Analisis kualitatif garam

Halaman ini meliputi satu standard kandungan Tingkatan 4 sahaja: analisis kualitatif garam. Analisis kualitatif ialah kerja penyiasatan mengenal pasti kation dan anion yang terkandung dalam garam, menggunakan warna, mendakan, gas dan ujian pengesahan. Ia kegemaran pentaksiran amali dan soalan berstruktur Kertas 2, dan ia menghargai pendekatan bersistem jauh lebih daripada nasib yang dihafal.

Apa itu analisis kualitatif

Analisis kualitatif mengenal pasti ion yang hadir dalam garam, ia menjawab “apa di dalamnya”, bukan “berapa banyak”. Pengecaman penuh menamakan kation (ion logam atau ammonium positif) dan anion (ion negatif seperti klorida, sulfat, karbonat atau nitrat). Anda sampai kepada jawapan dengan memerhati warna, menambah reagen untuk melihat mendakan, menguji sebarang gas yang dibebaskan, dan mengakhiri dengan ujian pengesahan.

Ujian kation: natrium hidroksida dan ammonia

Ujian kation utama menambah larutan natrium hidroksida kepada larutan garam dan kemudian, pada sampel yang baharu, larutan ammonia. Anda merekod warna mendakan hidroksida logam dan sama ada ia larut dalam reagen berlebihan.

• Cu²⁺, mendakan biru, tak larut dalam lebihan.
• Fe²⁺, mendakan hijau, tak larut dalam lebihan.
• Fe³⁺, mendakan perang, tak larut dalam lebihan.
• Al³⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, mendakan putih, larut dalam natrium hidroksida berlebihan.

Untuk memisahkan tiga yang putih, guna larutan ammonia: hanya Zn²⁺ larut dalam ammonia berlebihan; Al³⁺ dan Pb²⁺ tidak. Perbandingan dua reagen ini ialah teras standard ini.

Ujian anion

Setiap anion mempunyai reagen dan pemerhatian tersendiri:

• Karbonat, CO₃²⁻, tambah asid cair; karbon dioksida berbuih dan mengeruhkan air kapur.
• Klorida, Cl⁻, tambah asid nitrik cair kemudian larutan argentum nitrat; mendakan putih terbentuk.
• Sulfat, SO₄²⁻, tambah asid hidroklorik cair kemudian larutan barium klorida; mendakan putih terbentuk.
• Nitrat, NO₃⁻, ujian cincin perang (dengan ferum(II) sulfat dan asid sulfurik pekat) memberi cincin perang.

Asid ditambah dahulu dalam ujian klorida dan sulfat untuk membuang ion karbonat, yang jika tidak akan memberi mendakan putih palsu.

Ujian gas dan pengesahan

Beberapa gas mengesahkan ion atau hasil penguraian: karbon dioksida mengeruhkan air kapur; ammonia menukarkan litmus merah lembap kepada biru dan berbau tajam; oksigen menyalakan semula kayu uji berbara; hidrogen memberi bunyi “pop” dengan kayu uji bernyala. Ujian pengesahan memuktamadkan keputusan tentatif, contohnya, menambah kalium iodida kepada garam plumbum(II) memberi mendakan kuning plumbum(II) iodida.

Contoh penyelesaian

Soalan. Satu larutan garam tak berwarna diuji. (1) Dengan larutan natrium hidroksida ia memberi mendakan putih yang larut dalam lebihan. (2) Dengan larutan ammonia ia memberi mendakan putih yang tidak larut dalam lebihan. (3) Menambah asid nitrik cair kemudian argentum nitrat memberi mendakan putih. Kenal pasti kation dan anion, dan namakan garam.

Langkah 1, Tafsir keputusan natrium hidroksida. Mendakan putih larut dalam NaOH berlebihan menyempitkan kation kepada Al³⁺, Pb²⁺ atau Zn²⁺.

Langkah 2, Tafsir keputusan ammonia. Mendakan tidak larut dalam ammonia berlebihan, yang menyingkirkan Zn²⁺. Jadi kationnya ialah Al³⁺ atau Pb²⁺.

Langkah 3, Tafsir ujian anion. Mendakan putih dengan argentum nitrat (selepas asid nitrik) menunjukkan anionnya ialah klorida, Cl⁻.

Langkah 4, Gabungkan. Plumbum(II) klorida hanya sedikit larut, jadi larutan yang jernih lebih mungkin mengandungi garam aluminium yang larut sepenuhnya. Pengecaman yang paling konsisten ialah aluminium klorida, AlCl₃ (ujian pengesahan, cth. kalium iodida memberi mendakan kuning, akan mengesahkan plumbum jika Pb²⁺ hadir).

