1. Зміст Визначення характеру середовища водних розчинів речовин. індикатори Якісні реакції на неорганічні...

Зміст

1. Визначення характеру середовища водних розчинів речовин. індикатори
2. Якісні реакції на неорганічні речовини і іони. катіони
3. Якісні реакції на аніони
4. Ідентифікація органічних сполук
5. Проба на фарбування полум'я
6. шпаргалка
7. Завдання для самоперевірки

Визначення характеру середовища водних розчинів речовин. індикатори

У шкільному курсі хімії знайомство учнів з індикаторами зводиться в основному до лакмусу, метилового помаранчевого і фенолфталеину. Тим часом хімічних індикаторів набагато більше.

Наведемо одне з найбільш загальних визначень індикатори: індикатор - це речовина, що вказує на стан системи або на момент, в який система досягає необхідного рівноваги. Для хіміків важливо, що індикатор своїм станом показує наявність достатньої концентрації визначається речовини.

Щоб індикатором можна було користуватися на практиці, зміна його стану повинно легко фіксуватися. Як правило, індикатори під впливом визначається речовини змінюють колір, іноді - агрегатний стан, флуоресцируют. Існують індикатори кислотно-основні (рН-індикатори), окислювально-відновні (редокс-індикатори), а також індикатори на якийсь певний речовина або групу речовин. Основний принцип роботи індикатора - взаємодія з обумовленою речовиною з утворенням форми, що має інші властивості, ніж вихідна.

Зокрема, pH-індикатори являють собою органічні кислоти, підстави чи солі. Наприклад, метиловий оранжевий - це органічна підстава Льюїса жовтого кольору, яке під дією кислоти (іонів Н +) перетворюється в сіль червоного кольору:

Реакція оборотна: при додаванні лугу до солі іони Н +, пов'язані з атомами азоту, будуть взаємодіяти з іонами ОН- з утворенням молекул води і рівновага зрушиться в бік підстави. Тому при подщелачивании метиловий оранжевий знову стане жовтим.

Принцип дії фенолфталеїну приблизно такий же. Фенолфталеїн - безбарвний лактон, який утворює під дією підстави малиновий аніон кислоти:

Нижче наведені різні індикатори, однак для шкільного курсу хімії досить знати такі індикатори як лакмус, метиловий оранжевий і фенофталеін:

Якісні реакції на неорганічні речовини і іони. катіони

Якісний аналіз - розділ аналітичної хімії, присвячений встановленню якісного складу речовин, тобто виявлення елементів і утворених ними іонів, що входять до складу і простих, і складних речовин. Роблять це за допомогою хімічних реакцій, характерних для даного катіона або аніона, що дозволяють виявити їх як в індивідуальних речовинах, так і в сумішах.

Завданням якісного аналізу є вивчення методів, за допомогою яких встановлюють, які хімічні елементи входять до складу аналізованої проби.

Хімічні методи аналізу засновані на застосуванні характерних хімічних реакцій для відкриття складових частин речовини. Застосовувані для цих реакції речовини називаються реактивами.

Відповідно до теорії електролітичноїдисоціації реакції протікають між іонами електролітів, що утворюються у водних розчинах. Відбуваються при цьому хімічні процеси називаються аналітичними реакціями.

Вони супроводжуються характерними зовнішніми ознаками, легко сприймаються нашими органами чуття:

· Виділення газу

· Зміна забарвлення розчину

· Випадання осаду

· Розчинення осаду

· Утворення кристалів характерної форми

У перших чотирьох випадках за протіканням реакції спостерігають візуально, кристали розглядають під мікроскопом

Для отримання правильних результатів необхідні реакції, виконання яких не заважають інші присутні іони. Для цього потрібні специфічні (взаємодіючі тільки з визначеним іоном) або хоча б селективні (виборчі) реагенти.

Прикладом реакції за участю специфічного реагенту є виділення газоподібного NH3 при дії сильних підстав (KOH або NaOH) на речовину, що містить іон NH4 +. Жоден катіон не завадить виявлення іона NH4 +, тому що тільки він реагує з лугами з виділенням NH3.

Діметілгліоксім (реагент Чугаева) є прикладом селективного реагенту: в лужному середовищі він реагує з іонами Ni2 +, Co2 +, Fe2 +, а в кислому - тільки з іонами Pd2 +.

На жаль, селективних, тим більш специфічних реагентів дуже мало, тому при аналізі складної суміші доводиться вдаватися до маскування іонів, що заважають, переводячи їх в реакційно інертну форму, або, частіше, до поділу суміші катіонів або аніонів на складові частини, звані аналітичними групами. Роблять це за допомогою спеціальних (групових) реагентів, які з рядом іонів, реагуючи в одних і тих же умовах, утворюють сполуки з близькими властивостями - малорозчинні опади або стійкі розчинні комплекси. Це і дає змогу розподілити складну суміш на більш прості складові частини.

Існує кілька схeм поділу катіонів на аналітичні групи за допомогою групових реагентів. Одна з них заснована на використанні відмінностей в розчинності хлоридів, сульфатів і гідроксидів. Діючи на суміш катіонів в строго визначеному порядку розчинами HCl, H2SO4, NH3 і NaOH (групові реагенти), можна розділити містяться в суміші катіони на 6 аналітичних груп. Цю схему називають кислотно-лужний по іменах використовуваних в ній групових реагентів.

Дивіться якісні реакції на катіони в таблиці нижче:

Якісні реакції на аніони

Аніони не мають загальновстановленого поділу на групи, число яких значно варіює в різних схемах аналізу. Зазвичай аніони класифікують за ознакою розчинності солей і за ознакою окислювальному-відновної активності.

Групові реагенти в аналізі аніонів служать тільки для їх виявлення (на відміну від катіонів, де такі реактиви служать і для поділу).

Дивіться якісні реакції на аніони в таблиці нижче:

Ідентифікація органічних сполук

Органічна хімія, як ви знаєте, це хімія вуглеводнів і їх похідних.

До складу вуглеводнів входять елементи вуглець і водень. У складі похідних вуглеводнів крім вуглецю і водню можуть міститися кисень, азот, сірка, галогени та інші елементи.

Для виявлення в складі органічної сполуки тих чи інших елементів потрібно руйнування його молекули і переклад складових його елементів в найпростіші з'єднання.

Аналіз елементного складу може проводитися як якісне визначення елементів, що входять до складу органічних сполук (С, Н, О, N, S, Cl), так і кількісне, що показує процентний вміст кожного елемента в аналізованому органічному поєднанні.

Присутність тих чи інших елементів в органічному поєднанні може бути виявлено різними методами якісного аналізу.

Галогени, наприклад, можна виявити якісної пробою Бейльштейна по зміні забарвлення полум'я при внесенні мідного дроту з пробою аналізованого речовини в полум'я газового пальника, що пояснюється утворенням летких при високій температурі галогенідів міді. Ця проба чутлива навіть на присутність слідів галогену в органічних сполуках.

Проба на фарбування полум'я

Ряд елементів забарвлює полум'я в характерний колір, якщо під впливом тепла в полум'я з'являються окремі атоми цих елементів. У деяких елементів атоми відокремлюються вже при першому зануренні в полум'я, у інших для цього потрібна обробка кислотою. Якщо у визначнику немає інших спеціальних вказівок, то уламок мінералу треба змочити краплею розведеної соляної кислоти, яка наноситься за допомогою скляної палички або піпетки, а потім прожарити.

При здійсненні електроном квантового стрибка з однієї дозволеної орбіталі на іншу атом випромінює світло. А оскільки енергетичні рівні атомів двох елементів різні, світло, що випускається атомом одного елемента, буде відрізнятися від світла, що випускається атомом іншого. Це положення лежить в основі науки, яку ми називаємо спектроскопией.

На цьому ж положенні (що атоми різних елементів випромінюють світло різної довжини хвилі) заснована проба на фарбування полум'я в хімії. При нагріванні в полум'ї газового пальника розчину, що містить іони одного з лужних металів (тобто одного з елементів першої колонки періодичної системи Менделєєва), полум'я забарвиться в певний колір залежно від того, який метал присутній в розчині. Наприклад, яскраво-жовтий колір полум'я видає присутність натрію, фіолетовий - калію, а кармін-червоний - літію. Відбувається це забарвлення полум'я так: зіткнення з гарячими газами полум'я переводить електрони в збуджений стан, з якого вони повертаються у вихідне, одночасно випускаючи світло характерною довжини хвилі.

Це властивість атомів пояснює, чому ліс, прибитий до океанського берега, так високо цінується для топки камінів. Довгий час перебуваючи в морі, колоди адсорбируют велика кількість різних речовин, і при горінні колод ці речовини забарвлюють полум'я в безліч різних кольорів.

шпаргалка

Довідковий матеріал для проходження тестування:

Таблиця Менделєєва Таблиця розчинності