Вправа 159. Як ви розумієте поняття «якісні реакції»? Якісна реакція — хімічна реакція, що дозволяє виявити певну речовину, тобто дозволяють відповісти на запитання «Чи міститься певна речовина або йон у дослідженому зразку?».
Вправа 160. Які хімічні реакції можна використовувати як якісні? Звичайні хімічні реакції, що відбуваються досить швидко й перебіг яких супроводжується певними візуальними змінами: відповідна зміна забарвлення розчину, утворення осаду певного кольору або виділення газу, який також може мати або не мати забарвлення чи запах.
Вправа 161. За таблицею розчинності запропонуйте реактиви для виявлення таких йонів:
a) SO42− ; Виявлення сульфат-іонів у розчині здійснюють за допомогою катіонів Барію Ва2+. Для цього використовують розчини барій гідроксиду, барій хлориду, барій нітрату. Ознака якісної реакції: утворення білого осаду BaSO4↓, не розчинного в сильних кислотах.
Ba(ОН)2 + Na2SO4 = 2NaOH + BaSO4↓
BaCl2 + H2SO4 = 2HCl + BaSO4↓
BaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + BaSO4↓
Ba(NO3)2 + H2SO4 = 2HNO3 + BaSO4↓
Ba(NO3)2 + Na2SO4 = 2NaNO3 + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
б) Cl–; Виявлення хлорид-іонів у розчині здійснюють за допомогою йонів Аргентуму Ag+, наявних у розчині аргентум (І) нітрату. Ознака якісної реакції: утворення білого сирнистий осаду AgCl↓, не розчинного в нітратній кислоті.
AgNO3 + KCl = KNO3 + AgCl↓
AgNO3 + HCl = HNO3 + AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓
в) S2–; Виявлення сульфіт-іонів у розчині здійснюють за допомогою йонів Плюмбуму Pb2+, наявних у розчині плюмбум (ІІ) нітрату. Ознака якісної реакції: утворення чорного осаду PbS↓.
Pb(NO3)2 + K2S = 2KNO3 + PbS↓
Pb2+ + S2- = PbS↓
г) Ag+. Виявлення катіонів Ag у розчині здійснюють за допомогою хлорид-іонів Cl-. Для цього використовують розчин хлоридної кислоти HCl і розчини солей Хлору (хлоридів): натрій хлорид, калій хлорид, кальцій хлорид тощо. Ознака якісної реакції: утворення білого сирнистого осаду AgCl↓, не розчинного в нітратній кислоті.
AgNO3 + HCl = HNO3 + AgCl↓
AgNO3 + KCl = KNO3 + AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓
Вправа 162. Запропонуйте реактив, що дозволить розрізнити пробірки з речовинами в кожній з наведених пар. Складіть відповідні молекулярні та йонно-молекулярні рівняння реакцій:
а) MgCl2 і MgSO4;
Якісною реакцією на хлориди є взаємодія їх з розчином аргентум (І) нітрату.
Виявити хлорид-іони Сl- у розчині можна за допомогою йонів Аргентуму Ag+, наявних в розчині аргентум (І) нітрату. У результаті реакції у пробірці з MgCl2 випаде білий сирнистий осад AgCl↓, який не розчиняється у кислотi, а у пробірці з MgSO4 ніякі зміни не відбудуться.
MgCl2 + 2AgNO3 = Mg(NO3)2 + 2AgCl↓
Mg2+ + 2Cl- + 2Ag++ 2NO3- = Mg2+ + 2NO3- + 2AgCl↓
2Cl- + 2Ag+ = 2AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓
Якісною реакцією на сульфати є їх взаємодія з розчином солей Барію.
Виявити сульфат-іони SO42- у розчині можна за допомогою йонів Ва2+. Для цього використаємо розчин барій нітрату. У результаті реакції у пробірці з MgSO4 випаде білий кристалічний осад BaSO4↓, а у пробірці з MgCl2 ніякі зміни не відбудуться.
MgSO4 + Ba(NO3)2 = Mg(NO3)2 + BaSO4↓ - утворюється білий кристалічний осад, який не розчиняється у кислотах.
Mg2+ + SO42- + Ba2+ + 2NO3- = Mg2+ + 2NO3- + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
б) KNO3 і K2CO3.
Якісною реакцією на карбонати є їх взаємодія з розчином кислоти, сильнішої за карбонатну.
Виявлення карбонат-іонів у розчині здійснюють за допомогою катіонів Гідрогену Н+. Для цього використовують розчин кислоти, сильнішої за карбонатну. У нашому випадку найкраще використати розчин нітратної кислоти HNO3.
K2CO3 + 2HNO3 = 2KNO3 + H2O + CO2↑ - виділяється газ карбон (IV) оксид, або вуглекислий газ. Піднесений до отвору пробірки запалений сірник перестає горіти й гасне без будь-якого звукового ефекту.
2K+ + CO32- + 2H+ + 2NO3- = 2K+ + 2NO3- + H2O + CO2↑
2H+ + CO32- = H2O + CO2↑
KNO3 + HNO3 = реакція не відбувається; у пробірці з KNO3 ніяких змін не спосстерігатимемо.
Вправа 163. Схарактеризуйте роль експерименту:
а) для визначення якісного й кількісного складу речовин; Зважуючи маси реагентів та продуктів реакції прожарювання металів у запаяних ретортах М.Ломоносов сформулював закон збереження маси, вивчаючи хімічні властивості кисню, Лавуазьє сформулював оксигенову теорію і підтвердив закон збереження маси, виявивши кисень у складі повітря тощо;
б) відкриття й доведення істинності Періодичного закону; Відкриття Галію й Германію довело істинність Періодичного закону.
в) становлення теорії електролітичної дисоціації; Вивчаючи електропровідність розчинів, Арреніус заклав основи теорії електролітичної дисоціації.
г) розвитку науки. Експеримент є найголовнішим джерелом знань. Він має подвійну роль: доводить чи спростовує будь-які теоретичні висновки та може стати передумовою формулювання нової теорії або гіпотези.