Fe(CN) 6 ] 4- = KFe[Fe(CN) 6 ]↓

3) Появление интенсивно-красного (кроваво-красного) окрашивания:

Fe 3+ + 3SCN − = Fe(SCN) 3

Щелочь (амфотерные свойства гидроксида)

Выпадение белого осадка гидроксида алюминия при приливании небольшого количества щелочи:

OH − + Al 3+ = Al(OH) 3

и его растворение при дальнейшем приливании:

Al(OH) 3 + NaOH = Na[Al(OH) 4 ]

Выделение газа с резким запахом:

NH 4 + + OH − = NH 3 ↑ + H 2 O

Посинение влажной лакмусовой бумажки

Качественные реакции на анионы.

Воздействие или реактив

Признак реакции.

Уравнение реакции

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) [Fe(H 2 O) 5 NO] 2+ . Окраска от фиолетовой до коричневой (реакция «бурого кольца»)

Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде:

3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓

Выпадение желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCl:

Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓

Выпадение черного осадка:

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

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O

Известковая вода Ca(OH) 2

Выпадение белого осадка и его растворение при дальнейшем пропускании CO 2 :

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3 ) 2

Выделение газа SO 2 с характерным резким запахом (SO 2 ):

2H + + SO 3 2- = H 2 O + SO 2 ↑

Выпадение белого осадка:

Ca 2+ + 2F − = CaF 2 ↓

Выпадение белого творожистого осадка, не растворимого в HNO 3 , но растворимого в NH 3 ·H 2 O (конц.) :

AgCl + 2( NH 3 · H 2 O ) = [ Ag ( NH 3 ) + + Cl − + 2 H 2 O

Выпадение светло-желтого осадка, не растворимого в HNO 3 :

(осадок темнеет на свету)

Выпадение желтого осадка, не растворимого в HNO 3 и NH 3 ·H 2 O (конц.) :

Просмотр качественных реакций на ионы

Посмотрим, как проходят некоторые качественные реакции.

Определить наличие в растворе таких ионов как Li+, Na+, К+, Са2+, Sr2+ с помощью химического взаимодействия невозможно, так как эти ионы не могут быть связаны в растворе с образованием нерастворимого вещества.

Определить наличие в растворе катионов можно как с помощью химических реакций, так по окраски пламени. Катионы некоторых металлов при внесении их солей в пламя окрашивают пламя в определенный цвет.

Можно ли таким способом распознать нитрат лития и нитрат кальция? Почему?

Данный метод используют в том случае, если вещества по - разному меняют цвет, или одно вещество меняет цвет, а другое - нет.

Ионы, которые можно связать в растворе с образованием осадка можно обнаружит с помощью химических реакций, так например ионы серебра дают белый осадок хлорида серебра с ионами хлора: Аg+ +Cl-=AgCl.

– взаимодействие нитрата серебра с хлоридом натрия.

Некоторые ионы можно определить двумя способами и по химическому взаимодействию, и по цвету пламени. Например, ионы Ba2+ окрашивают пламя в желто-зеленый цвет, но также ионы Ba2+вступают в реакцию с анионами SO42- с образованием сульфата бария BaSO4:

Слайд 7 - качественная реакция на сульфат и сульфит – ионы.

Слайд – 8 – качественная реакция на галогениды.

Выполнение интерактивных заданий

Слайд – 9 – интерактивное задание – качественная реакция на карбонат-ион.

Слайд -10 – интерактивное задание – качественная реакция на фосфат – ион

Слайд – 11- интерактивное задание.

3.Решение экспериментальных задач – Лабораторные опыты.(18 мин).

Перед тем, как мы начнем практическую часть, надо вспомнить правила по технике безопасности.

Правила техники безопасности

1. Работать с кислотами и щелочами осторожно.

2. Ничего не пробовать на вкус.

3. В пробирку наливать не более 1 мл веществ.

4. Нюхать летучие вещества осторожно, направляя воздух рукой от пробирки к себе.

5. Не закрывать пробирку пальцем при взбалтывании в ней жидкости. Взбалтывать содержимое следует, держа пробирку за верхнюю часть и слегка покачивая.

6. Не наклоняться над пробиркой, так как брызги могут попасть в глаза.

7. После работы привести в порядок своё рабочее место.

Слайд 13. Задача 1.

