storinka.click

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

• які реакції називають якісними;

• як за допомогою якісних реакцій можна визначити наявність у розчині певних аніонів.

Реакції, які супроводжуються утворенням осаду або зміною кольору розчину, називають якісними, тому що за їх допомогою можна виявити в розчинах йони певного складу (табл. 6).

Якісні реакції використовують не для кількісного, а тільки для якісного визначення однієї зі складових частин (катіона або аніона) розчину. Наведені приклади показують, як за допомогою катіонів Аргентуму(І) можна виявити хлорид-, бромід-, йодид-, сульфат -та ортофосфат-іони. За допомогою кислотно-основних індикаторів можна встановити характер середовища — кислотний, лужний або нейтральний. Існують також якісні реакції, що супроводжуються виділенням газів із характерним запахом (H₂S, NH₃), або забарвленням (NO₂). За допомогою якісних реакцій, пов’язаних із забарвленням полум’я пальника в разі внесення в нього певних речовин, можна визначити наявність у них катіонів Li+, Na+, K+, Ca²+, Ba²+, Cu²+ та ін.

Лабораторні досліди 7-9

Якісні реакції на хлорид-, бромід- та йодид-іони

У три пробірки з розчином плюмбум(ІІ) нітрату додайте: у першу — розчин калій хлориду, у другу — розчин калій броміду, а в третю — розчин калій йодиду. Що спостерігаєте? Складіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній та повній і скороченій йонній формах. Зверніть увагу на колір одержаних осадів.

Лабораторні досліди 10-13

Якісні реакції на сульфат-, ортофосфат-, карбонат- та силікат-іони

У чотири пробірки налийте відповідно розчини натрій сульфату, натрій ортофосфату, натрій карбонату і натрій метасилікату (Na₂SiO₃) об’ємом приблизно 1 мл. У першу додайте розчин барій хлориду, у другу — розчин барій хлориду, у третю — обережно по краплях розчин нітратної кислоти, а в четверту — хлоридну кислоту. Що спостерігаєте? Складіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній та повній і скороченій йонній формах. Відзначте колір та характер утворених осадів, колір та запах газоподібної речовини.

Таблиця 6

Якісні реакції

Склад йона, який визначають	Реагент для визначення	Рівняння хімічної реакції	Ознаки, що свідчать про перебіг якісної реакції
сі- — хлорид-іон			Утворюється білий сирнистий осад AgCl, розчинний у розчині амоніаку й нерозчинний у кислотах. Утворюється білий кристалічний осад РЬС12.
Вг — бромід-іон			Утворюється світло-жовтуватий сирнистий осад AgBr. Утворюється білий кристалічний осад РЬВг2.

			Утворюється жовтий сирнистий осад Agl, нерозчинний у кислотах і лугах. Утворюється яскраво-жовтий кристалічний осад.
			Утворюється білий кристалічний осад BaS04, нерозчинний у кислотах. Утворюється білий кристалічний осад PbSO,. 4

			Утворюється жовтий кристалічний осад Ag8p°4. Утворюється білий кристалічний осад Ва8(Р04)2.
			Виділяється С02 — газ без запаху, який не підтримує горіння.
			Білий драглеподібний осад Si02.

Експериментуємо вдома

• Виявлення карбонат-іонів у мінеральній воді

Якісною реакцією на карбонат-іони CO3^- і гідрогенкарбонат-іони HCO₃ є їхня взаємодія із сильнішими кислотами. Виділення із зони реакції з характерним «скипанням» карбон^ оксиду вказує на наявність цих йонів.

У стакан на третину об’єму наливають мінеральну воду й додають по краплях столовий оцет до появи бульбашок газу CO₂.

• Вирощування «неорганічного саду»

Розчиніть одну частину за об’ємом силікатного клею у п’яти об’ємах теплої води. Перелийте отриманий розчин у великий стакан і обережно опустіть на дно декілька великих кристалів мідного купоросу (купрум(ІІ) сульфату пентагідрату), ферум(ІІІ) хлориду, розчинних солей Хрому(ІІІ), Кобальту(ІІ), Нікелю(ІІ), Алюмінію, Кальцію. Поставте стакан на освітлене місце. Через деякий час із кожного кристалу почне рости «деревце». Зверніть увагу: на верхівці кожного «деревця» є бульбашка повітря, завдяки якій воно росте догори. «Деревця» з яких солей ростуть швидше? Зростання «деревця» пояснюють гідролізом силікатів металічних елементів, що при цьому утворюються. Плівка, з якої утворюється «деревце», являє собою гідроксид або основну сіль.

Основні поняття. Якісна реакція.

Запитання та завдання

1. Які хімічні реакції називають якісними? Йони яких металічних елементів дають можливість виявляти в розчинах йони Cl^-, Br^-, I^-, SO4 , PO4 , CO²3 та SiO^^- ?