Jawapan. Kation Al³⁺, anion Cl⁻; garamnya ialah aluminium klorida, AlCl₃.

Soalan latihan

Soalan. Satu larutan garam hijau memberi mendakan hijau dengan larutan natrium hidroksida yang tak larut dalam lebihan. Apabila asid hidroklorik cair ditambah kepada garam pepejal, satu gas dibebaskan yang mengeruhkan air kapur. Kenal pasti kation dan anion, dan namakan garam.

Jawapan. Mendakan hijau tak larut dalam natrium hidroksida berlebihan menunjukkan kation Fe²⁺ (ferum(II)). Gas yang dibebaskan dengan asid yang mengeruhkan air kapur ialah karbon dioksida, jadi anionnya ialah karbonat, CO₃²⁻. Garamnya ialah ferum(II) karbonat, FeCO₃.

Petua peperiksaan

Baca keputusan kation sebagai dua keping maklumat: warna mendakan dan sama ada ia larut dalam lebihan, kedua-duanya diperlukan, dan menggunakan natrium hidroksida dan ammonia itulah yang memisahkan tiga mendakan putih (hanya Zn²⁺ larut dalam ammonia berlebihan). Dalam ujian anion klorida dan sulfat, tambah asid dahulu untuk memusnahkan ion karbonat, atau anda mungkin melaporkan positif palsu. Nyatakan pemerhatian dengan tepat (“mendakan putih yang larut dalam lebihan”) dan bukan secara kabur (“ia bertindak balas”), kerana markah adalah untuk pemerhatian yang spesifik.

Rutin bersistem

Layan setiap garam tak diketahui dengan cara yang sama dan analisis menjadi boleh dipercayai. Pertama catat warna pepejal dan larutan: larutan biru mencadangkan Cu²⁺, hijau mencadangkan Fe²⁺, dan pepejal tak berwarna atau putih mencadangkan ion seperti Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺, Zn²⁺ atau Pb²⁺. Kedua, jalankan ujian kation dengan natrium hidroksida, kemudian ammonia, merekod warna dan keterlarutan dalam lebihan. Ketiga, jalankan ujian anion yang sesuai dengan apa yang anda syaki, ingat untuk mengasidkan dahulu bagi klorida dan sulfat. Keempat, guna ujian gas atau ujian pengesahan untuk menyelesaikan sebarang keraguan yang tinggal. Menulis pemerhatian dan deduksi anda bersebelahan, sebagai jadual, itulah tepatnya cara soalan berstruktur ditandakan.

Kerana begitu banyak markah di sini adalah untuk menyatakan pemerhatian dengan betul, latih perkataan tepat: “pembuihan, dan gas mengeruhkan air kapur” bagi karbonat; “mendakan perang, tak larut dalam lebihan” bagi ferum(III); “mendakan putih, larut dalam natrium hidroksida berlebihan tetapi tak larut dalam ammonia berlebihan” bagi aluminium atau plumbum. Ini disiplin peraturan-dengan-bukti yang sama yang anda temui pada permulaan sukatan pelajaran, kini digunakan untuk mengenal pasti ion.

Kedudukan dalam bab

Ini standard kandungan 6.7, standard penutup bab Asid, Bes dan Garam. Ia dibina atas garam yang anda belajar menyediakan dalam standard 6.6 dan atas idea pemendakan dan gas merentasi bab. Kukuhkan ujian dengan nota ulang kaji bab dan latih pengecaman dengan soalan latihan. Dalam kelas 1-ke-1 Kimia SPM dalam talian kami, diajar dalam bahasa Inggeris, dari RM50/jam, guru kami membina satu jadual keputusan untuk kation dan anion, kerana rutin bersistem itulah yang menukar analisis kualitatif daripada tekaan kepada markah yang boleh dipercayai.

Ringkasan pantas

• Ujian kation: natrium hidroksida kemudian ammonia; catat warna mendakan dan keterlarutan dalam lebihan (hanya Zn²⁺ larut dalam ammonia berlebihan).
• Ujian anion: karbonat → CO₂; klorida → mendakan putih dengan argentum nitrat; sulfat → mendakan putih dengan barium klorida; nitrat → cincin perang.
• Asidkan dahulu dalam ujian klorida dan sulfat.
• Akhiri dengan ujian gas atau ujian pengesahan; nyatakan pemerhatian yang tepat.