Lý thuyết nhận biết một số ion trong dung dịch

Lý thuyết:

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 CrO₄^2- 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 CrO₄^2- 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 SO₄^2-

Dùng dung dịch BaCl₂ trong môi trường axit loãng dư (dung dịch HCl hoặc HNO₃)

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓ (trắng, không tan trong dung dịch axit loãng)

III. NHẬN BIẾT ANION SO₃^2-