1. Организационный момент (1-2 мин).

Учитель организует внимание учащихся.

2. Овладение содержанием учебного материала (20 мин).

А) Понятие качественных реакций.

Качественные реакции - характерные реакции, используемые для идентификации различных веществ.

Для определения присутствия веществ, анионов, катионов используются различные химические реакции. Эти реакции широко используются при проведении качественного анализа, целью которого является определение наличия веществ или ионов в растворах или смесях.

Качественные реакции можно разделить на два вида: качественные реакции на катионы и анионы.

Качественные реакции на катионы

Это реакции, с помощью которых можно определить наличие того или иного катиона в растворе. Основные качественные реакции на катионы представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Качественные реакции на катионы.

Катион

Воздействие или реактив

Наблюдаемая реакция

  Li+

Пламя

Карминово-красное окрашивание

  Na+

Пламя

Желтое окрашивание

К+

Пламя

Фиолетовое окрашивание

Са2+

Пламя

Кирпично-красное окрашивание

Sr2+

Пламя

Карминово-красное окрашивание

Ва2+

Пламя S042-

Желто-зеленое окрашивание. Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах: Ва2+ + S042 =BaS04

Сu2+

Вода

Гидратированные ионы Сu2+ имеют голубую окраску

РЬ2+

S2-

Выпадение черного осадка: Pb2+ + S2- =PbS

Аg+

Cl-

Выпадение белого осадка; не растворимого в HNO3, но растворимого в конце. NH3 Н20:

Аg+ +Cl- =AgCl

Fe2+

гексациано-феррат (III) калия (красная кровяная соль) ,K3[Fe(CN)6]

Выпадение синего осадка:

К++ Fe2+ + [Fe(CN)6]3- =KFe[Fe(CN)6]4

Fe3+

1)  гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль)

K4[Fe(CN)6] 

2)   роданид-ион SCN-

Выпадение синего осадка:

К+ + Fe3+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6]

Появление ярко-красного окрашивания за счет образования комплексных ионов Fe(SCN)2+, Fe(SCN)+2

Al3+

щелочь (амфотерные свойства гидроксида)

Выпадение осадка гидроксида алюминия при приливании первых порций щелочи и его растворение при дальнейшем приливании

NH4+

щелочь, нагрев

Запах аммиака: NH4+ + ОН- =NH3 + Н20

Н+

(кислая среда)

Индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый

красное окрашивание

красное окрашивание

Качественные реакции на катионы основаны на протекании химической реакции и на изменении цвета пламени, то есть на физическом процессе.

Определить наличие в растворе таких ионов как Li+, Na+, К+,Са2+, Sr2+с помощью химического взаимодействия невозможно, так как эти ионы не могут быть связаны в растворе с образованием нерастворимого вещества. Ионы, которые можно связать в растворе с образоваием осадка можно обнаружит с помощью химических реакций, так например ионы серебра дают белый осадок хлорида серебра с ионоами хлора: Аg+ +Cl-=AgCl.

Некоторые ионы можно определить двумя способами и по химическому взаимодействию, и по цвету пламени. Например, ионы Ba2+ окрашивают пламя в желто-зеленый цвет, но также ионы Ba2+ вступают в реакцию с анионами SO42- с образованием сульфата бария: SO42- + Ba2+ = BaSO4.

Таким образом определить наличие в растворе катионов можно как с помощью химических реакций, так по окраски пламени.

Качественные реакции на анионы

Это реакции, с помощью которых можно определить наличие того или иного аниона в растворе. Основные качественные реакции на анионы представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Качественные реакции на катионы.

Анион

Реактив

Наблюдаемая реакция

S042-

Ва2+

Выпадение белого осадка, нерастворимого в кислотах:

Ва2+ + S042-=BaS04

N03-

1) добавить конц. H2SO4 и Си, нагреть. 2) смесь H2S04 +FeSO4

Образование голубого раствора, содержащего ионы Сu2+, выделение газа бурого цвета (NO2)

Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II) [Fe(H20)5NO]2+. Окраска от фиолетовой до коричневой (реакция "бурого кольца")

РО43-

ионы Ag+

Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: ЗАg+ + Р043- =Аg3Р04

СrO42-

ионы Ва2+

Выпадоние желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCI: Ва2+ + СrO42- =BaCr04

S2-  ,

ионы РЬ2+

Выпадение черного осадка: Pb2+ + S2- =PbS

СО32-

ионы Са2+

выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Са2+ + С032- = СаСОз

CO2

известковая вода Са(ОН)2

Са(ОН)2 + С02 =СаСО3 + Н20, СаСО3 + С02 + Н20 Са(НС03)2 Выпадение белого осадка и его растворение при пропускании С02

SO32-

ионы Н+

Появление характерного запаха S02: 2Н+ + SO32- =Н20 + S02F

F-

ионы Са2+

Выпадение-белого осадка: Са2 + 2F =CaF2

Cl-

ионы Аg+

Выпадение белого осадка, не растворимого в HN03, но растворимого в конц. NH3 Н20: Аg+ +CI-= AgCl AgCI + 2(NH3 Н20) =[Ag(NH3)2]+ + CI- + 2Н2О

Br-

ионы Аg+

Выпадение светло-желтого осадка, не растворимого в HN03: Ag+ + Br- = AgBr осадок темнеет на свету

I-

ионы Аg+

Выпадение желтого осадка, не растворимого в HNO3 и NH3 конц.: Аg+ + I- =АgI осадок темнеет на свету

ОН- (щелочная среда)

индикаторы: лакмус

фенолфталеин

синее окрашивание малиновое окрашивание

Качественные реакции на анионы основаны на химическом взаимодействии, то есть определить наличие того или иного иона можно, только проведя химическую реакцию. Например, что бы определить наличие в растворе ионов хлора, необходимо провести химическое взаимодействие изучаемого объекта с растворимой солью серебра, тогда сущность реакции будет отражаться следующим ионным уравнением:

Аg+ +CI-= AgCl

В своей работе я буду использовать качественные реакции для изучения воды различного происхождения.

Таким образом, проведя качественные реакции можно подтвердить однозначно их наличие определенных ионов в растворе.

Б) Использование качественных реакций.

Данный этап урока посвящен тому, где можно использовать качественные реакции. Ученик, выполнявший исследовательскую работу рассказывает о практической части своей работы, где проводилось исследование различных образцов воды.

Экспериментальная часть работы состояла из двух опытов по изучению качественного состава образцов водопроводной и природной воды.

Цель: исследование состава воды (водопроводного и природного происхождения) с помощью качественных реакций (на ионы H+, OH-, Cl-, SO42-).

а) Первый опыт: