NHẬN BIẾT CÁC CATION BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

I/ Nguyên tắc và yêu cầu khi giải bài tập nhận biết.

-  Muốn nhận biết hay phân biệt các hóa chất chúng ta phải dựa vào phản ứng đặc trưng và có hiện tượng dễ dàng nhận biết được: như có chất kết tủa tạo thành sau phản ứng, đổi màu dung dịch, giải phóng chất có mùi hoặc có hiện tượng sủi bọt khí. Hoặc có thể sử dụng một số tính chất vật lí (nếu như bài cho phép) như độ tan, dễ bị phân hủy hay có mùi đặc trưng,...

-  Phản ứng hoá học được chọn để nhận biết là phản ứng đặc trưng đơn giản và có dấu hiệu rõ rệt. Trừ trường hợp đặc biệt, thông thường muốn nhận biết n hoá chất cần phải tiến hành (n – 1) thí nghiệm.

-  Tất cả các chất được lựa chọn dùng để nhận biết các hoá chất theo yêu cầu của đề bài, đều được coi là thuốc thử.

II/ Các bước tiến hành.

1/ Chiết (trích mẫu thử) các hóa chất cần nhận biết vào các ống nghiệm và (đánh số thứ tự)

2/ Chọn thuốc thử thích hợp (tuỳ theo yêu cầu đề bài: thuốc thử tuỳ chọn, hạn chế hay không dùng thuốc thử nào khác).

3/ Cho vào các ống nghiệm ghi nhận các hiện tượng xảy ra và rút ra kết luận.

4/ Viết phương trình hóa học minh hoạ.

III/ Các dạng bài tập thường gặp.

-  Nhận biết các hoá chất (rắn, lỏng, khí) riêng biệt.

-  Nhận biết các chất đựng trong các lọ mất nhãn riêng biệt.

-  Xác định sự có mặt của các chất (hoặc các ion) trong cùng một dung dịch.

-  Tuỳ theo yêu cầu của bài tập mà trong mỗi dạng có thể gặp 1 trong các trường hợp sau:

+ Nhận biết với thuốc thử tự do (không hạn chế thuốc thử) 

+ Nhận biết với thuốc thử hạn chế (thông thường chỉ dùng 1 thuốc thử và không được dùng thêm các hóa chất khác)

+ Nhận biết không được dùng thuốc thử bên ngoài (thông thường dạng này chúng ta kẽ bảng vừa nhận biết hóa chất vừa lấy chất đó làm thuốc thử).

IV/ Nhận biết cation trong dung dịch

1. Nhận biết cation kim loại kiềm Na⁺, K⁺ bằng màu ngọn lửa. 

 - Na+ cháy với ngọn lửa màu vàng tươi.

 - K⁺ cháy với ngọn lửa màu tím.

2. Nhận biết cation amoni NH₄⁺

– Thuốc thử dùng để nhận biết ion NH4+ là dung dịch kiềm. Hiện tượng là khí mùi khai hoặc làm quỳ tím tẩm ướt hóa xanh.

  NH4+ + OH– –> NH3 ↑ + H2O

3. Nhận biết cation Ca²⁺

– Thuốc thử dùng để nhận biết ion Ca²+ là K₂Cr₂O₄ có kết tủa màu vàng tươi và tan trong axit.

  Ca²⁺ + CrO₄^2- –>  CaCrO₄

4. Nhận biết cation Ba²⁺

– Thuốc thử dùng để nhận biết ion Ba²+ là H₂SO₄ có kết tủa trắng không tan trong axit.

  Ba²⁺ + SO₄^2- –>   BaSO₄

 Hoặc dung dịch K₂Cr₂O₄ (K₂Cr₂O₇) có kết tủa màu vàng tươi và không trong axit.

  Ba²⁺ + CrO₄^2- –>  BaCrO₄

5. Nhận biết cation Al³⁺

– Thuốc thử dùng để nhận biết ion Al³⁺ là dung dịch kiềm dư có hiện tượng kết tủa trắng keo sau đó kết tủa tan.

 Al³⁺ + 3OH^-  –> Al(OH)₃

 Al(OH)₃ + OH^-  –> [Al(OH)₄]^-

6. Nhận biết cation Cr³⁺

– Thuốc thử dùng để nhận biết ion Cr³⁺ là dung dịch kiềm dư có hiện tượng kết tủa màu xanh sau đó kết tủa tan thành dung dịch màu xanh.

  Cr³⁺ + 3OH^-  –> Cr(OH)₃

  Cr(OH)₃ + OH^-  –> [Cr(OH)₄]^-

7. Nhận biết cation Fe³⁺

– Thuốc thử dùng để nhận biết ion Fe³⁺ là dung dịch kiềm hoặc NH₃ có hiện tượng kết tủa màu nâu đỏ. 

  Fe3+ + 3OH– → Fe(OH)3

Hoặc dung dịch có chứa ion thioxianat (SCN-) tạo ion phức chất có màu đỏ máu.

  Fe3+ + 3SCN– → Fe(SCN)3

8. Nhận biết cation Fe²⁺

– Thuốc thử dùng để nhận biết ion Fe²⁺ là dung dịch kiềm hoặc NH₃ có hiện tượng kết tủa trắng hơi xanh. Sau đó chuyển dần sang màu nâu đỏ. 

  Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2

  4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4 Fe(OH)3

Hoặc dung dịch chứa  Fe2+ làm mất màu dung dịch thuốc tím trong môi trường axit.

  MnO₄– + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

9. Nhận biết cation Cu²⁺

– Thuốc thử dùng để nhận biết ion Cu²⁺ là dd NH3 lúc đầu tạo kết tủa Cu(OH)2 màu xanh. Sau đó kết tủa này tan ra tạo ion phức có màu xanh lam đặc trưng.

  Cu2+ + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2 + 2NH4+

  Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 2OH–

10. Nhận biết cation Ni²⁺

– Thuốc thử dùng để nhận biết ion Ni²⁺ là dung dịch kiềm có hiện tượng kết tủa màu xanh lục. 

  Ni2+ + 2OH– → Ni(OH)2

Ni(OH)2 không tan trong kiềm dư nhưng tan trong dung dịch NH₃ tạo ion phức màu xanh.

  Ni(OH)2 + 6NH3 → [Ni(NH3)6]2+ + 2OH–

Trung tâm gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC

(nguồn từ internet)