В трех пронумерованных пробирках под №1 , №2 и №3 находятся растворы гидроксида натрия, хлорида натрия и соляной кислоты. Распознать данные вещества.

Для решения данной задачи нужно использовать один реактив – индикатор (метиловый оранжевый или лакмус).

Разработка лабораторного практикума по химии «Качественные реакции на катионы и анионы» с использованием капельного метода для проведения практических работ с учащимися 9 класса

В химии применяют очень много способов проведения химических реакций. В школьном лабораторном химическом практикуме, как правило, используется только один из способов проведения реакций – в пробирках. Проводя опыты капельным методом, можно сэкономить время, реактивы, отчетливо увидеть ход реакции. Конечно, не все реакции из школьного курса можно проводить на бумаге и стекле, а только те, которые дают в результате окрашенные продукты, либо кристаллическое вещество.

Химический эксперимент на бумаге, на стекле позволит экономить реактивы, время учителя на уроке, время лаборанта, затраченное на мытье химической посуды, значительно уменьшится расход воды, меньше отходов химического эксперимента попадет в окружающую среду, что способствует решению экологических проблем.

Капельный метод - это химический эксперимент, в котором определяемое вещество и реагент - берут в виде капли раствора и проводят реакцию на фильтровальной бумаге или предметном стекле.

Данный практикум объединяет практические работы для учащихся 9 класса, которые проводятся после изучения разделов: «Металлы» и «Неметаллы». При выполнении практических работ №1 и №2, у учащихся закрепляется знание качественных реакций катионов и анионов, формируются навыки проведения капельных реакций. Также в практикум целесообразно включить практическую работу по решению экспериментальных задач. Такие задачи способствуют развитию мышления и творческих способностей учащихся. Экспериментальные задачи предлагаются в четырех вариантах, чтобы за одной партой ученики выполняли различные задания, которые могут варьироваться с учетом возможностей каждого ученика.

Практическая работа №1.

Качественное определение катионов металлов в растворах.

Опыт 1. Качественное определение Ca 2+ в растворах.

Цель: научиться определять катионы Ca 2+ в растворах.

Реактивы и оборудование: растворы: соль Ca 2+ , разбавленная H ₂ SO ₄ ; стеклянные трубочки, предметное стекло, стеклянные палочки.

Последовательность выполнения опыта.

1. На предметное стекло нанести 1-2 капли раствора соли Ca 2+ .

2. Добавить 1-2 капли разбавленной H ₂ SO ₄ .

3. Отметьте характерный признак реакции.

4. Составьте уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

5. Оформите отчёт по работе и сделайте выводы.

Опыт 2. Качественное определение Ba 2+ в растворах.

Цель: научиться определять катионы Ba 2+ в растворах.

Реактивы и оборудование: растворы: соль Ba 2+ , разбавленная H ₂ SO ₄ ; стеклянные трубочки, предметное стекло, стеклянные палочки.

1. На предметное стекло нанести 1 каплю раствора соли Ba 2+ .

2. Добавить 1 каплю разбавленной H ₂ SO ₄ .

Опыт 3. Качественное определение Al 3+ в растворах.

Цель: научиться определять катионы Al 3+ в растворах.

Реактивы и оборудование: растворы: соль Al 3+ , щелочь; стеклянные трубочки, предметное стекло, стеклянные палочки.

1. На предметное стекло нанести 1-2 капли раствора соли Al 3+ .

2. Добавить 1 каплю щелочи.

Опыт 4. Качественное определение Cu 2+ в растворах.

Цель: научиться определять катионы Cu 2+ в растворах.

Реактивы и оборудование: растворы: соль Cu 2+ , щелочь; стеклянные трубочки, предметное стекло, стеклянные палочки.

1. На предметное стекло нанести 2 капли раствора соли Cu 2+ .

Опыт 5. Качественное определение Fe 2+ в растворах.

Цель: научиться определять катионы Fe 2+ в растворах.

Реактивы и оборудование: растворы: соль Fe 2+ , красная кровяная соль K ₃ [ Fe ( CN )₆]; стеклянные трубочки, предметное стекло, стеклянные палочки.

1. На предметное стекло нанести 1каплю раствора соли Fe 2+ .

2. Добавить 1 каплю K ₃ [ Fe ( CN )₆].

Опыт 6. Качественное определение Fe 3+ в растворах.

