Ujian pengesahan kation

Analisis kualitatif mengenal pasti ion dalam garam yang tidak diketahui, dan kation biasanya dicari dengan menambah dua alkali secara bergilir, larutan natrium hidroksida dan larutan ammonia, dan membaca warna mendakan hidroksida logam serta sama ada ia larut dalam lebihan. Ujian pengesahan kemudian memastikan ion yang kelihatan serupa. Tindak balas ini, dan persamaan ionnya, diperiksa setiap tahun dalam 4541.

Mendakan dengan natrium hidroksida

Menambah natrium hidroksida kepada larutan garam memendakkan hidroksida logam. Warnanya mengenal pasti banyak kation:

• Fe²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Fe(OH)₂(s), mendakan hijau
• Fe³⁺(aq) + 3OH⁻(aq) → Fe(OH)₃(s), mendakan perang
• Cu²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Cu(OH)₂(s), mendakan biru
• Pb²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Pb(OH)₂(s), putih, larut dalam lebihan
• Al³⁺(aq) + 3OH⁻(aq) → Al(OH)₃(s), putih, larut dalam lebihan
• Zn²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Zn(OH)₂(s), putih, larut dalam lebihan
• Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Mg(OH)₂(s), putih, tidak larut dalam lebihan
• Ca²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Ca(OH)₂(s), putih, tidak larut dalam lebihan

Mendakan putih aluminium, plumbum(II) dan zink semuanya larut dalam natrium hidroksida berlebihan, jadi langkah ini sahaja tidak dapat memisahkannya.

Mendakan dengan larutan ammonia

Mengulang ujian dengan larutan ammonia memisahkan ion yang kelihatan serupa:

• Hidroksida zink larut dalam ammonia berlebihan memberi larutan tidak berwarna, tetapi hidroksida aluminium dan plumbum(II) tidak.
• Hidroksida kuprum(II) larut dalam ammonia berlebihan memberi larutan biru tua, pengesahan yang berguna bagi ion kuprum(II).

Jadi pasangan ujian, natrium hidroksida kemudian ammonia, menyempitkan kation sebelum ujian pengesahan menyudahkan tugas. Tambah alkali sedikit demi sedikit dahulu, perhatikan mendakan mula-mula terbentuk, kemudian teruskan menambah sehingga berlebihan untuk melihat sama ada mendakan itu larut semula.

Ujian pengesahan

• Ferum(II), Fe²⁺: tambah larutan kalium heksasianoferat(III), mendakan biru tua mengesahkan Fe²⁺.
• Ferum(III), Fe³⁺: tambah larutan kalium tiosianat, warna merah darah mengesahkan Fe³⁺.
• Plumbum(II), Pb²⁺: tambah larutan kalium iodida, mendakan kuning mengesahkan Pb²⁺: Pb²⁺(aq) + 2I⁻(aq) → PbI₂(s).
• Ammonium, NH₄⁺: panaskan dengan natrium hidroksida, gas ammonia dibebaskan, menukarkan litmus merah lembap kepada biru.

Ujian gelang perang

Ujian gelang perang mengesahkan ion nitrat, NO₃⁻, dan sering diperiksa bersama ujian kation. Tambah larutan ferum(II) sulfat yang baru disediakan kepada larutan ujian, kemudian tuang asid sulfurik pekat dengan berhati-hati di sepanjang dinding dalam tabung yang dicondongkan supaya ia membentuk lapisan bawah yang berasingan. Satu gelang perang muncul pada persimpangan dua cecair itu, mengesahkan ion nitrat. Kendalikan asid pekat dengan berhati-hati, menambahnya perlahan-lahan di sepanjang dinding.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

Beri cas setiap ion dengan betul, Fe²⁺ berbanding Fe³⁺, Pb²⁺, dan imbangkan hidroksida supaya persamaan ion betul. Nyatakan kedua-dua warna mendakan dan sama ada ia larut dalam lebihan; bagi tiga mendakan putih, keterlarutan itulah maksudnya. Jangan berhenti pada mendakan apabila ujian pengesahan diminta. Bagi ujian gelang perang, tambah asid sulfurik pekat perlahan-lahan di sepanjang dinding, dan perihalkan gelang pada persimpangan.

Bagaimana ia muncul dalam peperiksaan SPM

Dalam 4541/2 anda mungkin mengenal pasti kation daripada warna dan keterlarutan mendakan, menulis persamaan ion bagi mendakan hidroksida, atau memberi reagen pengesahan dan pemerhatian. Dalam 4541/1, item objektif menguji warna mendakan dan keputusan pengesahan. Dalam 4541/3, amali analisis kualitatif meminta anda menambah reagen, merekod pemerhatian, dan mendeduksi ion. Kerjakan natrium hidroksida, kemudian ammonia, kemudian ujian pengesahan, dan pengenalpastian kation menjadi rutin yang boleh dipercayai.