Изменение цвета осадков растворов в химии таблица. Аномальные осадки: "цветные" дожди и "шоколадный" снег

Цели занятия:

• определение факторов, вызывающих окраску химических веществ;
• расширение и систематизация знаний по химическим основам теории возникновения цвета;
• развитие познавательного интереса к изучению качественных реакций.

Формируемые компетенции студентов:

• способность анализировать явления окружающего мира в химических терминах;
• способность объяснять химические явления, связанные с появлением окраски растворов;
• готовность самостоятельно работать с информацией;
• готовность взаимодействовать с коллегами и выступать перед аудиторией.

"Все живое стремится к цвету". В.Гете

Актуализация знаний

На предыдущих занятиях мы изучали свойства неорганических и органических веществ, часто используя качественные реакции, показывающие наличие определенного вещества по цвету, запаху или осадку. Предложенный вам кроссворд состоит из названий химических элементов, имеющих цветовые различия

Решение кроссворда:

По вертикали:

1) Вещество, окрашивающее пламя в фиолетовый цвет (калий).

2) Самый легкий серебристого цвета металл (литий).

По горизонтали:

3) Название этого элемента - "зеленая ветка" (таллий)

4) Металл, окрашивающий стекло в голубой цвет (ниобий)

5) Название металла означает небесно-голубой (цезий)

6) Фиолетовые пары этого вещества впервые получил Куртуа благодаря своему коту (йод).

Мотивация учебной деятельности.

Обратите внимание, что решение кроссворда было связано с цветом веществ. Но не только химические вещества, но и окружающий нас мир красочен.

"Все живое стремится к цвету". Эти слова великого гения поэзии верно отражают особенность эмоций, которые у нас вызывает тот или иной цвет. Мы воспринимаем его ассоциативно, т.е. вызываем в памяти что-то привычное и знакомое. Восприятие цвета сопровождается определенными эмоциями. (Демонстрация картин художников).

Студенты отвечают на вопросы об эмоциях по восприятию цвета.

• Синий цвет вызывает спокойствие, он приятен, повышает оценку самоутверждения.
• Зеленый - цвет зеленых растений, настроение покоя, умиротворения.
• Желтый- дух счастья, веселья, ассоциируется с солнцем.
• Красный - цвет активности, действия, хочется добиваться результата.
• Черный - вызывает грусть, раздражение.

Почему же окружающий мир красочен?

Сегодня мы пробуем найти ответ на вопрос "Что такое цвет?" с точки зрения химии.

Тема занятия - "Химия цвета качественных реакций" .

Определение факторов цвета

Рассматривать химическую сущность цвета нельзя без знаний физических свойств видимого света. Без света нет окраски предметов, все кажется темным. Свет - это электромагнитные волны. Сколько радости и детям, и взрослым доставляет радуга на небе, однако, она появляется только в том случае, если солнечные лучи отражаются в капельках воды и возвращаются в глаз человека разноцветным спектром. Великому английскому физику Исааку Ньютону мы обязаны тем, что он объяснил это явление: белый цвет представляет собой совокупность лучей разного цвета. Каждой длине волны соответствует определенная энергия, которую несут эти волны. Цвет любого вещества определяется длиной волны, энергия которой преобладает в данном излучении. Цвет неба зависит от того, какая часть солнечного света доходит до наших глаз. Лучи с короткой длиной волны (голубые) отражаются от молекул газов воздуха и рассеиваются. Наш глаз воспринимает их и определяет цвет неба - синий, голубой (табл. 1.)

Таблица 1 - Цвет веществ, имеющих одну полосу поглощения в видимой части спектра.

То же самое происходит и в случае окрашенных веществ. Если вещество отражает лучи определенной длины волны, то оно окрашено. Если одинаково поглощается или отражается энергия световых волн всего спектра, то вещество кажется черным или белым. Из уроков биологии вы знаете, что глаз человека содержит оптическую систему: хрусталик и стекловидное тело. В сетчатку глаза входят светочувствительные элементы: колбочки и палочки. Благодаря колбочкам мы различаем цвета.

Таким образом, то что мы называем цветом - результат двух физико-химических явлений: взаимодействие света с молекулами вещества и воздействие волн, идущих от вещества, на сетчатку глаз.

1 фактор образования цвета - свет.

Рассмотрим примеры следующего фактора - структуру веществ.

Кристаллическую структуру имеют металлы, у них упорядоченное строение атомов и электронов. Цвет связан с подвижностью электронов. При освещении металлов преобладает отражение, их цвет зависит от длины волны, которую они отражают. (Демонстрация коллекции металлов). Белый блеск обусловлен равномерным отражением почти всего набора видимых лучей. Такой цвет у алюминия, цинка. Золото имеет красновато - желтый цвет, потому что поглощает голубые, синие и фиолетовые лучи. Медь тоже имеет красноватый цвет. Порошок магния - черный, значит это вещество поглощает весь спектр лучей.

Посмотрим, как изменяется цвет вещества от состояния структуры на примере серы.

Демонстрация видеофильма "Химические элементы".

Делаем вывод: сера в кристаллическом состоянии желтого цвета, а в аморфном - черного, т.е. в данном случае фактор цвета - структура вещества.

Что же происходит с цветом веществ при разрушении структуры, например, при диссоциации молекул солей, если эти растворы окрашены.

CuS0 4 (голубой) Cu 2+ + SO 4 2-

NiS0 4 (зеленый) Ni 2+ + SO 4 2-

СиСI 2 (голубой) Сu 2+ + 2СI -

FeCI 3 (желтый) Fe 3+ +3CI -

В этих растворах одинаковые анионы, окраску придают разные катионы.

Следующие растворы имеют один и тот же катион, но разные анионы, значит за окраску отвечают анионы:

K 2 Cr 2 O 7 (оранжевый) 2K + +Cz 2 O 4 2-

K 2 Cr0 4 (желтый) 2К + + Cz0 4 2-

КМnO 4 (фиолетовый) К + + Мп04 -

3 фактор появления цвета - ионное состояние веществ.

Цвет зависит и от среды вокруг окрашенных частиц. Катионы и анионы в растворе окружены оболочкой растворителя, который влияет на ионы.

Проводим следующий эксперимент. Имеется раствор сока свеклы (малиновый цвет). Добавим к этому раствору следующие вещества:

1. опыт. Раствор сока свеклы и уксусная кислота
2. опыт. Раствор сока свеклы и раствор NH 4 0H
3. опыт. Раствор сока свеклы и вода.

В 1 опыте кислая среда приводит к изменению цвета в пурпурный, во 2 опыте щелочная среда изменяет цвет свеклы в голубой, а добавление воды (нейтральная среда) не вызывает изменений цвета.

Известен индикатор определения щелочной среды - фенолфталеин, который изменяет цвет растворов щелочей в малиновый.

Проводится опыт:

NaOH + фенолфталеин -> цвет малиновый

Делаем вывод: 4 фактор изменения цвета - окружающая среда.

Рассмотрим случай окружения атома одного элемента различными комплексами.

Проводится опыт: качественная реакция на ион Fe 3+ :

FeCl 3 + KCNS -> красный цвет

FeCl 3 + K 4 (Fe(CN) 6) -> p-p темно-синий

С изменением цвета железа-иона при окружении его роданидом калия в кровавый цвет связан исторический факт.

Сообщения студентов.

1720г политические противники Петра I из духовенства организовали в одном из петербургских соборов "чудо" - икона Богоматери начала проливать слезы, что комментировалось как знак ее неодобрения петровским реформам. Петр I тщательно осмотрел икону и заметил нечто подозрительное: в глазах у образа он нашел маленькие дырочки. Нашел он и источник слез: это была губка, пропитанная раствором роданипа железа, который имеет кроваво-красный цвет. Грузик равномерно надавливал на губку, выдавливая капли через дырочку в иконе. "Вот источник чудесных слез", - сказал государь.

Проводим опыт.

На бумаге напишем слова растворами CuS0 4 (голубой) и FeСI 3 (желтый), затем обработаем лист желтой кровяной солью K 4 (Fe(CN) 6) . Слово CuSO 4 (голубой) превращается в красный цвет, а слово FeCI 3 (желтый) становится сине-зеленым. Здесь нет изменения степени окисления металла, изменялось только окружение:

2CuS0 4 + K 4 (Fe(CN) 6) Cu 2 (Fe(CN) 6) + 2K 2 SO 4

4FeCl 3 + 3 K 4 (Fe(CN) 6) Fe 4 (Fe(CN) 6) 3 +12 KCI

5 фактор цвета - окружение ионов комплексами.

Вывод.

Мы определили основные факторы, влияющие на проявление цвета веществ.

Мы осознали, что цвет - это результат поглощения веществом определенной части видимого спектра солнечного света.

Качественная реакция - особая реакция, обнаруживающая ионы или молекулы по цвету.

Сообщения студентов на тему "Цвет служит людям".

Кровь животных и зелень листьев содержат похожие структуры, но в крови содержатся ионы железа - Fe, а в растениях - Mg. Этим обеспечивается цвет: красный и зеленый. Кстати, изречение "голубая кровь" верно для глубоководных животных, у которых в крови вместо железа содержится ванадий. Также и водоросли, произрастающие в местах, где мало кислорода, имеют синий цвет.

Растения, обладающие хлорофиллом, способны образовывать магнийорганические вещества и используют энергию света. Цвет фотосинтезирующих растений зеленый.

Гемоглобин крови, содержащий железо, служит для переноса кислорода в организме. Гемоглобин с кислородом окрашивает кровь в ярко-красный цвет, а без кислорода придает крови темный цвет.

Краски и красители используются художниками, декораторами и текстильщиками. Гармония цвета составной частью входит в искусство "дизайна". Самыми древними красками служили уголь, мел, глина, киноварь и некоторые соли, такие как ацетат меди (медянка).

Люминофорные краски применяют для дорожных указателей и реклам, спасательных лодок.

В целях отбеливания в состав стиральных порошков вводят вещества, придающие ткани синеватую флуоресценцию.

Поверхность всех металлических предметов под воздействием окружающей среды разрушается. Наиболее эффективна их защита цветными пигментами: алюминиевая пудра, цинковая пыль, свинцовый сурик, оксид хрома.

Рефлексия.

1. Какие факторы вызывают окраску химических веществ?

2. Какие вещества можно определять качественными реакциями по изменению цвета?

3. Какие факторы определяют цвет солей калия и меди?

Природа, частью которой являются химические вещества, окружает нас загадками, и попытки их решения принадлежат к величайшей радости жизни.

Сегодня мы постарались подойти к истине "Химия цвета" с одной стороны, а может быть вам откроется и другая. Самое главное - мир цвета познаваем.

Человек рождается на свет,
Чтоб творить, дерзать - и не иначе,
Чтоб оставить в жизни добрый след,
И решить все трудные задачи.
Для чего? Ищите свой ответ!

Домашнее задание.

Привести примеры качественных реакций на ионы железа по изменению цвета.

Река Памбак в Лорийской области на севере Армении приобрела красноватый оттенок, взяты пробы воды для проведения экспертизы.

В апреле 1999 года после натовских бомбардировок Югославии и разрушения нефтехимических предприятий над городком Панчево прошел отравляющий "черный дождь", содержащий огромное количество вредных для жизни человека тяжелых металлов и органических соединений. Серьезному загрязнению подверглись почва и грунтовые воды, которые оказались заражены этиленом и хлором. Огромное количество нефти, нефтепродуктов, аммиака и аминокислот попало в Дунай.

В июне-июле 2000 года в некоторых районах Дагестана и Северной Осетии, в частности, в городе Владикавказе, прошли "цветные дожди". В результате анализов проб воды обнаружилось повышенное содержание химических элементов. Они превышали предельно допустимые концентрации кобальта (более чем в четыре раза) и цинка (более чем в 434 раза). Лабораторные исследования подтвердили, что состав загрязненного дождя был идентичен химическому составу проб, взятых на территории ОАО "Электроцинк", которое нарушило нормативы предельно допустимых выбросов в атмосферу, утвержденные Министерством охраны окружающей среды.

В 2000 и 2002 годах "ржавые" осадки выпадали в Алтайском крае и республике Алтай. Погодная аномалия была обусловлена сильными выбросами продуктов горения на Усть-Каменогорском металлургическом комбинате.

В июле-сентябре 2001 года "красные дожди" неоднократно выпадали в индийском штате Керала. Было выдвинуто сразу несколько гипотез происхождения красных частиц: кто-то посчитал их красной пылью, перенесенной ветром из Аравийской пустыни, кто-то признал в них грибковые споры или океанические водоросли. Была выдвинута версия их внеземного происхождения. По расчетам ученых, всего на землю вместе с осадками выпало в общей сложности около 50 тонн этой странной субстанции.

В октябре 2001 года попали под аномальный дождь жители юго западных регионов Швеции. После дождя по поверхности земли остались серо-желтые разводы. Шведские эксперты, и в частности исследователь из Гетеборгского научного геоцентра Ларс Франсен, заявили, что сильные ветры "втянули" красную песчаную пыль из Сахары, подняли ее на высоту до 5 тысяч метров и затем вылили ее вместе с дождем в Швеции.

Летом 2002 года зеленый дождь пролился над индийской деревней Сангранпур недалеко от города Калькутты. Местные власти объявили, что никакой химической атаки не было. Экспертиза ученых, прибывших на место, определила, что зеленое облако есть не что иное, как пыльца цветов и манго, содержащаяся в пчелиных экскрементах, и опасности для человека не представляет.

В 2003 году в Дагестане выпали осадки в виде солевых отложений. Автомашины, стоявшие под открытым небом, покрылись слоем соли. По данным метеорологов, причиной этого стал циклон, пришедший из районов Турции и Ирана. Поднятые сильным ветром мелкие частицы песка и пыли из разрабатываемых карьеров на территории Дагестана смешались с водяной пылью, поднятой с поверхности Каспийского моря. Смесь сконцентрировалась в облаках, переместившихся в приморские районы Дагестана, где и выпадал необычный дождь.

Зимой 2004 года снег апельсинового цвета выпал на востоке Польши. Тогда же его наблюдали жители Закарпатья в селах Тихое и Гусиное. По одной из версий, причиной оранжевой окраски снега стали песчаные бури в Саудовской Аравии: песчинки, подхваченные сильным ветром, скопились в верхних слоях атмосферы и выпали вместе со снегом в Закарпатье.

19 апреля 2005 года в Кантемировском и Калачеевском районах Воронежской области выпал дождь рыжего цвета. Осадки оставили необычный след на крышах домов, полях, сельскохозяйственной технике. В пробе почвы были обнаружены следы охры - природного пигмента для производства краски. Она содержала в себе гидроксиды железа и глины. Дальнейшее расследование показало, что на заводе по производству охры в поселке Журавка произошел выброс, который и привел к окраске дождевых облаков в рыжий цвет. По мнению специалистов, опасности для здоровья людей и животных выпавшие осадки не представляли.

19 апреля 2005 года над несколькими районами Ставропольского края небо приобрело желтоватый оттенок, а затем пошел дождь, капли которого были бесцветными. После высыхания капли оставляли на машинах и на темной одежде бежевого цвета, которые потом не смывались. Такой же дождь прошел 22 апреля в Орле. Проведенные анализы показали, что в осадках содержалась щелочь, а именно азотистые соединения. Осадки были очень концентрированные.

В апреле 2005 года в течение нескольких дней оранжевые дожди шли на Украине - в Николаевской области и в Крыму. Цветные осадки покрыли в эти дни также Донецкую, Днепропетровскую, Запорожскую, Херсонскую области. Украинские синоптики заявили, что оранжевый цвет дождь приобрел вследствие пылевого урагана. Ветер принес частицы пыли из Северной Африки.

В феврале 2006 года снег серо-желтого цвета выпал на территории села Сабо, расположенного в 80-ти км южнее города Оха на севере Сахалина. По свидетельству очевидцев, на поверхности воды, получавшейся при растапливании подозрительного снега, образовывались маслянистые пятна серо-желтого цвета и с необычным странным запахом. Специалисты считают, что необычные осадки могли стать последствиями деятельности одного из дальневосточных вулканов. Возможно, всему виной загрязнение окружающей среды продуктами нефтяной и газовой промышленности. Причину пожелтения снега точно не установили.

24-26 февраля 2006 года в некоторых районах штата Колорадо (США) шел коричневый снег, по цвету - почти как шоколад. «Шоколадный» снег в Колорадо - следствие длительной засухи в соседней Аризоне: там возникают гигантские тучи пыли, смешивающейся со снегом. Иногда такой же результат дают извержения вулканов.

В марте 2006 года на севере Приморского края выпал снег кремово-розового цвета. Специалисты объяснили необычное явление тем, что циклон ранее проходил по территории Монголии, где в это время бушевали сильные пыльные бури, охватившие большие пространства пустынных территорий. Частицы пыли были вовлечены в вихрь циклона и окрасили осадки.

13 марта 2006 года в Южной Корее, включая Сеул, выпал желтый снег. Снег был желтым из-за содержания в нем желтого песка, занесенного с пустынь Китая. Метеорологическая служба страны предупредила, что снег с содержанием мелкого песка может быть опасен для органов дыхания.

7 ноября 2006 года в Красноярске выпал мелкий снег с дождем зеленого цвета. Он шел около получаса и, подтаяв, превращался в тонкий слой зеленоватой глины. У людей, попавших под зеленый дождь, наблюдалось слезотечение и головные боли.

31 января 2007 года в Омской области на площади около 1,5 тыс. квадратных километров выпал желто-оранжевый снег с едким запахом, покрытый маслянистыми пятнами. Пройдя через все Прииртышье, шлейф желто-оранжевых осадков зацепил по краю и Томскую область. Но основная часть «кислотного» снега выпала в Тарском, Колосовском, Знаменском, Седельниковском и Тюкалинском районах Омской области. В цветном снеге была превышена норма содержания железа (по предварительным лабораторным данным, концентрация железа в снеге составляла 1,2 мг на кубический сантиметр при предельно допустимой норме в 0,3 мг). По данным Роспотребнадзора, такая концентрация железа не опасна для жизни и здоровья людей. Исследованием аномальных осадков занимались лаборатории в Омске, Томске и Новосибирске. Вначале предполагалось, что снег содержит ядовитое вещество гептил, которое является компонентом ракетного топлива. Второй версией появления желтых осадков стали выбросы металлургических предприятий Урала. Однако томские и новосибирские эксперты пришли к тому же выводу, что и омские - необычный цвет снега обусловлен наличием глиняно-песчаной пыли, которая могла попасть в Омскую область из Казахстана. Никаких токсических веществ в снеге не было найдено.

В марте 2008 года в Архангельской области выпал снег желтого цвета. Специалисты предположили, что желтый цвет снега объясняется природными факторами. Это вызвано высоким содержанием песка, который попал в облака в результате пыльных бурь и смерча, произошедших в других местах планеты.

Почти все соединения хрома и их растворы интенсивно окрашены. Имея бесцветный раствор или белый осадок, мы можем с большой долей вероятности сделать вывод об отсутствии хрома. Соединения шестивалентного хрома чаще всего окрашены в желтый или красный цвет, а для трехвалентного хрома характерны зеленоватые тона. Но хром склонен еще и к образованию комплексных соединений, а уж они окрашены в самые разные цвета. Запомним: все соединения хрома ядовиты.

Бихромат калия К 2 Сr 2 О 7 - самое, пожалуй, известное из соединений хрома и получить его всего легче. Красивый красно-желтый цвет свидетельствует о наличии шестивалентного хрома. Проведем с ним или с очень похожим на него бихроматом натрия несколько опытов.

Сильно нагреем в пламени бунзеновской горелки на фарфоровом черепке (кусочке тигля) такое количество бихромата калия, которое поместится на кончике ножа. Соль не выделит кристаллизационной воды, а расплавится при температуре около 400 °С с образованием темной жидкости. Прогреем ее еще несколько минут на сильном пламени. После охлаждения на черепке образуется зеленый осадок. Часть его растворим в воде (она приобретет желтый цвет), а другую часть оставим на черепке. Соль при нагревании разложилась, в результате образовался растворимый желтый хромат калия К 2 СrО 4 , зеленый оксид хрома (III) и кислород:

2К 2 Сr 2 O 7 → 2К 2 СrO 4 + Сr 2 O 3 + 3/2O 2
Благодаря своей склонности к выделению кислорода бихромат калия является сильным окислителем. Его смеси с углем, сахаром или серой энергично воспламеняются при соприкосновении с пламенем горелки, но не дают взрыва; после сгорания образуется объемистый слой зеленой - благодаря присутствию оксида хрома (Ш)-золы.

Осторожно! Сжигать не более 3-5 г на фарфоровом черепке, иначе горячий расплав может начать разбрызгиваться. Держать расстояние и надеть защитные очки!

Соскребем золу, отмоем ее водой от хромата калия и высушим оставшийся оксид хрома. Приготовим смесь, состоящую из равных частей калийной селитры (нитрата калия) и кальцинированной соды, добавим ее к оксиду хрома в соотношении 1:3 и расплавим полученный состав на черепке или на магнезиевой палочке. Растворив остывший расплав в воде, получим желтый раствор, содержащий хромат натрия. Таким образом, расплавленная селитра окислила трехвалентный хром до шестивалентного. С помощью сплавления с содой и селитрой можно перевести все соединения хрома в хроматы.

