Lý thuyết nhận biết một số ion trong dung dịch

A. NHẬN BIẾT CATION

I. NGUYÊN TẮC NHẬN BIẾT

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, ……

II. NHẬN BIẾT CATION KIM LOẠI KIỀM VÀ ION NH4+

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+

III. NHẬN BIẾT CATION Ca2+, Ba2+

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.

IV. NHẬN BIẾT CATION Al3+, Cr3+

 - 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:

V. NHẬN BIẾT CATION Fe2+, Fe3+, Cu2+, Mg2+

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