Цель: научиться определять катионы Fe 3+ в растворах.

Реактивы и оборудование: растворы: соль Fe 3+ , жёлтая кровяная соль K ₄ [ Fe ( CN )₆]; стеклянные трубочки, предметное стекло, стеклянные палочки.

1. На предметное стекло нанести 1 каплю раствора соли Fe 3+ .

2. Добавить 1 каплю K ₄ [ Fe ( CN )₆].

Практическая работа №2.

Качественное определение анионов кислотных остатков

в растворах.

Опыт 1. Качественное определение SO ₄ 2- в растворах.

Цель: научиться определять анионы SO ₄ 2- в растворах.

Реактивы и оборудование: растворы: сульфата металла, хлорида бария ( BaCl ₂ ); стеклянные трубочки, предметное стекло, стеклянные палочки.

1. На предметное стекло нанести 1 каплю раствора сульфата металла.

2. Добавить 1 каплю BaCl ₂ .

Опыт 2. Качественное определение S 2- в растворах.

Цель: научиться определять анионы S 2- в растворах.

Реактивы и оборудование: растворы: сульфида металла, сульфата меди; стеклянные трубочки, предметное стекло, стеклянные палочки.

1. На предметное стекло нанести 1 каплю раствора S 2- .

2. Добавить 1 каплю CuSO ₄ .

Опыт 3. Качественное определение галогенид-ионов ( Cl - , Br - , I - ) в растворах.

Цель: научиться определять анионы Cl - , Br - , I - в растворах.

Реактивы и оборудование: растворы: хлорида металла, бромида металла, йодида металла, нитрата серебра; стеклянные трубочки, предметное стекло, стеклянные палочки.

1. Каждую реакцию проводите на отдельном предметном стекле.

2. На предметное стекло нанести по 1 капле раствора Cl - , Br - , I - .

3. Добавить по 1 капле AgNO ₃ к каждому раствору.

4. Отметьте характерный признак реакции.

5. Составьте уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

6. Оформите отчёт по работе и сделайте выводы.

Практическая работа 3.

Экспериментальные задачи по качественному анализу

катионов и анионов в растворах.

Цель: научиться определять катионы H + , Ca 2+ , Ba 2+ , Al 3+ , Cu 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ и анионы OH - , S 2- , SO ₄ 2- , Cl - , Br - , I - в растворах с помощью качественных реакций.

Оборудование: предметные стекла, стеклянные трубочки, пипетки, баночки-капельницы, стеклянные палочки.

набор растворов реагентов (на каждом лабораторном столе): Na ОН, AgNO ₃ , K ₃ [ Fe ( CN )₆]₂ , K ₄ [ Fe ( CN )₆]₃, CuCl ₂ , Ba ( OH )₂, H ₂ SO ₄ .

набор растворов веществ для анализа (индивидуальный для каждого ученика в зависимости от варианта):

Вариант 1: AlCl ₃ , FeCl ₂ , NaI , йодоводородная кислота и растворы NaCl , Na ₂ S , Na ₂ SO ₄ в пронумерованных пробирках без этикеток;

Вариант 2: FeCl ₂ , BaCl ₂ , NaBr , бромоводородная кислота и растворы AlCl ₃ , FeCl ₃ , CuCl ₂ в пронумерованных пробирках без этикеток;

Вариант 3: CuCl ₂ , CaCl ₂ , Na ₂ SO ₄ , серная кислота и растворы Ba ( NO ₃ )₂, Fe ( NO ₃ )₃, Al ( NO ₃ )₃ в пронумерованных пробирках без этикеток;

Вариант 4: FeCl ₃ , BaCl ₂ , NaCl , соляная кислота и растворы CuSO ₄ , Cu ( NO ₃ )₂, CuCl ₂ в пронумерованных пробирках без этикеток.

Практическая работа №2 Качественные реакции на катионы и анионы

Цель: провести качественные реакции на катионы анионы и ознакомиться с их внешними проявлениями.

Внимательно посмотрите видео опыты.

Заполните таблицу 1 (оформите таблицу в альбомной ориентации)

Таблица 1 – Качественные реакции на катионы и анионы

Наблюдения (что видели?)

Уравнение реакции (молекулярное)

Опыт №1 Определение катионов Li + , Na + , K + , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Cu 2+ окрашиванием цвета пламени

В этом опыте реакцию писать не нужно

Опыт №2 Определение катионов Fe 2+ , Fe 3+

Опыт №3 Определение катионов Cu 2+

Опыт №4 Определение анионов Cl - , Br - , I -

Опыт №5 Определение анионов PO₄ 3-

Опыт №6 Определение анионов SO₄ 2-

Опыт №7 Определение анионов CO₃ 2- и SiO₃ 2-

Опыт №8 Определение анионов NO₃ -

Опыт №9 Определение анионов S 2-

Теоретическая часть

Одно из важнейших применений химии – анализ веществ. Химический анализ подразделяется на качественный и количественный. Качественным анализом производится идентификация вещества и устанавливают наличие в нём тех или иных примесей. Количественным анализом устанавливается конкретное содержание основного вещества и примесей. Качественный анализ предшествует количественному определению примесей. Качественный анализ отвечает на вопрос «что?» (присутствует в веществе), а количественный – на вопрос «сколько?».

Качественный анализ неорганической веществ основан на обнаружении в растворах этих веществ катионов и анионов с помощью характерных качественных реакций. Не все химические реакции пригодны для качественного анализа. Характерной называют реакцию, сопровождающуюся изменением окраски, выпадением осадка, растворением осадка или выделением газа. Характерная качественная реакция является селективной, т.е. с ее помощью данный элемент обнаруживается в присутствии большого числа других элементов.

Важной характеристикой качественной реакции является ее чувствительность. Чувствительность выражается наименьшей концентрацией раствора, при которой данный элемент еще может быть уверенно обнаружен без предварительной обработки раствора с целью увеличения его концентрации.

В качественном анализе аналитические реакции делят на групповые - это реакции, протекающие под действием так называемого группового реактива, и, дающие сходный внешний эффект с несколькими ионами, а также специфические - реакции, которые позволяют обнаружить данный ион в присутствии других ионов. С помощью групповых реакций та или иная аналитическая группа катионов (анионов) может быть отделена от раствора осаждением.

В химическом анализе неорганических соединений, как правило, исследуют водные растворы, в которых вещества находятся в диссоциированном состоянии. Поэтому качественный анализ соли заключается в обнаружении или, как говорят, открытии, отдельных катионов и анионов. Для удобства обнаружения ионы делят на аналитические группы. В кислотно-основном методе различают шесть аналитических групп катионов и три - анионов.

Качественные реакции на катионы и анионы

Здесь приведена достаточно полная информация о качественных реакциях на неорганические вещества, которая поможет обучающимся и студентам при выполнении исследователских работ, а также практических работ по аналитической химии.

Просмотр содержимого документа
«Качественные реакции на катионы и анионы»

Характерные реакции на ионы
КАТИОНЫ

Реактив, уравнение реакции, признаки присутствия данного катиона, открываемый минимум (чувствительность реакции)

В нейтральной или уксуснокислой среде:

1) Кобальтинитрит натрия Na₃[Co(NO₂)₆] образует желтый кристаллический осадок:

Микрокристаллоскопическая реакция с Na₂Pb[Cu(NO₂)₆] – образуются черные кристаллы кубической формы (открываемый минимум - 0,15 мг К + ; предельное разбавление 1:7,5 . 10 4 ).

2) Окрашивает пламя в фиолетовый цвет.

1) Микрокристаллоскопическая реакция с цинкуранилацетатом Zn(UO₂)₃(C₂H₃O₂)₈ – образуется зеленовато-желтый кристаллический осадок, имеющий форму тетраэдров или октаэдров; открываемый минимум - 12,5 мг Na + ; предельное разбавление 1:5 . 10 3

2) Окрашивание пламени – желтое

1) При действии щелочей при нагревании выделяется аммиак, который обнаруживают по характерному запаху, по посинению влажной лакмусовой бумаги или по почернению фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли ртути (I).

2) Реактив Несслера K₂[HgI₄] в щелочной среде образует оранжево-коричневый осадок;

1) Магнезон–I (или Магнезон–II) в отсутствие NH₄ + дают синее окрашивание;

2) Оксихинолин (при рН = 10 – 12) дает зеленовато-желтый кристаллический осадок (чувствительность реакции - 0,1 мг иона магния)

3) Карбонаты щелочных металлов дают белый осадок карбоната магния, легко растворимый в кислотах: Mg 2+ + CO₃ 2- → MgCO₃

1) Окрашивает пламя в кирпично-красный цвет.