Для следующего опыта растворим 3 г порошкообразного бихромата калия в 50 мл воды. К одной части раствора добавим немного карбоната калия (поташа). Он растворится с выделением СО2, а окраска раствора станет светло-желтой. Из бихромата калия образуется хромат. Если теперь по порциям добавить 50 %-ный раствор серной кислоты (Осторожно!), то снова появится красно-желтая окраска бихромата.

Нальем в пробирку 5 мл раствора бихромата калия, прокипятим с 3 мл концентрированной соляной кислоты под тягой или на открытом воздухе. Из раствора выделяется желто-зеленый ядовитый газообразный хлор, потому что хромат окислит НСl до хлора и воды. Сам хромат превратится в зеленый хлорид трехвалентного хрома. Его можно выделить выпариванием раствора, а потом, сплавив с содой и селитрой, перевести в хромат.

В другой пробирке осторожно добавим к бихромату калия (в количестве, умещающемся на кончике ножа) 1-2 мл концентрированной серной кислоты. (Осторожно! Смесь может разбрызгиваться! Надеть защитные очки!) Смесь сильно нагреем, в результате выделится коричневато-желтый оксид шестивалентного хрома СrОз, который плохо растворяется в кислотах и хорошо в воде. Это ангидрид хромовой кислоты, однако иногда как раз его называют хромовой кислотой. Он является сильнейшим окислителем. Смесь его с серной кислотой (хромовая смесь) используется для обезжиривания, так как жиры и другие трудно устранимые загрязнения переводятся в растворимые соединения.

Внимание! Работать с хромовой смесью надо чрезвычайно осторожно! При разбрызгивании она может вызвать тяжелые ожоги! Поэтому в наших экспериментах откажемся от применения ее в качестве средства для очистки.

Наконец, рассмотрим реакции обнаружения шестивалентного хрома. Поместим в пробирку несколько капель раствора бихромата калия, разбавим его водой и проведем следующие реакции.

При добавлении раствора нитрата свинца (Осторожно! Яд!) выпадает желтый хромат свинца (хромовый желтый); при взаимодействии с раствором нитрата серебра образуется красно-коричневый осадок хромата серебра.

Добавим пероксид водорода (правильно хранившийся) и подкислим раствор серной кислотой. Раствор приобретет глубокий синий цвет благодаря образованию пероксида хрома. Пероксид при взбалтывании с некоторым количеством эфира (Осторожно! Опасность воспламенения!) перейдет в органический растворитель и окрасит его в голубой цвет.

Последняя реакция специфична для хрома и очень чувствительна. С ее помощью можно обнаружить хром в металлах и сплавах. Прежде всего необходимо растворить металл. Но, например, азотная кислота не разрушает хром, как мы можем легко убедиться, используя кусочки поврежденного хромового покрытия. При длительном кипячении с 30 %-ной серной кислотой (можно добавить соляную кислоту) хром и многие хромсодержащие стали частично растворяются. Полученный раствор содержит сульфат хрома (III). Чтобы можно было провести реакцию обнаружения, сначала нейтрализуем его едким натром. В осадок выпадет серо-зеленый гидроксид хрома (III), который растворится в избытке NaOH и образует зеленый хромит натрия.

Профильтруем раствор и добавим 30 %-ный пероксид водорода (Осторожно! Яд!). При нагревании раствор окрасится в желтый цвет, так как хромит окислится до хромата. Подкисление приведет к появлению голубой окраски раствора. Окрашенное соединение можно экстрагировать, встряхивая с эфиром. Вместо описанного выше способа можно тонкие опилки металлической пробы сплавить с содой и селитрой, промыть и отфильтрованный раствор испытать пероксидом водорода и серной кислотой.

Наконец, проведем пробу с перлом. Следы соединения хрома дают с бурой яркую зеленую окраску.

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) = } Вам могут быть интересны следующие материалы Салат из консервированной горбуши - подборка лучших рецептов Можно ли сушить маслята в домашних условиях и как это правильно делать? Найти Отношения Интерьер Дети Красота Фигура Здоровье Популярное Детские запеканки — лучшие рецепты Вишневое варенье на зиму без косточек Как проверить яйца на свежесть в домашних условиях Варенье, вино и желе из йошты Компот из алычи на зиму – самый вкусный рецепт Партнеры О сайте Контакты Рекламодателям Карта сайта © 2020 Женские секреты. Отношения, красота, дети, мода