Preskočiť na obsah
Chcete tieto pokusy naživo? Prinesiem ich do vašej školy ako show.Show a workshopy
Späť

Vzdelávanie · Učivo

Analytická chémia

lekcia 2

Dôkazy katiónov

Úroveň výkladu:
základná školastredná škola, s rozšíreniami pre náročnejších

úvod

Katióny kovov sú v roztoku neviditeľné, kým s nimi niečo nezreaguje. Analytik k vzorke pridáva činidlá a sleduje, čo sa stane: či vznikne zrazenina a akej farby, či sa roztok sfarbí, alebo unikne plyn. Každý katión má svoju sadu typických reakcií.

teória

Prvá stopa: farba roztoku

Ešte pred prvým činidlom stojí za to pozrieť sa na vzorku. Roztoky solí medi sú svetlomodré, niklu zelené, železité žltohnedé a železnaté svetlozelené. Roztoky sodíka, draslíka, vápnika, zinku, hliníka či striebra sú bezfarebné. Farba však len napovie, dokázať treba reakciou.

teória

Hydroxid sodný a amoniak

Najužitočnejšie činidlá na začiatok sú hydroxid sodný a amoniak. S mnohými katiónmi vytvoria zrazeniny hydroxidov:

KatiónS NaOHV nadbytku NaOHS amoniakom v nadbytku
Cu²⁺modrá zrazeninanerozpustí sasýtomodrý roztok
Fe²⁺špinavozelená, hnednenerozpustí sašpinavozelená zrazenina
Fe³⁺hrdzavohnedánerozpustí sahrdzavohnedá zrazenina
Ni²⁺svetlozelenánerozpustí samodrofialový roztok
Zn²⁺bielarozpustí sarozpustí sa
Al³⁺biela rôsolovitározpustí sanerozpustí sa

Biele zrazeniny zinku a hliníka sa na prvý pohľad nelíšia. Prezradí ich amoniak: zrazenina zinku sa v ňom rozpustí, hliníka nie.

teória

Typické dôkazy

Niektoré reakcie sú pre katión také typické, že sa používajú ako jeho dôkaz:

  • Ag⁺: s kyselinou chlorovodíkovou biela zrazenina, ktorá sa v amoniaku rozpustí.
  • Pb²⁺: s jodidom draselným žltá zrazenina, ktorá sa z horúceho roztoku vylúči ako trblietavé zlaté lístočky. Ukazuje to pokus Zlatý dážď.
  • Cu²⁺: s amoniakom sýtomodrý roztok.
  • Fe³⁺: s tiokyanatanom draselným krvavočervené sfarbenie, ako pri pokuse Umelá krv. S hexakyanoželeznatanom draselným tmavomodrá zrazenina, pokus Berlínska modrá.
  • Ni²⁺: s dimetylglyoxímom malinovočervená zrazenina.
  • Ca²⁺: so šťavelanom amónnym biela zrazenina.
  • Ba²⁺: s kyselinou sírovou biela zrazenina, nerozpustná ani v kyselinách.
  • NH₄⁺: s hydroxidom sodným po zahriatí uniká amoniak. Cítiť ho a vlhký červený lakmusový papierik zmodrie.

Vyskúšaj si, ako reaguje dvanásť katiónov s jedenástimi činidlami. V záložke Neznáma vzorka potom urči katión v skúmavke bez nálepky čo najmenším počtom činidiel.

vyskúšaj si

Skúmavky: dôkazy katiónov

strieborný katión (Ag⁺), roztok je bezfarebný. Pridaj činidlo:

Najlepší dôkaz: S HCl biela zrazenina AgCl, ktorá sa v amoniaku rozpustí.

Čo uvidíš po pridaní KSCN k roztoku s katiónmi Fe³⁺?

0 / 0

teória

Plameňová skúška

Niektoré kovy prezradí už plameň kahana. Platinový alebo nichrómový drôtik namočíme do kyseliny chlorovodíkovej, potom do vzorky a vložíme do nesvietivej časti plameňa. Sodík sfarbí plameň sýto žlto, draslík fialovo, lítium karmínovo, vápnik tehlovočerveno, stroncium červeno, bárium žltozeleno a meď modrozeleno. Ako to vyzerá naživo, ukazuje pokus Plameňové skúšky.

vyskúšaj si

Plameňová skúška

Vyber soľ, nanes ju na drôtik a vlož ho do plameňa.

