A. NHẬN BIẾT CATION
Để nhận biết 1 ion trong dung dịch, người ta thêm vào dung dịch 1 thuốc thử tạo với ion đó 1 sản phẩm đặc trưng như: chất kết tủa, hợp chất có màu, chất khí, sủi bọt, ……
1. Nhận biết cation Na+
Đốt muối natri rắn hoặc các dung dịch muối bằng ngọn lửa không màu thì ngọn lửa nhuốm màu vàng tươi.
2. Nhận biết cation K+
Đốt muối kali rắn hoặc các dung dịch muối kali, ta được ngọn lửa màu tím.
3. Nhận biết ion NH4+
1. Nhận biết cation Ba2+: dùng dung dịch thuốc thử K2CrO4 hoặc K2Cr2O7
- BaCrO4 không tan trong dung dịch CH3COOH loãng, nên trong môi trường axit axetic có thể phân biệt được Ba2+ trong dung dịch chứa Ca2+.
2. Nhận biết cation Ca2+
- Trong môi trường axit yếu [pH = 4 - 5]. Dung dịch chứa ion CrO42- tạo kết tủa với ion Ca2+ khí tan trong dung dịch CH3COOH loãng.
- Chú ý: Các ion Ba2+ và Pb2+ cũng phản ứng tương tự, nên cần tách chúng trước khi nhận biết Ca2+ nếu trong dung dịch có chúng.
- Thêm từ từ dung dịch kiềm vô dung dịch chứa các ion này, đầu tiên tạo các hiđroxit M[OH]3 kết tủa, sau đó kết tủa tan trong thuốc thử dư:
M3+ + 3OH- → M[OH]3↓
M[OH]3 + OH- → [M[OH]4]-
- Để phân biệt Al3+ và Cr3+ dùng thuốc thử nhóm gồm dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH dư có mặt chất oxi hóa là H2O2 để oxi hóa [Cr[OH]4]- thành ion cromat CrO42- có màu vàng:
1. Nhận biết cation Fe3+: dùng dung dịch thioxianua SCN-, hoặc dung dịch kiềm NaOH, KOH hoặc NH3.
2. Nhận biết cation Fe2+: dùng dung dịch kiềm [OH- hoặc NH3] hoặc dùng hỗn hợp dung dịch thuốc tím trong môi trường axit [Fe2+ làm mất màu dung dịch thuốc tím]:
3. Nhận biết cation Cu2+: Dùng dung dịch NH3, đầu tiên tạo kết tủa Cu[OH]2 màu xanh lục sau đó kết tủa tan trong NH3 dư tạo thành ion phức màu xanh lam đậm:
4. Nhận biết cation Mg2+: Dùng dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH tạo kết tủa Mg[OH]2, Mg[OH]2 có thể tan trong dung dịch muối amoni [dung dịch axit yếu]:
Do đó có thể dùng dung dịch NH4Cl để tách Mg[OH]2 ra khỏi hỗn hợp với Fe[OH]3, Fe[OH]2 và Al[OH]3. Mg2+ có thể nhận biết bằng dung dịch Na2HPO4 có mặt NH3 loãng:
B. NHẬN BIẾT ANION
I. NHẬN BIẾT ANION NO3-
- Dùng Cu trong môi trường axit [dung dịch H2SO4 loãng]:
3Cu + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
- Cu tan ra tạo dung dịch màu xanh. Khí NO không màu bay lên gặp oxi trong không khí tạo thành NO2 màu nâu:
2NO + O2 → 2NO2↑ [màu nâu]
II. NHẬN BIẾT ANION SO42-
Dùng dung dịch BaCl2 trong môi trường axit loãng dư [dung dịch HCl hoặc HNO3]
Ba2+ + SO42- → BaSO4↓ [trắng, không tan trong dung dịch axit loãng]
III. NHẬN BIẾT ANION SO32-
Ion sunfit làm mất màu dung dịch I2 [màu nâu đỏ]:
SO32- + I2 + H2O → SO42- + 2H+ + I-
IV. NHẬN BIẾT ANION Cl-
Ion clorua phản ứng với dung dịch AgNO3 tạo kết tủa AgCl màu trắng không tan trong môi trường axit:
Ag+ + Cl- → AgCl↓
V. NHẬN BIẾT ANION CO32-
Khi thêm dung dịch HCl hoặc H2SO4 vào dung dịch chứa anion cacbonat hoặc hiđro cacbonat sẽ có bọt khí CO2 bay lên làm vẩn đục nước vôi trong Ca[OH]2 dư:
CO32- + 2H+ → CO2↑ + H2O
HCO3- + H+ → CO2↑ + H2O
CO2 + Ca[OH]2 → CaCO3 + H2O
Sơ đồ tư duy: Nhận biết một số ion trong dung dịch
I. Nguyên tắc nhận biết một ion trong dung dịch
Để nhận biết một ion trong dung dịch, người ta thêm vào dung dịch một thuốc thử tạo với ion đó một sản phẩm đặc trưng như một kết tủa, một hợp chất có màu hoặc một chất khí khó tan sủi bọt hoặc một khí bay khỏi dung dịch.
II. Nhận biết một số cation trong dung dịch
1. Nhận biết cation Na+
Cho một ít muối natri dưới dạng dung dịch hoặc muối rắn lên một dây platin hình khuyên [dây platin đã được nhúng nhiều lần vào dung dịch HCl sạch] gắn với một đũa thuỷ tinh nhỏ [dùng làm cán] rồi đưa đầu dây hình khuyên đó vào ngọn lửa đèn khí không màu thì kết luận sự có mặt ion Na+ khi ngọn lửa có màu vàng tươi.
2. Nhận biết cation $NH_4^{+}$
Khi thêm lượng dư dung dịch kiềm NaOH hoặc KOH vào dung dịch chứa ion amoni rồi đun nóng nhẹ, giải phóng khí NH3 có mùi khai hoặc sự đổi màu của giấy quỳ tím tẩm ướt bằng nước cất sang màu xanh thì kết luận sự có mặt cation $NH_4^{+}$.
3. Nhận biết cation Ba2+
Dùng dung dịch H2SO4 loãng làm thuốc thử tạo với ion Ba2+ kết tủa màu trắng không tan trong thuốc thử dư.
4. Nhận biết cation Al3+
Cation này tạo ra hiđroxit lưỡng tính. Khi thêm từ từ dung dịch kiềm vào dung dịch Al3+, đầu tiên hiđroxit Al[OH]3 kết tủa sau đó kết tủa này tan trong thuốc thử dư.
5. Nhận biết các cation Fe2+ và Fe3+
- Nhận biết cation Fe3+
Thêm dung dịch kiềm [OH-],... hoặc NH3 vào dung dịch Fe3+, tạo thành kết tủa Fe[OH]3 màu nâu đỏ.
- Nhận biết cation Fe2+
Thêm dung dịch kiềm [OH-] hoặc NH3 vào dung dịch Fe2+ thì tạo thành kết tủa Fe[OH]2 có màu trắng hơi xanh chuyển dần sang màu vàng rồi cuối cùng thành màu nâu đỏ [do Fe[OH]2 tiếp xúc với oxi không khí và bị oxi hóa thành Fe[OH]3].
- Nhận biết cation Cu2+
Dùng dung dịch NH3 để thử. Đầu tiên kết hợp với ion Cu2+ tạo kết tủa Cu[OH]2 màu xanh, sau đó kết tủa này bị hòa tan trong thuốc thử dư tạo thành dung dịch có màu xanh lam đậm.
III. Nhận biết một số anion trong dung dịch
1. Nhận biết anion $NO_3^{-}$
Dùng bột Cu hoặc một vài mẩu lá Cu mỏng trong môi trường axit [axit sunfuric loãng] để nhận biết anion $NO_3^{-}$.
Bột Cu tan ra tạo thành dung dịch màu xanh, khí NO không màu bay lên gặp khí oxi của không khí, tạo thành khí NO2 có màu nâu đỏ đặc trưng.
2. Nhận biết anion $SO_4^{2-}$
Dùng dung dịch BaCl2 trong môi trường axit loãng dư [dung dịch HCl hoặc HNO3 loãng] vì một loạt anion như $CO_3^{2 - },PO_4^{3 - },SO_3^{2 - },HPO_4^{2 - } $ cũng cho kết tủa trắng với ion Ba2+, nhưng chúng đều tan trong các dung dịch HCl hoặc HNO3 loãng, riêng BaSO4 không tan.
3. Nhận biết anion Cl-
Dùng dung dịch AgNO3 trong môi trường HNO3 loãng, phản ứng tạo ra kết tủa trắng.
4. Nhận biết anion $CO_3^{2-}$
Dùng dung dịch axit [HCl hoặc H2SO4 loãng] axit hóa dung dịch $CO_3^{2-}$ thì CO2 sẽ giải phóng ra khỏi dung dịch, gây sủi bọt khá mạnh. Nếu dẫn khí CO2 vào bình đựng lượng dư nước vôi trong, sẽ quan sát được sự tạo thành kết tủa trắng CaCO3 làm vẩn đục nước vôi trong.
Có thể sử dụng các phản ứng đã nêu để nhận biết hoặc phân biệt các ion trong các dung dịch riêng hoặc dung dịch hỗn hợp đơn giản chứa các ion.
Page 2
SureLRN