2. Як без використання інших реактивів визначити наявність у розчинах, що містяться в пробірках без етикеток: а) ферум(ІП) хлорид; б) купрум(ІІ) сульфат пентагідрат; в) магній сульфат?

3. Як розрізнити, що є в сухій суміші, яка містить:

4. У трьох пробірках без етикеток містяться розчини цинк нітрату, натрій ортофосфату і калій сульфату. Чи є можливість визначити їх за допомогою лакмусу? Який колір матиме цей індикатор у розчинах кожної із цих солей? Чому?

5. Як визначити, у якому з трьох пронумерованих хімічних стаканів без етикеток містяться розчини натрій гідроксиду, калій сульфату, калій нітрату? Складіть рівняння реакцій у молекулярній та повній і скороченій йонній формах.

6. У трьох пронумерованих хімічних стаканах без етикеток містяться розчини кислот: хлоридної, нітратної, ортофосфатної. Як визначити хімічним шляхом, у якому зі стаканів міститься та чи інша речовина? Складіть рівняння реакцій у молекулярній та повній і скороченій йонній формах.

Тестові завдання

1. Розчин гліцеролу у воді не проводить електричного струму, а водний розчин натрій гідроксиду проводить струм, тому що:

А гліцерол — органічна сполука, а натрій гідроксид — неорганічна сполука

Б натрій гідроксид у розчині дисоціює, а гліцерол не дисоціює на йони В молекули гліцеролу містять ковалентні зв’язки, а натрій гідроксид — йонна сполука

Г гліцерол — рідина, а натрій гідроксид — тверда речовина

2. До розчину барій гідроксиду по краплях доливають розчин сульфатної кислоти. Як змінюватиметься електропровідність системи?

А спочатку зменшиться, потім зростатиме Б спершу зросте, далі зменшиться В поступово зростатиме Г поступово зменшуватиметься

3. Серед указаних електролітів найсильнішим є:

А йодидна кислота

Б фторидна кислота В сульфідна кислота Г хлоридна кислота

4. У якому ряді електроліти розташовані за збільшенням ступеня дисоціації?

А H₂SO₄, H₂S, H₂SO₈ Б HI, HCl, HBr, HF В H₂CO₃, H₃PO₄, HNO₃ Г Ba(OH)₂, Ca(OH)₂, KOH

5. Установіть відповідність між математичним виразом, позначеним цифрою, та величиною, позначеною буквою:

6. Обчисліть ступінь електролітичної дисоціації електроліту, якщо із кожних 60 його молекул 24 розпалися на йони.

А 30 %

Б 40 %

В 50 %

Г 60 %

7. Ступінь дисоціації електроліту дорівнює 85 %. Скільки молекул, що розпалися на йони, припадають у розчині на кожні 40 молекул електроліту?

А 56 Б 48 В 42 Г 34

8. Обчисліть ступінь електролітичної дисоціації бромідної кислоти, якщо в її розчині міститься 0,9 г йонів Гідрогену та 0,1 моль молекул, що не розпалися на йони.

А 60 %

Б 70 %

В 85 %

Г 90 %

9. Обчисліть, яка маса (у грамах) кожного йона утвориться внаслідок повної дисоціації 58,5 г кальцій дигідрогенортофосфату:

10. Обчисліть, яка маса кожного йона утвориться в результаті дисоціації магній сульфату масою 72 г, якщо ступінь дисоціації цієї солі дорівнює 60 %.

11. Лакмус забарвлюється в червоний колір у водних розчинах усіх речовин:

12. Виявлення хлорид-іонів у розчині можливе в разі взаємодії його з розчином:

А Ba(NO₃)₂ Б AgNO₃ В Ca(NO₃)₂ Г Cu(OH)₂

13. Виявлення бромід-іонів у розчині можливе в разі взаємодії його з розчином:

14. Виявлення йодид-іонів у розчині можливе в разі взаємодії його з розчином:

A ^Ca(^NO3)2 Б Zn(NO₃)₂ В Mg(NO₃)₂ Г AgNO₃

15. Виявлення сульфат-іонів у розчині можливе в разі взаємодії його з розчином:

A BaCl₂ Б MgCl₂ В Zn(NO₃)₂

Г Al2(SO4)3

16. Виявлення ортофосфат-іонів у розчині можливе в разі взаємодії його з розчином:

A NaNO₃ Б NaNO₃ В KNO₃ Г BaCl₂

17. Виявлення карбонат-іонів у розчині можливе в разі взаємодії його з розчином:

A NH₄NO₃ Б HCl В NaCl Г KCl

18. Виявлення силікат-іонів у розчині можливе в разі взаємодії його з розчином:

A NaNO₃ Б HCl В KNO₃

^{Г K}2^S

19. Які з електролітів унаслідок електролітичної дисоціації у водному розчині утворюють хлорид-іони?

A NaClO Б HCl В KClO₃ Г BaCl₂

20. Які з електролітів унаслідок електролітичної дисоціації у водному розчині утворюють йони Хрому(ІІІ)?

^{А K}2^&2°7

^Б ^(^

В Na₂CrO₄

^{Г C}r^Cl2

21. Які з електролітів унаслідок електролітичної дисоціації у водному розчині утворюють йони Мангану(ІІ)?

А MnSO,

Б K₂MnO₄ В NaMnO,,

4

Г MnCl₂

22. У результаті зливання розчинів яких із наведених речовин може відбутися хімічна реакція?

23. У результаті зливання розчинів яких із наведених речовин може відбутися хімічна реакція?

24. У результаті зливання розчинів яких із наведених речовин може відбутися хімічна реакція?

25. Обчисліть масу нітрат-іонів, що містяться в 2 л розчину барій нітрату молярною концентрацією 0,2 моль/л, якщо ступінь його дисоціації 50 %.

А 20,3 г Б 22,5 г В 24,8 г Г 26,1 г

26. Обчисліть масу цинк-іонів, що містяться в 4 л розчину цинк нітрату молярною концентрацією 0,2 моль/л, якщо ступінь його дисоціації 45 %.

А 23,4 г Б 28,0 г В 26,2 г Г 28,2 г

Найважливіше в розділі 2

Електроліти — це речовини, які у водному розчині або розплаві розпадаються на позитивно та негативно заряджені йони і тому їхні розчини та розплави проводять електричний струм. Це речовини з йонним або із сильно полярним ковалентним зв’язком: солі, основи та кислоти.

Неелектроліти — це речовини з неполярними або слабко полярними ковалентними зв’язками: карбон(ІУ) сульфід CS₂, метан CH₄, сірка S, йод І₂, цукор, глюкоза та ін. Неелектроліти під час розчинення або розплавлення не розпадаються на йони, тому їхні розчини та розплави електричного струму не проводять.

Електролітична дисоціація — це процес розпаду електролітів на позитивно та негативно заряджені йони у водних розчинах або в розплавах.

Механізм електролітичної дисоціації полягає в єдності протилежних процесів: гідратації та йонізації. У процесі гідратації утворюються нові хімічні зв’язки (між йонами, що входять до складу сполук з йонним зв’язком, або між молекулами сполук з полярним ковалентним зв’язком і полярними молекулами води). Під час йонізації йонні та полярні ковалентні зв’язки руйнуються. Гідратація є причиною йонізації речовин у водних розчинах. У розплавах причиною йонізації твердих речовин з йонними кристалічними ґратками є досягнення температури плавлення — окремої для кожної речовини.

Отже, електролітична дисоціація — процес розпаду електролітів на йони відбувається під впливом молекул розчинника або температури.

Згідно з теорією електролітичної дисоціації:

кислоти — це електроліти, під час дисоціації яких у водному розчині утворюються катіони Гідрогену й аніони кислотного залишку;

основи — це електроліти, під час дисоціації яких у водному розчині утворюються катіони металічних елементів і гідроксид-іони;

солі — це електроліти, під час дисоціації яких у водному розчині утворюються катіони металічних елементів та аніони кислотних залишків.

Ступінчаста електролітична дисоціація характерна для бага-тоосновних кислот, унаслідок цього процесу катіони Гідрогену від кислот відщеплюються послідовно, один за одним.

Ступінь електролітичної дисоціації — це кількісна характеристика сили електроліту. Вона дорівнює відношенню кількості

речовини, яка розпалася на йони (v):

або у відсотках

Електроліти, ступінь дисоціації яких більший за 30 %, називають сильними, менший за 3 % — слабкими; якщо ж 3 % < а < < 30 % — це електроліти середньої сили.

Реакції між електролітами в розчинах відбуваються, якщо в результаті утворюється вода, осад або газоподібна речовина, тобто зменшується кількість йонів у розчині.

Під час складання йонно-молекулярних рівнянь хімічних реакцій: а) записують рівняння хімічної реакції виключно в молекулярній формі; б) записують рівняння хімічної реакції в повній йонно-молекулярній формі: при цьому сильні електроліти

записують у вигляді йонів, а інші речовини (осади, газоподібні, слабкі електроліти, оксиди) — у молекулярній формі; в) з лівої та правої частин рівняння у повній йонно-молекулярній формі вилучають однакові йони та одержують рівняння у скороченій йонній формі.

Вода — слабкий електроліт, оскільки за температури 22 °С з 1 л води тільки 10^-7 моль розпадається на йони H+ і OH^-, концентрація їх однакова і становить [H+] = [OH] = 10^-7 моль/л.

Кислотність розчинів виражають через концентрацію йонів Гідрогену [H+]. Для зручності замість концентрації йонів Гідрогену [H+] використовують водневий показник pH. У нейтральних водних розчинах pH = 7, у кислотних pH < 7, а в лужних pH > 7.

 

Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Бутенко (поглиблений рівень)