Tóm tắt Lý thuyết Hóa 12 Chương 8

Cách nhận biết một số cation trong dung dịch 

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 các cation kim loại kiềm và 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 các 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:

BẢNG TỔNG HỢP NHẬN BIẾT CATION

CATION TẠO KẾT TỦA VỚI HALOGENUA

CATION TẠO KẾT TỦA CACBONAT, PHOTPHAT, SUNFUA

Cách nhận biết một số anion trong dung dịch

1. 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)

2. 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)

3. Nhận biết anion SO₃^2-

Ion sunfit làm mất màu dung dịch I₂ (màu nâu đỏ):

SO₃^2- + I₂ + H₂O → SO₄^2- + 2H⁺ + I^-

4. 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↓

Các anion halogenua Br^- và I^- có phản ứng tương tự tạo thành kết tủa AgBr và AgI không tan cùng với AgCl. Nhưng AgCl tan được trong dung dịch NH₃ loãng:

AgCl + NH₃ → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^-

Kết tủa AgCl sẽ xuất hiện trở lại trong dung dịch HNO₃:

[Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^- + 2H⁺ → AgCl↓ + 2NH₄⁺

5. Nhận biết anion CO₃^2-

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:

CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O

HCO₃^- + H⁺ → CO₂↑ + H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

BẢNG TỔNG HỢP NHẬN BIẾT ANION

Cách nhận biết một số chất khí

I. Nguyên tắc chung

Có thể dựa vào tính chất vật lý hoăc tính chất hóa học đặc trưng của nó như màu, mùi, khả năng tạo kết tủa với các chất khác.

II. Nhận biết một số chất khí

1. Nhận biết khí CO₂

- Không màu, không mùi nặng hơn không khí, ít tan trong nước, làm đục nước vôi trong

- Khi thêm Ca(OH)₂ dư/ Ba(OH)₂ dư tạo kết tủa trắng

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

2. Nhận biết khí SO₂

- Không màu, nặng hơn không khí, có mùi hắc, gây ngạt và độc, làm đục nước vôi trong giống CO₂

- Làm nhạt màu dung dịch nước brom hoặc dung dịch iot.

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

SO₂ + I₂ + 2H₂O → 2HI + H₂SO₄

3. Nhận biết khí Clo

- Màu vàng lục, mùi hắc, độc, ít tan trong nước

- Nhận biết bằng giấy tẩm KI và hồ tinh bột. Do phản ứng tạo ra I₂ gặp hồ tinh bột tạo màu xanh tím.

Cl₂ + KI → 2KCl + I₂ (làm xanh tinh bột)

4. Nhận biết khí NO₂

- Màu nâu đỏ, độc, ít tan trong nước. Có thể nhận biết qua màu nâu đỏ khi nồng độ NO₂ đủ lớn.

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

5. Nhận biết khí H₂S

- Không màu, mùi trứng thối, độc.

- Tạo muối sunfua kết tủa có màu với nhiều dung dịch muối

Cu²⁺ + H₂S → CuS + 2H⁺

Pb²⁺ + H₂S → PbS + 2H⁺

6. Nhận biết khí NH₃

- Không màu, tan nhiều trong nước, mùi khai đặc trưng.

- Làm xanh quỳ tím ẩm

BẢNG TỔNG HỢP NHẬN BIẾT CHẤT KHÍ

Lý thuyết Chuẩn độ axit bazo, chuẩn độ oxi hóa khử

1. Nguyên tắc

Dựa vào thể tích dung dịch chuẩn độ tiêu tốn, nồng độ của nó và thể tích dung dịch chất cần chuẩn độ, ta dễ dàng tính được nồng độ hoặc lượng của nó.

2. Phương pháp, dấu hiệu nhận biết

a. Phương pháp chuẩn độ trung hòa (chuẩn độ axit - bazơ)

- Dùng những dung dịch kiềm (NaOH hoặc KOH) đã biết chính xác nồng độ làm dung dịch chuẩn để chuẩn độ các dung dịch axit và dùng các dung dịch axit mạnh (HCl, HNO₃, H₂SO₄) đã biết chính xác nồng độ làm dung dịch chuẩn để độ các dung dịch bazơ.

- Để nhận ra điểm tương đương (thời điểm dung dịch chuẩn vừa phản ứng hết với dung dịch cần xác định) của phản ứng chuẩn độ trung hòa, người ta dùng chất chỉ thị axit - bazơ (hay chỉ thi pH, là những axit yếu có màu sắc thay đổi theo pH)

Bảng ghi khoảng pH đổi màu của một số chỉ thị

Tên thông dụng của chất chỉ thị	Khoảng pH đổi màu	Màu dạng axit - bazơ
Metyl da cam	3,1 - 4,4	Đỏ - vàng
Metyl đỏ	4,2 - 6,3	Đỏ - vàng
Phenolphtalein	8,3 - 10,0	Không màu - đỏ

Với mỗi phản ứng chuẩn độ cụ thể người ta chọn những chất chỉ thị nào có khoảng đổi màu trắng hoặc rất sát điểm tương đương.

b. Chuẩn độ oxi hóa khử bằng phương pháp pemangant

- Chuẩn độ oxi hóa - khử (phương pháp pemangant): được dùng để chuẩn độ dung dịch của các chất khử (Ví dụ: Fe²⁺, H₂O₂, H₂C₂O₄, .. ) trong môi trường axit mạnh (thường dùng dung dịch H₂SO₄ loãng), khi đó MnO₄^- bị khử về Mn²⁺ không màu:

MnO₄^- + 8H⁺ + 5e → Mn²⁺ + 4H₂O

- Trong phương pháp này chất chỉ thị chính là KMnO₄ vì ion Mn²⁺ không màu do đó khi dư một giọt KMnO₄ dung dịch từ không màu chuyển sang màu hồng rất rõ giúp ta kết thúc chuẩn độ.

Lý thuyết về nhận biết một số chất vô cơ

1. Nhận biết cation

BẢNG TỔNG HỢP NHẬN BIẾT CATION

BẢNG NHẬN BIẾT CATION TẠO KẾT TỦA VỚI HALOGENUA

BẢNG NHẬN BIẾT CATION TẠO KẾT TỦA CACBONAT, PHOTPHAT, SUNFUA

2. Nhận biết anion

BẢNG TỔNG HỢP NHẬN BIẾT ANION

3. Nhận biết một số chất khí

BẢNG TỔNG HỢP NHẬN BIẾT CHẤT KHÍ