Урок по химии на тему "Определение катионов и анионов"

Скачать материал

Урок-практикум «Качественные реакции обнаружения некоторых катионов и анионов»

Цели урока:

Обучающие:

Дать понятия "качественная реакция", сформировать понимание учащихся о возможности использования качественных реакций для анализа образцов воды, продолжить формирование умения записывать уравнения химических реакций в ионном виде.

Воспитывающие:

Способствовать формированию умения применять приемы логического мышления, способствовать развитию грамотной устной и письменной химической речи.

Развивающие:

Создать условия для развития коммуникативной культуры, диалогической речи учащихся, прививать навыки работы с веществами.

Оборудование:

· Растворы индикаторов (метилоранжа, лакмуса, фенолфталеина), растворы нитрата серебра, хлорида бария, сульфата натрия, серной кислоты, гидроксида натрия (калия). Набор реактивов должен быть рассчитан на пару учащихся, в наборе каждой парте стоят три пробирки с прозрачными растворами: серной кислоты (пробирка №1), гидроксида калия (пробирка №2) и хлорида бария (пробирка №3).

· При возможности урок лучше сопровождать электронной презентацией.

Ход урока

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 S0₄^2-	Желто-зеленое окрашивание. Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах: Ва²⁺ + S0₄² =BaS0₄
Сu²⁺	Вода	Гидратированные ионы Сu²⁺ имеют голубую окраску
РЬ²⁺	S^2-	Выпадение черного осадка: Pb²⁺ + S^2- =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 SO₄^2- с образованием сульфата бария: SO₄^2- + 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
S0₄^2-	Ва²⁺	Выпадение белого осадка, нерастворимого в кислотах: Ва²⁺ + S0₄^2-=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+ + Р0₄^3- =Аg₃Р0₄
СrO₄^2-	ионы Ва²⁺	Выпадоние желтого осадка, не растворимого в уксусной кислоте, но растворимого в HCI: Ва²⁺ + СrO₄^2- =BaCr0₄
S^2- ,	ионы РЬ²⁺	Выпадение черного осадка: Pb²⁺ + S^2- =PbS
СО₃^2-	ионы Са²⁺	выпадение белого осадка, растворимого в кислотах: Са²⁺ + С0₃^2- = 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
SO₃^2-	ионы Н⁺	Появление характерного запаха S0₂: 2Н⁺ + SO₃^2- =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^-, SO₄^2-).

а) Первый опыт:

Характеристика изучаемых образцов воды:

Водопроводная вода(село);

Водопроводная вода (территория школы);

Растаявший снег (около школы);

Фильтрованная, водопроводная вода из территории школы(фильтр "Аквафор").

Опыт проводился следующим образом: каждый образец воды был разделен на четыре части. К каждой части соответственно добавлялся соответствующий реактив, полученные наблюдения представлены в таблице, а ход опыта на рисунке. В случае определения проведения качественных реакций на кислоту и щелочь, по мимо изучаемых образцов использовались контрольные образцы, содержащие соответственно соляную кислоту и гидроксид калия. Это необходимо, для того чтобы лучше увидеть изменение цвета индикатора.

Реактив	№ образца
Реактив	1	2	3	4
Метилоранж	Цвет не изменился	Цвет не изменился	Цвет не изменился	Цвет не изменился
Фенолфталеин	Раствор остался бесцветным	Раствор остался бесцветным	Раствор остался бесцветным	Раствор остался бесцветным
Нитрат серебра	Появился белый осадок	Раствор слабо помутнел	Цвет не изменился	Цвет не изменился
Хлорид бария	Изменений нет	Изменений нет	Изменений нет	Изменений нет

В первом опыте исследовались четыре образца воды (водопроводная вода и Красного Села; водопроводная вода с территории гимназии; растаявший снег, собранный около гимназии; фильтрованная вода), наблюдения представлены в таблице, откуда видно, что в исследуемых образцах нет кислоты, щелочей и сульфат ионов. Опыт показал, что в водопроводной воде из Красного Села содержится значительное количество хлорид ионов, а в водопроводной воде с территории гимназии содержание хлорид ионов не значителен. Вода, полученная при таянии снега, и фильтрованная вода не содержат хлорид ионов в обнаруживаемых количествах.

б) Второй опыт:

Характеристика изучаемых образцов воды:

Образец воды с магистрали
Снег из малопосещаемого места
Снег из дворовой территории
Дистиллированная вода

Данный опыт проводился аналогично первому опыту, ход опыта представлен на рисунке 2, а результаты наблюдений в таблице.

Реактив	№ образца
Реактив	1	2	3	4
Метилоранж	Цвет не изменился	Цвет не изменился	Цвет не изменился	Цвет не изменился
Фенолфталеин	Раствор остался бесцветным	Раствор остался бесцветным	Раствор остался бесцветным	Раствор остался бесцветным
Нитрат серебра	Появился белый осадок	Цвет не изменился	Цвет не изменился	Цвет не изменился
Хлорид бария	Появился незначительный белый осадок	Изменений нет	Изменений нет	Изменений нет

Во втором опыте исследовались четыре образца воды (снег с магистрали, снег с малопосещаемого места, снег из дворовой территории и дистиллированная вода). Наблюдения представлены в таблице, откуда видно, что в исследуемых образцах нет кислоты и щелочи. Опыт показал, что снег с магистрали содержит значительное количество хлорид ионов и небольшое количество сульфат ионов. Другие образцы не содержат в обнаруживаемых количествах ни сульфат, ни хлорид ионов.

Если предположить, что изучаемые образцы воды могут содержать хлорид ионы в виде хлорид магния, а сульфат-ионы в составе сульфата натрия, то можно записать следующие уравнения реакций:

Качественная реакция на хлорид-ионы:

2AgNO₃ + MgCl₂ = 2AgCl + Mg(NO3)2

2Ag+ + 2NO3- + Mg2+ + 2Cl- = 2AgCl + Mg2+ + 2NO3-

2Ag+ + 2Cl-= 2AgCl

Ag+ + Cl-= AgCl

Качественные реакции на сульфат-ионы:

BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄ + 2NaCl

Ba²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + SO₄^2- = BaSO₄ + 2Na⁺ + 2Cl^-

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄

Таким образом, используя образцы природной и водопроводной воды, с помощью качественных реакций, я определила содержание ионов хлорида и бария, кислотность воды.

Опыты показали, что водопроводная вода из Красного Села определяемые с помощью качественной реакции, количества хлорид ионов, а водопроводная вода из гимназии - нет.

3. Закрепление знаний учебного материала (10 мин).

На данном этапе учащимся предлагается выполнить практическое задание по проведению качественных реакций.

Задание:

С помощью качественных реакций доказать, что выданные вам вещества - растворы серной кислоты (пробирка №1), гидроксида калия (пробирка №2) и хлорида бария (пробирка №3). Записать наблюдения и уравнения соответствующих реакций. Учащиеся выполняют задания в парах и заполняют таблицу:

ФИО
Уравнение диссоциации соли в растворе
Качественная реакция на катион	Необходимый реактив	Наблюдения	Уравнение реакции в ионном виде
Качественная реакция на катион	Необходимый реактив	Наблюдения	Уравнение реакции в ионном виде
Вывод

Домашнее задание обычно отсутствует.

4. Завершение урока (1-2 мин).

Учитель благодарит учащихся за урок, оценивает деятельность учащихся в целом и отдельных учащихся индивидуально. Собирает таблицы с выполненным заданием.

Скачать материал

Скачать материал "Урок по химии на тему "Определение катионов и анионов""

Как учитель может зарабатывать на Инфоуроке?

Краткое описание документа:

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.

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

Качественные реакции на катионы

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

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.

Качественные реакции на анионы

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

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.

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

а) Первый опыт:

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 664 525 материалов в базе

Найти материалы

Скачать материал

Другие материалы

docx

Конспект урока химии на тему "Сера и ее соединения. Аллотропия серы. Сероводород. Оксиды серы (IV, VI)"

09.03.2015
3569
46

docx

Разработка урока по химии на тему "Решение расчетных задач" (8 класс)

Рейтинг: 4 из 5

09.03.2015
6579
88

docx

Урок по химии на тему "Типы химических реакций на примере свойств воды."

09.03.2015
734
1

docx

Урок по химии на тему "Реакции обмена"

09.03.2015
815
0

docx

Урок по химии на тему "Углерод"

09.03.2015
776
0

docx

Урок по химии на тему "Соединения фосфора"

09.03.2015
1124
0

docx

Урок по химии на тему "Соединения железа +2 и +3."

Рейтинг: 5 из 5

09.03.2015
1713
18

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Скачать материал
- 09.03.2015 11669
- DOCX 29.5 кбайт
- 108 скачиваний
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Жумабеков Жанибек Мейрамбекович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Автор материала

Жумабеков Жанибек Мейрамбекович
- На сайте: 9 лет и 1 месяц
- Подписчики: 0
- Всего просмотров: 15375
- Всего материалов: 2