Bez vzorky horí plyn v kahane bledomodrým plameňom.

Teplo plameňa dodá atómom kovu energiu. Atómy ju hneď vyžiaria ako svetlo a každý kov svieti vlastnou farbou.

Zapamätaj si: katióny dokazujeme zrazeninami, zmenou farby roztoku a plameňovou skúškou. Meď s amoniakom dá sýtomodrý roztok, železité ióny s tiokyanatanom krvavočervený, strieborné s kyselinou chlorovodíkovou bielu zrazeninu. Sodík sfarbí plameň žlto, vápnik tehlovočerveno.

Dôkazy v rovniciach

Pri zrážacích dôkazoch vzniká málo rozpustná látka:

Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl

Pb²⁺ + 2 I⁻ → PbI₂

Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄

Farebné roztoky s amoniakom vznikajú, lebo katión naviaže molekuly amoniaku do komplexného iónu:

Cu²⁺ + 4 NH₃ → [Cu(NH₃)₄]²⁺

AgCl + 2 NH₃ → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl⁻

Hydroxidy zinku, hliníka a olova sú amfotérne. V nadbytku hydroxidu sa rozpustia na hydroxokomplexy:

Zn(OH)₂ + 2 OH⁻ → [Zn(OH)₄]²⁻

Dôkazy si navzájom prekážajú. Ni²⁺ s amoniakom tiež tvorí modrofialový roztok a ruší dôkaz medi. Žltý plameň sodíka prekryje fialový plameň draslíka, preto sa draslík pozoruje cez kobaltové sklo, ktoré žlté svetlo pohltí. Analytik preto vždy počíta s tým, čo by mohlo jeho dôkaz pokaziť.

rozšírenie Dôkazy na papieri

Rakúsky chemik Fritz Feigl v 20. rokoch 20. storočia rozpracoval kvapkovú analýzu: stačí kvapka vzorky a kvapka činidla na filtračnom papieri. Na rovnakom princípe fungujú dnešné diagnostické prúžky. Ponoríš prúžok do vody z akvária alebo studne a farba políčok ukáže dusičnany, dusitany či tvrdosť vody. Lekári tak isto zisťujú cukor alebo bielkoviny v moči.

teória

Časté chyby

  • „Farba roztoku stačí ako dôkaz.“ Farba len napovie. Zelený roztok môže obsahovať nikel aj železo, dôkaz treba overiť reakciou.
  • „Všetky hydroxidy sú nerozpustné aj v nadbytku zásady.“ Hydroxidy zinku, hliníka a olova sa v nadbytku NaOH rozpustia.
  • „Biela zrazenina je vždy ten istý ión.“ Bielu zrazeninu dáva AgCl, BaSO₄, Zn(OH)₂ aj Al(OH)₃. Rozlíšiš ich ďalšími skúškami.
  • „Plameň sodíka a draslíka sa nedá pomýliť.“ Stopa sodíka prekryje fialovú farbu draslíka, preto sa používa kobaltové sklo.

Ako sa dokazujú anióny, ukazuje ďalšia lekcia Dôkazy aniónov.

zrazeniny, farby a plameň

Dôkazy katiónov

príklad 1

0 / 0

rozumieš tomu?

Otestuj sa

4 otázok · úroveň ZŠ4 otázok · úroveň SŠ

Kvíz: Dôkazy katiónov

Otázka 1/4

Akou farbou sa sfarbí plameň po vložení soli sodíka?

Skóre: 0

Najprv vyber odpoveď.

Chcete tento pokus naživo?

Ukážem ho vašim žiakom na chemickej show: 15 pokusov za jednu hodinu, 5 € na žiaka.

Rezervovať termín

Nahlásiť chybu

Chyba v texte, zlá odpoveď alebo niečo, čo nefunguje? Stačí pár slov.

Čo sa stalo?
vedeckeokienko.sk/

Hlásenie uvidí len správca webu. Osobné údaje sem nepatria. Ochrana osobných údajov