2) Щавелевокислый аммоний (оксалат аммония) в уксуснокислом растворе образует белый кристаллический осадок (в отсутствие Ва 2+ и Sr 2

3) Микрокристаллоскопическая реакция с H₂SO₄: характерная форма кристаллов в виде длинных игл или пластинок (чувствительность - 0,1 мг Са 2+ )

1) В уксуснокислой среде хромат калия К₂СrО₄ или К₂Cr₂O₇ + CH₃COONa дают ярко-желтый осадок хромата бария.

2) Серная кислота и ее соли образуют белый кристаллический осадок сульфата бария, нерастворимого в кислотах и щелочах:

Гипсовая вода (насыщенный раствор СаSO₄) с Ва 2+ на холоде вызывает медленное образование осадка (тогда как для ее взаимодействия с ионами Sr 2+ требуется нагревание).

3) Окрашивает пламя в желто-зеленый цвет.

1) Гидроксиды щелочных металлов образуют белый студенистый осадок Al(OH)₃, растворимый в кислотах с образованием соли соответствующей кислоты; он также растворим в растворах щелочей с образованием комплексных ионов [Al(OH)₄] - :

Al 3+ + 3OH - → Al(OH)₃ Al(OH)₃ + OH - → [Al(OH)₄] -

(Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства)

В отличие от гидроксида цинка, Al(OH)₃ не растворяется в NH₄OH.

2) Прокаливание гидроксида алюминия с солью кобальта дает синее окрашивание («тенарову синь»- Со(AlO₂)₂).

3) Оксихинолин дает желтый осадок; Ализарин красный S, Хинализарин или Алюминон - красные осадки.

1) Окислители (например, перманганат калия, пероксид водорода, бромная вода) превращают зеленые или фиолетовые соединения хрома (III) в соединения хрома (VI)- хроматы СrO₄ 2 - (желтого цвета) в щелочной среде или дихроматы Cr₂O₇ 2- (оранжевого цвета) в кислой среде.

2) Гидроксиды щелочных металлов образуют серо-голубой осадок Сr(OH)₃, проявляющий амфотерные свойства - растворяется в растворах кислот и в избытке щелочей и NH₄OH.

1) Гексацианоферрат (II) калия K₄[Fe(CN)₆] (желтая кровяная соль) образует темно-синий осадок берлинской лазури;

4K₄[Fe(CN)₆] + 4Fe 3+ →12К + + 4КFe III [Fe II (CN)₆]

2) Гидроксиды щелочных металлов и NH₄OH образуют гидроксид железа (III) красно-бурого цвета, растворимый в кислотах и нерастворимый в избытке щелочей (отличие от гидроксидов алюминия и хрома).

Fe 3+ + 3OH - → Fe(OH)₃

3) Роданид калия или аммония вызывает кроваво-красное окрашивание раствора

1) Гексацианоферрат (III) калия K₃[Fe(CN)₆] (красная кровяная соль) образует темно-синий осадок турнбуллевой сини;

3K₃[Fe(CN)₆] + 3Fe 2+ → 3KFe II [Fe III (CN)₆] + 6K +

Недавно было установлено, что берлинская лазурь и турнбуллева синь – это одно и то же вещество, т.к. комплексы, образующиеся в данных реакциях находятся между собой в равновесии:

KFe III [Fe II (CN)₆] ↔ KFe II [Fe III (CN)₆]

1) Гидроксиды щелочных металлов образуют белый амфотерный осадок Zn(OH)₂, который растворим в NH₄OH c образованием комплексных соединений:

При прокаливании гидроксида цинка с соединениями кобальта образуется окрашенная в зеленый цвет масса – «риманова зелень», представляющая собой цинкат кобальта СоZnO₂.

2) H₂S при рН = 2,2 дает белый осадок ZnS

1) Гидроксид натрия образует бледно-зеленый студенистый осадок Ni(OH)₂; . Осадок растворим в кислотах и в NH₄OH и нерастворим в избытке щелочи.

2) Сероводород не осаждает NiS из сильнокислых растворов; черный осадок сульфида никеля образуется только при рН 4 – 5.

3) Диметилглиоксим (реактив Чугаева) образует красно-фиолетовый осадок;

1) Соляная кислота дает белый творожистый осадок, растворимый в аммиаке, при подкислении HNO₃ аммиачного раствора снова выпадает белый осадок;

Ag + + Cl - → AgCl

2) Сероводород осаждает черный сульфид серебра;

1) Растворы солей Сu 2+ окрашены в голубой цвет; Cu 2+ окрашивает пламя в зеленый цвет.

2) Сероводород образует черный осадок сульфида меди CuS; Осадок нерастворим в соляной и серной кислотах, но растворяется в горячей концентрированной НNO_3.

3) Гидроксиды щелочных металлов осаждают голубой осадок Сu(OH)₂, который при нагревании дегидратируется и превращается в черный осадок оксида меди CuO:

Cu 2+ + 2OH - → Cu(OH)₂

Гидроксид меди растворяется в концентрированных растворах аммиака, образуя аммиакат меди интенсивно синего цвета (реактив Швейцера; растворяет целлюлозу):

Реактив, уравнение реакции, признаки присутствия данного аниона, открываемый минимум (чувствительность реакции)

1) AgNO₃ не образует осадка, т.к. фторид серебра растворим в воде (в отличие от других галогенидов серебра).

2) Хлорид кальция дает белый осадок фторида кальция.

1) В азотнокислой среде AgNO₃ дает белый осадок, растворимый в NH₄OH. Открываемый минимум - 1 мг Cl - , предельное разбавление 1:10 5 .

1) В азотнокислой среде AgNO₃ образует светло-желтый осадок. Чувствительность реакции - 20 мг Br - , предельное разбавление 1:2 . 10 5 .

2) Хлорная вода окисляет бромид-анион до свободного брома, который окрашивает органический растворитель в соломенно-желтый цвет. Фуксин, обесцвеченный гидросульфитом, окрашивается свободным бромом в синий цвет. Чувствительность реакции 50 мг Br - .

1) Нитрат серебра образует темно-желтый осадок AgI, нерастворимый в растворах HNO₃, и NH₄OH (в отличие от хлоридов и бромидов серебра, растворимых в аммиаке).

2) Хлорная вода окисляет йодид-анион до йода: 2I - + Cl₂ → I₂ + 2Cl -

3) Открываемый минимум - 40 мг I - ; предельное разбавление 1:2,5 . 10 4 Выделившийся йод можно открыть с помощью крахмала, который окрашивается йодом в синий цвет, или, взбалтывая раствор с органическим растворителем, который приобретает красновато-фиолетовую окраску. При прибавлении избытка хлорной воды окраска исчезает, т.к. свободный йод окисляется до бесцветной йодноватой кислоты:

Другие окислители (перманганат калия, дихромат калия и др.) в кислом растворе также окисляют йодид-анион до йода:

2MnO₄ - + 10I - + 16H + → 2Mn 2+ + 5I₂ + 8H₂O

1) Хлористоводородная и др. кислоты при взаимодействии с сульфидами выделяют сероводород, который имеет запах тухлых яиц:

S 2- + 2H + → H₂S

2) Сульфид-анион с катионами многих тяжелых металлов образует разноцветные осадки: ZnS (белый), CdS (желтый), CuS, PbS, NiS (черный), HgS (красный) и др.

3) Нитропруссид натрия в щелочном растворе дает красно-фиолетовое окрашивание.

1) Йодная вода или раствор перманганата калия обесцвечивается.

2) Разбавленные минеральные кислоты выделяют сернистый газ SO₂, который обесцвечивает раствор KMnO₄ или йода.

1) Хлорид бария дает белый осадок, нерастворимый в HNO₃:

1) Минеральные кислоты разлагают карбонаты (и гидрокарбонаты) с образованием углекислого газа СO₂, который с известковой водой образует белый осадок:

1) Минеральные кислоты выделяют гель кремниевой кислоты

1) При растирании в ступке уксуснокислой соли с гидросульфатом калия появляется характерный запах уксусной кислоты (сильная кислота вытесняет из соли слабую):

2) Хлорид железа (III) дает на холоде интенсивно-красное окрашивание (вследствие гидролиза до основной соли), при нагревании бурый осадок (образуется конечный продукт гидролиза - гидроксид железа (III)).

3) Этиловый спирт (в присутствии концентрированной Н₂SO₄) образует сложной эфир, имеющий специфический фруктовый запах.

Читайте также: