Eksperimen: Analisis kualitatif anion

Analisis kualitatif anion bermaksud mengetahui ion negatif mana yang hadir dalam sesuatu garam. Setiap anion lazim mempunyai ujian pengesahannya sendiri dengan pemerhatian yang jelas, jadi ini amali Kertas 3 kegemaran yang menghargai kerja yang teliti dan tersusun. Panduan ini menyusun ujian bagi karbonat, klorida, sulfat dan nitrat, pemerhatian yang dijangka, dan kemahiran proses sains yang dihargai dalam kertas amali. Ia berpasangan secara semula jadi dengan pengenalpastian kation, supaya garam yang lengkap boleh dinamakan.

Tujuan

Untuk mengenal pasti anion yang hadir dalam larutan garam yang diberi menggunakan ujian pengesahan khusus bagi ion karbonat, klorida, sulfat dan nitrat.

Radas dan bahan

• Tabung uji dan rak tabung uji
• Tiub penghantar dan tabung uji berisi air kapur (untuk ujian karbonat)
• Penitis (pipet titis)
• Penunu Bunsen
• Asid hidroklorik cair dan asid nitrik cair
• Larutan barium klorida dan larutan argentum nitrat
• Larutan ferum(II) sulfat dan asid sulfurik pekat (untuk ujian gelang perang nitrat)
• Larutan garam yang tidak diketahui

Prosedur

1. Ujian karbonat. Tambah asid cair kepada sebahagian pepejal atau larutan. Jika ia berbuih, alirkan gas melalui air kapur dan perhatikan sama ada air kapur menjadi keruh.
2. Ujian sulfat. Kepada bahagian baharu larutan, tambah sedikit asid hidroklorik cair untuk menyingkirkan sebarang karbonat, kemudian tambah larutan barium klorida dan perhatikan.
3. Ujian klorida. Kepada bahagian baharu, tambah sedikit asid nitrik cair, kemudian tambah larutan argentum nitrat dan perhatikan; kemudian tambah larutan ammonia untuk menguji sama ada mendakan larut.
4. Ujian nitrat (gelang perang). Kepada bahagian baharu, tambah larutan ferum(II) sulfat, kemudian tambah asid sulfurik pekat dengan berhati-hati di sisi tabung uji yang dicondongkan supaya ia membentuk lapisan di dasar, dan perhatikan pertemuan dua cecair itu.
5. Rekod setiap pemerhatian di sebelah ujian, dan padankannya dengan keputusan yang diketahui untuk mengenal pasti anion.

Pemerhatian yang dijangka

Dalam ujian karbonat, menambah asid cair menghasilkan pembuihan, dan gas yang dibebaskan mengeruhkan air kapur, menunjukkan karbon dioksida dan dengan itu karbonat. Dalam ujian sulfat, mendakan putih yang kekal selepas diasidkan mengesahkan sulfat. Dalam ujian klorida, mendakan putih yang larut dalam larutan ammonia mengesahkan klorida. Dalam ujian gelang perang nitrat, gelang perang terbentuk di tempat lapisan asid sulfurik pekat bertemu larutan di atasnya, mengesahkan nitrat. Merekod dengan tepat apa yang dilihat, dan dalam susunan yang betul, itulah yang menjadikan pengenalpastian boleh dipercayai.

Inferens dan kesimpulan

Setiap anion bertindak balas dengan cara tersendiri yang menghasilkan keputusan yang jelas dan boleh dilihat, gas, mendakan berwarna dengan keterlarutan tertentu, atau gelang berwarna. Dengan menjalankan ujian yang betul dan memadankan pemerhatian dengan keputusan yang diketahui, anion dikenal pasti. Mengasidkan sebelum ujian sulfat dan klorida adalah penting, kerana ion karbonat jika tidak akan turut membentuk mendakan putih dan memberi keputusan positif palsu. Kesimpulannya menamakan anion yang hadir dan memetik pemerhatian pengesahan yang menyokongnya.

Kemahiran proses sains (gaya Kertas 3)

Mengikut urutan yang logik. Terangkan mengapa ujian karbonat dilakukan dahulu dan mengapa pengasidan mendahului penambahan barium klorida atau argentum nitrat, untuk menyingkirkan ion yang mengganggu supaya ujian kemudian sah.

Mengawal pemboleh ubah. Guna bahagian baharu larutan bagi setiap ujian dan prosedur yang sama setiap kali, supaya pemerhatian boleh dibandingkan secara adil dan berpunca daripada anion yang hadir.

Membuat definisi secara operasi. Takrifkan ujian sulfat positif secara operasi sebagai mendakan putih yang kekal selepas larutan diasidkan dengan asid hidroklorik cair.

Membuat inferens dan berkomunikasi. Daripada setiap pemerhatian, inferens anion, kemudian tulis kesimpulan yang menamakan ion dan menyatakan keputusan ujian yang mengenal pastinya, dalam bahasa yang jelas dan tepat.

Langkah keselamatan

• Pakai gogal keselamatan, kerana asid dan argentum nitrat menghakis atau merengsakan serta menodai atau melecur.
• Tambah asid sulfurik pekat perlahan di sisi tabung yang dicondongkan untuk ujian gelang perang, kerana ia membebaskan haba dan boleh memercik jika ditambah dengan cuai.
• Jangan biar gas daripada ujian karbonat berkumpul; halakannya melalui tiub penghantar ke dalam air kapur, supaya wasap tidak disedut.
• Basuh sebarang argentum nitrat daripada kulit, kerana ia menodai dan merengsa, dan basuh tangan selepas mengendalikan garam toksik.

Ralat lazim

• Tidak mengasidkan sebelum ujian sulfat atau klorida. Karbonat juga akan memberi mendakan putih dan positif palsu; sentiasa asidkan dahulu.
• Menggunakan asid yang salah. Guna asid hidroklorik cair sebelum ujian sulfat dan asid nitrik cair sebelum ujian klorida, supaya asid yang ditambah tidak sendiri membekalkan ion yang diuji.
• Menambah asid pekat terlalu cepat dalam ujian gelang perang. Dituang cepat, ia bercampur dan tiada gelang terbentuk; tambah perlahan untuk membentuk lapisan berasingan.
• Menggunakan semula tabung uji yang tercemar. Kesan bahan uji terdahulu boleh memberi keputusan yang mengelirukan; guna tabung bersih dan bahagian baharu setiap kali.
• Rekod yang kabur. Nyatakan pemerhatian sebenar, pembuihan, mendakan putih, gelang perang, bukan sekadar “keputusan positif”.

Cara guru kami menggunakan eksperimen ini

Dalam kelas Kimia SPM satu-ke-satu, diajar dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, kami mengajar analisis anion sebagai rutin tersusun, karbonat dahulu, kemudian asidkan, kemudian ujian khusus, supaya ion yang mengganggu disingkirkan dan setiap pemerhatian bermakna seperti sepatutnya. Kerana amali ini bahagian piawai Kertas 3 (Kertas 3 ialah Ujian Amali yang menaksir kemahiran proses sains) dalam Kimia SPM, dan kerana ia bergabung dengan analisis kation untuk menamakan garam yang lengkap, disiplin menguji dalam susunan yang betul dan merekod dengan tepat apa yang dilihat itulah tempat markah diamankan.