Хімія. 9 клас. Лашевська

§ 16. Якісні реакції на деякі йони. Застосування якісних реакцій

Після опрацювання параграфа ви зможете:

  • описувати якісні реакції на хлорид-, сульфат-, карбонат-іони;
  • проводити реакції між розчинами електролітів з урахуванням умов їхнього перебігу, зокрема якісні реакції на хлорид-, сульфат-, карбонат-іони;
  • обґрунтовувати якісні реакції на ці йони рівняннями в молекулярній та йонній формах;
  • висловлювати судження про способи виявлення деяких йонів.

Одне з найважливіших завдань хімії - аналіз складу речовин. Це поняття в 1654 р. увів у науку англійський хімік Роберт Бойль. Важливо вміти ідентифікувати речовину та встановити, чи є в ній ті або інші домішки.

Якісні реакції - це хімічні реакції, за допомогою яких можна визначити, чим одна речовина відрізняється від іншої за елементним складом. Вони відбуваються між аналізованою речовиною та реагентом1.

1 У цьому контексті реагент - речовина відомого складу, яку використовують для виявлення йонів у складі аналізованої речовини.

Якісні (характерні) реакції супроводжуються добре помітними змінами, як-от: утворення або розчинення осаду, поява інтенсивного забарвлення або знебарвлення розчину, виділення або поглинання газу, утворення кристалів характерної форми тощо. Якісний аналіз у водних розчинах ґрунтується на йонних реакціях і дає змогу виявити катіони або аніони.

Цікаво і пізнавально

Видатний український хімік С. М. Реформатський (рис. 16.1) зі своїм учнем Я. І. Михайленком у 1899 р. уперше спробували систематизувати, розділити та характеризувати елементи за відношенням їхніх йонів до різних реагентів. Результатом їхнього дослідження стала монографія «Таблиці якісного хімічного аналізу», у якій найбільшу групу становили йони металічних елементів. Вони у свою чергу поділялися на підгрупи за відношенням водних розчинів їхніх солей до певних груп реагентів.

Рис. 16.1. Реформатський Сергій Миколайович (1860-1934). Видатний учений-хімік, автор реакції Реформатського, що прославила Київський університет, професор, член-кореспондент Всесоюзної академії наук

Якісні реакції використовують у техніці, промисловості, сільському господарстві, медицині, біології, побуті тощо. Також їх проводять під час аналізу руд, будівельних матеріалів, продукції металургійної, текстильної, хімічної та інших галузей промисловості. Агрохімічний аналіз ґрунтів, дослідження хімічного складу рослин, тварин, крові та інших біологічних матеріалів людини і тварин, діагностика багатьох захворювань, визначення складу ліків тощо часто ґрунтуються на певних якісних реакціях.

Деякі якісні реакції ви вже виконували - за допомогою індикаторів виявляли катіони Гідрогену й гідроксид-аніони у водних розчинах. Під час опрацювання попереднього параграфа ви дізналися про умови перебігу реакцій йонного обміну між електролітами в розчинах, навчилися складати їхні рівняння в повній і скороченій йонній формах. Тепер ви зможете застосувати набуті знання під час виконання лабораторних дослідів 7-9 з виявлення хлорид-іонів у водних розчинах речовин.

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД

Пригадайте й неухильно виконуйте ПРАВИЛА БЕЗПЕКИ ПІД ЧАС РОБОТИ З ОБЛАДНАННЯМ І РЕАКТИВАМИ

7-9. Виявлення хлорид-, сульфат-, карбонат-іонів у розчинах

Завдання. За допомогою якісних реакцій виявіть у розчинах хлорид-, сульфат- і карбонат-іони.

Обладнання: штатив з пробірками або пластина із заглибинами.

Реактиви: розчини натрій хлориду, натрій сульфату, натрій карбонату, аргентум(І) нітрату, барій хлориду, розбавлена хлоридна кислота.

Інструкція

У чотири пробірки або заглибини пластини внесіть по 5 крапель розчинів: у першу - натрій хлориду, у другу - гідроген хлориду, у третю - натрій сульфату, у четверту - натрій карбонату. У першу й другу пробірки (заглибини) краплями добавляйте розчин аргентум(І) нітрату, у третю - барій хлориду, у четверту - гідроген хлориду.

Результати дослідження оформіть як таблицю1 за таким зразком:

Досліджуваний розчин

Реагент — розчин

Явища, що супроводжують перебіг реакції

Повне та скорочене йонні рівняння

натрій хлориду

аргентум(І) калій нітрату

гідроген хлориду

натрій сульфату

барій хлориду

натрій карбонату

гідроген хлориду

1 Використовуйте загальноприйняті скорочення, щоб позначити осад, газ, їхній колір тощо. Наприклад: ↓, білий, ↑, безбарвний.

Порівняйте одержані результати з рисунком 16.2. та даними про якісні реакції на йони, наведені в таблиці Додатка 7. Зробіть висновок, які йони є реактивом на хлорид-іони, сульфат-іони, карбонат-іони. Здійсніть самоконтролювання і самооцінювання навчальної діяльності.

