CHƯƠNG 8. Bài 48. Nhận biết một số cation trong dung dịch

I- NGUYÊN TẮC NHẬN BIẾT MỘT SỐ ION TRONG CÁC DUNG DỊCH

Để nhận biết một số ion trong dung dịch, người ta thêm vào dung dịch một thuốc thử tạo với ion đó một sản phẩm đặc trưng như: một chất kết tủa, một hợp chất có màu hoặc một chất khí khó tan sủi bọt, bay khỏi dung dịch.

II- NHẬN BIẾT CÁC CATION Na⁺ VÀ NH⁺₄

1. Nhận biết cation Na⁺

Hầu hết các hợp chất của natri tan nhiều trong nước và không có màu, nên người ta không dùng phản ứng hóa học để nhận biết ion Na+ mà dùng phương pháp vật lí thử màu ngọn lửa như sau:

Cho một ít muối rắn lên dây platin hình khuyên hoặc nhúng dây platin vào dung dịch muối natri rồi đưa đầu dây đó vào ngọn lửa đèn khí không màu, thấy ngọn lửa nhuốm màu vàng tươi. Tuy nhiên, không khí trong phòng thí nghiệm thường có bụi, trong bụi nhiều khi có vết muối natri nên ta thấy ngọn lửa có màu vàng. Vì vậy, trước khi tiến hành thử ta nhúng dây platin nhiều lần vào dung dịch HCl sạch và chỉ kết luận trong dung dịch có mặt ion Na+ khi ngọn lửa có màu vàng tươi.

2. Nhận biết cation NH⁺₄

Thêm lượng dư dung dịch kiềm NaOH hoặc KOH vào dung dịch chứa ion amoni rồi đun nóng nhẹ, khí NH₃ sẽ được giải phóng:

NH⁺₄+OH⁻→t^o  NH₃↑+H₂O

Ta nhận ra khí đó bằng mùi khai của nó hoặc sự thay đổi màu của mấu giấy quỳ tím tẩm ướt bằng nước cất (màu tím đổi sang màu xanh).

III- NHẬN BIẾT CATION Ba²⁺

- Để nhận biết cation Ba²⁺ và tách nó khỏi dung dịch người ta dùng dung dịch H2SO4 loãng, thuốc thử này tạo với ion Ba2+ kết tủa màu trắng không tan trong thuốc thử dư.

Ba²⁺+SO²⁻₄→BaSO₄↓

- Để nhận biết cation này ta dung dung dịch thuốc thử K₂CrO₄ hoặc K₂Cr₂O₇:

  Ba²⁺+CrO²⁻₄→BaCrO₄↓

  2Ba²⁺+Cr₂O⁻²₇+H₂O→2BaCrO₄↓+2H⁺

                                    màu vàng tươi                                                                                        

IV- NHẬN BIẾT CÁC CATION Al³⁺,Cr³⁺

Đặc tính chung của 2 cation này tạo nên các hiđroxit lưỡng tính. Vì vậy, khi thêm từ từ dung dịch chứa chúng, đầu tiên các hiđroxit M(OH)3 kết tủa, sau đó kết tủa này tan trong thuốc thử dư:

V- NHẬN BIẾT CÁC CATION Fe²⁺,Fe³⁺,Cu²⁺,Ni²⁺

1. Nhận biết các cation Fe³⁺

- Thuốc thử đặc trưng của ion Fe³⁺ là dung dịch chứa ion thioxianat SCN⁻, nó tạo với ion Fe³⁺ các ion phức chất có màu đỏ máu:

Fe³⁺+3SCN⁻→Fe(SCN)₃

- Cho dung dịch kiềm NaOH,KOH hoặc NH3 vào dung dịch chứa ion Fe3+, kết tủa Fe(OH)3 màu nâu đỏ sẽ tạo thành:

Fe³⁺+3OH⁻→Fe(OH)₃↓

                    màu nâu đỏ

2. Nhận biết cation Fe²⁺

- Cho dung dịch kiềm OH⁻ hoặc NH₃ vào dung dịch Fe²⁺ thì kết tủa Fe(OH)₂ màu trắng hơi xanh sẽ tạo thành. Ngay sau đó, trong dung dịch kết tủa này tiếp xúc với oxi không khí và bị oxi hóa thành Fe(OH)3:

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃

Vì vậy, kết tủa đang từ màu trắng hơi xanh, chuyển dần sang màu vàng rồi cuối cùng thành màu nâu đỏ.

- Các dung dịch chứa Fe2+ làm mất màu dung dịch thuốc tím có mặt ion H+ của môi trường axit:

MnO⁻₄+5Fe²⁺+8H⁺→Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O

màu tím hồng         không màu

3. Nhận biết cation Cu²⁺

Thuốc thử đặc trưng của ion Cu²⁺ là dung dịch NH₃. Dung dịch thuốc thử đó đầu tiên tạo với ion Cu2+ kết tủa Cu(OH)2 màu xanh, sau đó kết tủa này bị hòa tan trong thuốc thử tạo thành ion phức [Cu(NH3)4]2+ có màu xanh lam đặc trưng:

4. Nhận biết cation Ni2+

Các dung dịch muối niken (đều có màu xanh lá cây) tác dụng với các dung dịch NaOH,KOH tạo thành kết tủa hiđroxit Ni(OH)2 màu xanh lục, không tan trong thuốc thử dư, nhưng tan được trong dung dịch NH3 tạo thành ion phức màu xanh: