Химия. 9 класс. Григорович
Этот учебник можно скачать в PDF формате на сайте тут.
§ 13. Обнаружение ионов в растворах
Понятие о качественных реакциях
Определение состава веществ и растворов — одна из задач современной химии. Качественный и количественный состав веществ и их смесей — предмет изучения аналитической химии.
Одним из способов определения качественного состава растворов является использование качественных реакций. Качественными реакциями называют реакции, позволяющие ответить на вопрос: «Содержится ли определенное вещество или ион в исследуемом образце?»
Качественные реакции — это обычные химические реакции, протекающие достаточно быстро и сопровождающиеся определенными визуальными изменениями: изменение окраски раствора, образование осадка определенного цвета или выделение газа, который также может иметь (не иметь) окраску или запах.
Известно множество качественных реакций, позволяющих выявить наличие в растворах ионов, спиртов, аминокислот, белков и других веществ. С некоторыми качественными реакциями вы ознакомитесь в этом параграфе, а с другими — при дальнейшем изучении химии.
Выявление ионов в растворах электролитов
Качественные реакции, позволяющие выявить ионы в растворе, в большинстве случаев сопровождаются образованием осадка определенного цвета. Например, обнаружение ионов Ва2+ в растворе можно описать такой блок-схемой:
Наиболее часто употребляемые в школьном курсе химии реактивы для анализа приведены в таблице 8.
Николай Аркадьевич Измайлов (1907-1961)
Выдающийся украинский физико-химик, член-корреспондент АН УССР. Родился в г. Сухуми, учился в Харьковском финансово-экономическом техникуме, работал на химическом факультете Харьковского университета. Основные научные исследования относятся к электрохимии растворов: изучал кислотно-основные взаимодействия в неводных растворах, развил теорию кислотно-основных реакций Брёнстеда и теорию действия стеклянного электрода, разработал количественную теорию диссоциации электролитов в растворах. Открыл метод тонкослойной хроматографии и разработал новые физико-химические методы анализа неводных растворов.
Таблица 8. Реактивы для определения некоторых анионов
Ион |
Реактив для качественного анализа и пример уравнения реакции |
Признак реакции |
Cl- |
Раствор аргентум(І) нитрата AgNO3 + KCl = AgCl↓ + KNO3 |
Образование белого творожистого осадка AgCl, не растворимого в нитратной кислоте |
Br- |
AgNO3 + NaBr = AgBr↓ + NaNO3 |
Образование бледно-желтого осадка AgBr |
I- |
AgNO3 + KI = AgI↓ + KNO3 |
Образование желтоватого осадка AgI |
PO3-4 |
3AgNO3 + K3PO4 = Ag3PO4↓ + 3KNO3 |
Образование ярко-желтого осадка Ag3PO4 |
SO2-4 |
Раствор соли Бария BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl |
Образование белого осадка BaSO4, не растворимого в кислотах |
CO2-3 |
Растворимое соединение Кальция K2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2KCl |
Образование белого осадка CaCO3 |
Раствор кислоты K2CO3 + 2HCl = 2KCl + CO2↑ + H2O |
Выделение углекислого газа |
Роль эксперимента в науке
Эксперимент — главный источник знаний. Проводя разнообразные исследования, ученые тысячелетиями накапливали знания в разных областях науки. Понятно, что, проведя один опыт, невозможно открыть закон или сформулировать теорию. На экспериментальном уровне познания происходит накопление фактов, информации о веществах и явления. Только обладая глубокими знаниями, можно анализировать полученные данные и объяснять их, опираясь на уже существующую теорию или сформулировав свою.
Анатолий Терентьевич Пилипенко (1914-1993)
Известный украинский химик-аналитик, академик НАН Украины. Родился в поселке Кирилловка Черкасской области, окончил Киевский политехнический институт, работал в Киевском государственном университете. Занимался разработкой методов химического анализа неорганических материалов с использованием органических реактивов, применением комплексных соединений в химическом анализе. Руководил государственными программами «Чистая вода», принимал активное участие в ликвидации последствий Чернобыльской аварии, занимался созданием замкнутых циклов водоснабжения в промышленности, разработкой технологии комплексной переработки шахтных вод.
Основываясь на экспериментальных фактах, ученые сформулировали большинство теорий. Так, изучая химические свойства кислорода, Лавуазье сформулировал кислородную теорию кислот, а взвешивая массы реагентов и продуктов реакции — закон сохранения массы. Изучая электропроводимость растворов, Аррениус заложил основы теории электролитической диссоциации. И таких примеров в истории химии множество.
Но некоторые теории и законы сначала были сформулированы теоретически путем анализа известных фактов. Необходимо было только «посмотреть» на эти факты с другой стороны. Анализируя свойства соединений элементов, Д. И. Менделеев открыл Периодический закон. Решая математические уравнения, Вольфганг Паули предположил существование неизвестной в то время характеристики электронов — спина, что экспериментально было подтверждено позже. Но, как говорил Нобелевский лауреат Лев Ландау: «Опыт — верховный судья теории». То есть любая теория или закон должны быть подтверждены экспериментально, как, например, открытие Галлия и Германия блестяще доказало истинность Периодического закона.
Цей контент створено завдяки Міністерству освіти і науки України