Рис. 16.2. Якісні реакції на хлорид- (1), сульфат- (2) і карбонат- (3) аніони

Цікаво і пізнавально

Пірохімічний аналіз (від грец. πυρо́ς - вогонь) - метод виявлення деяких хімічних елементів (наприклад, у мінералах) за різним забарвленням полум’я. Якщо внести розчин леткої солі (хлориду, карбонату, нітрату) у полум’я, воно набуде певного забарвлення (рис. 16.3).

Рис. 16.3. Забарвлення полум’я хлоридами металічних елементів

Знання якісної реакції на хлорид-іони нагодяться вам під час виконання практичних робіт, на яких ви зможете пересвідчитися в слушності висловлення українського хіміка С. М. Танатара: «Якісний аналіз - перша практична школа майбутнього натураліста. Вона на практиці знайомить з логікою та прийомами експериментального дослідження».

ПРО ГОЛОВНЕ

• Якісні реакції - це хімічні реакції, за допомогою яких можна визначити, чим одна речовина відрізняється від іншої за елементарним складом.

• Якісні реакції супроводжуються добре помітними змінами.

• Якісний аналіз у водних розчинах ґрунтується на йонних реакціях і дає змогу виявити катіони, аніони. Реагентом на хлорид-іони є катіони Аргентуму(І).

Перевірте себе

1. Які хімічні реакції називають якісними (характерними)? 2. Якими змінами супроводжуються якісні реакції? 3. На яких реакціях ґрунтується якісний аналіз у водних розчинах? 4. Що виявляють за допомогою якісних реакцій у водних розчинах? 5. Які йони є реагентами на хлорид-, сульфат-, карбонат-іони? 6. Які зовнішні ефекти якісних реакцій на хлорид-іони?

Застосуйте свої знання й уміння

7. За скороченими йонними рівняннями якісних реакцій на хлорид-, сульфат-, карбонат-іони відтворіть кілька варіантів повних йонних і молекулярних рівнянь.

8. За допомогою яких характерних реакцій можна довести, що в розчині гідроген хлориду є катіони Гідрогену та хлорид-аніони?

9. У трьох пронумерованих пробірках містяться розчини гідроген хлориду, калій нітрату й калій хлориду. Як визначити вміст кожної з пробірок? Опишіть послідовність дій, спрогнозуйте спостереження, обґрунтуйте висновки з них йонними рівняннями.

10. Знання сумісності й несумісності речовин дуже потрібні фармацевтам під час виготовлення лікарських засобів. Поміркуйте й поясніть, чи сумісні такі речовини: а) сулема (меркурій(ІІ) хлорид) і калій йодид; б) магній сульфат і кальцій хлорид. Обґрунтуйте пояснення йонними рівняннями - повними й скороченими.

11. Катіони Аргентуму(І) пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів, що перешкоджає розвитку запальних процесів у пошкоджених тканинах. Ляпісний олівець - сплав аргентум(І) нітрату з калій нітратом. Його використовують для припікання дрібних кровоточивих ран, бородавок, виразок тощо. Поміркуйте й поясніть, чому в інструкції з використання цього лікарського засобу є застереження: не сумісний з хлоридами, бромідами, йодидами. Обґрунтуйте пояснення йонними рівняннями - повними і скороченими.

12. Антидот - лікарський засіб, що припиняє або зменшує дію отрути на організм. Поясніть, чому натрій сульфат і магній сульфат використовують як антидоти в разі отруєння сполуками Барію. Обґрунтуйте пояснення йонними рівняннями - повними і скороченими.

13. Дуже часто доводиться вносити в ґрунт одночасно два або три хімічні засоби меліорації ґрунтів. Та чи можна їх змішувати? Поміркуйте й поясніть, чи можна змішувати калій сульфат з вапном Са(ОН)2. Обґрунтуйте пояснення йонними рівняннями - повними й скороченими.

Творча майстерня

14. Трапляється, недобросовісні виробники або продавці добавляють у харчові продукти чужорідні домішки. Наприклад, у молоко та чай - питну соду (натрій гідрогенкарбонат), поташ (калій карбонат), у мед і борошно - крейду (кальцій карбонат). Складіть ілюстровану інструкцію з виявлення цих домішок у домашніх умовах з використанням безпечних речовин, які є чи не в кожній кухні.

Дізнайтеся більше

  • http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/cabb0eeb-0751-b19b-e602-5c9acbec92b2/index.htm
  • http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/18ea622e-99f3-bf2d-6abb-2e9a966a6dc9/index.htm
  • https://www.youtube.com/watch?v=dP3b7F-e-ag
  • https://www.youtube.com/watch?v=2_gHcUNMr0o
  • https://www.youtube.com/watch?v=JJ7tXwtKJQ0
  • https://www.youtube.com/watch?v=NEUbBAGw14k