Качественные реакции органических и неорганических веществ

В химии качественные реакции играют важную роль при определении состава и свойств различных органических и неорганических веществ. Эти реакции позволяют идентифицировать наличие или отсутствие определенных функциональных групп, элементов или соединений в пробе. Они часто используются в лабораторных исследованиях, анализе воды, почвы, пищевых продуктов и других материалов. В таблицах собраны основные качественные реакции органических и неорганических веществ, которые широко используются в химическом анализе и исследованиях.

Существует несколько правил растворимости химических соединений:

Все нитраты обычно растворимы в воде.
Большинство солей калия, натрия и аммония растворимы.
Хлориды, бромиды и йодиды также растворимы, за исключением некоторых, таких как хлориды, бромиды и йодиды серебра, ртути (I) и свинца (II).
Сульфаты кальция и серебра являются умеренно растворимыми, а сульфаты бария, стронция и свинца (II) нерастворимы.
Карбонаты, сульфиты и фосфаты, за исключением карбонатов, сульфитов и фосфатов калия, натрия и аммония, обычно не растворяются.
Сульфиды обычно нерастворимы, за исключением сульфидов щелочных металлов, щелочноземельных металлов и аммония.
Все гидроксиды обычно нерастворимы, за исключением гидроксидов щелочных металлов. Гидрооксиды стронция, кальция и бария обычно растворимы в некоторой степени.

Качественные реакции органических веществ

Вещество, функциональная группа	Реактив	Схема реакции	Характерные признаки
Непредельные углеводороды (алкены, алкины, диены), кратные связи	р-р KMnO₄ (розовый)	СН₂=СН₂ + Н₂О + КMnO₄ → КОН + MnO₂↓+ СН₂(ОН)-СН₂(ОН)	обесцвечивание р-ра
	р-р I₂ (бурый)	СН₂=СН-CН₃ + I₂ → СН₂(I)-СН(I)-CH₃	обесцвечивание р-ра
	р-р Br₂ (желтый)	СН₂=СН₂ + Br₂ → СН₂(Br)-СН₂(Br)	обесцвечивание р-ра
Ацетилен	аммиачный р-р Ag₂O	CH ≡ СН + [Ag(NH₃)₂]OH → AgC≡CAg↓ + NH₃↑ + H₂O	образование осадка (ацетиленид серебра) белого цвета (взрывоопасен)
Бензол	нитрующая смесь HNO₃ + H₂SO₄	t⁰C, H₂SO₄(конц.) C₆Н₆ + HNO₃ → C₆H₅-NO₂ + H₂O	образование тяжелой жидкости светло-желтого цвета с запахом горького миндаля
Толуол	р-р KMnO₄ (розовый)	C₆Н₅-СН₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → C₆Н₅-COOH + H₂O + K₂SO₄ + MnSO₄	обесцвечивание р-ра
Фенол (карболовая кислота)	р-р FeCl₃ (светло-желтый)	C₆Н₅OH + FeCl₃ → (C₆Н₅O)₃Fe + HCl	окрашивание р-ра в фиолетовый цвет
Фенол (карболовая кислота)	насыщенный р-р Br₂(бромная вода)	C₆Н₅OH + 2Br₂ → C₆Н₂Br₃OH↓ + HBr	образование белого осадка со специфическим запахом
Анилин (аминобензол)	р-р хлорной извести CaOCl₂ (бесцветный)		окрашивание р-ра в фиолетовый цвет
Этанол	насыщенный р-р I₂ + р-р NaOH	C2H5OH + I₂ + NaOH → CHI₃↓ + HCOONa + NaI + H₂O	образование мелкокристаллического осадка СНI₃ светло-желтого цвета со специфическим запахом
Этанол	CuO (прокаленная медная проволока)	C₂H₅OH + CuO → Cu↓ + CH₃-CHO + H₂O	выделение металлической меди, специфический запах ацетальдегида
Гидроксогруппа (спирты, фенол, гидроксикислоты)	Металлический Na	R-OH + Na → R-O-Na⁺ + H₂↑ C₆H₅-OH + Na → C₆H₅-O-Na⁺ + H₂↑	выделение пузырьков газа (Н₂), образование бесцветной студенистой массы
Эфиры (простые и сложные)	Н₂О (гидролиз) в присутствии NaOH при нагревании	CH₃-C(O)-O-C₂H₅ + H₂O ↔ CH₃COOH + C₂H₅OH	специфический запах
Многоатомные спирты, глюкоза	Свежеосажденный гидроксид меди (II) в сильно щелочной среде		ярко-синее окрашивание р-ра
Карбонильная группа – СНО (альдегиды, глюкоза)	Аммиачный р-р Ag₂O	R-CHO + [Ag(NH₃)₂]OH → R-COOH + Ag↓ + NH₃↑ + H₂O	образование блестящего налета Ag («серебряное зеркало») на стенках сосудов
Карбонильная группа – СНО (альдегиды, глюкоза)	Свежеосажденный Сu(OH)₂	R-CHO + Cu(OH)₂ → R-COOH + Cu₂O↓ + H₂O	образование красного осадка Сu₂O
Карбоновые кислоты	лакмус		окрашивание р-ра в розовый цвет
	р-р Na₂CO₃	R-COOH + Na₂CO₃ → R-COO-Na+ + H₂O + CO₂↑	выделение СО₂
	спирт +H₂SO₄(конц.)	R-COOH + HO-R₁ ↔ RC(O)OR₁ + H₂O	специфический запах образующегося сложного эфира
Муравьиная кислота	Свежеосажденный Сu(OH)₂	HCOOH + Cu(OH)₂ → Cu₂O↓ + H₂O + CO₂↑	образование красного осадка Сu₂O
Муравьиная кислота	Аммиачный р-р Ag₂O	HCOOH + [Ag(NH₃)₂]OH → Ag↓ + H₂O + CO₂↑	«серебряное зеркало» на стенках сосуда
Олеиновая кислота	р-р KMnO₄ (розовый) или I₂ (бурый) или Br₂(желтый)	C₁₇H₃₃COOH + KMnO₄ + H₂O → C₈H₁₇-CH(OH)-CH(OH)-(CH₂)₇-COOH + MnO₂↓ + KOH C₁₇H₃₃COOH + I₂ → C₈H₁₇-CH(I)-CH(I)-(CH₂)₇-COOH	обесцвечивание р-ра
Ацетаты (соли уксусной кислоты)	р-р FeCl₃	CH₃COONa + FeCl₃ → (CH₃COO)₃Fe + NaCl	окрашивание р-ра в красно-бурый цвет
Стеарат натрия (мыло)	Н₂О (гидролиз) + фенолфталеин	C₁₇H₃₅COONa + H₂O ↔ C₁₇H₃₅OOH↓ + NaOH	окрашивание р-ра в малиновый цвет
	насыщенный р-р соли кальция	C₁₇H₃₅COONa + Ca²⁺ ↔ (C₁₇H₃₅COO)₂Ca↓ + Na⁺	образование серого осадка
	Концентрированная неорганическая кислота	C₁₇H₃₅COONa + H⁺ ↔ C₁₇H₃₅5COOH↓ + Na⁺	образование белого осадка
Белок	пламя	реакция горения	запах «паленого», жженых перьев
	НNO₃ (конц.);t, °С	ксантопротеиновая реакция (происходит нитрование бензольных колец в молекуле белка)	без нагревания – появляется желтое окрашивание р-ра; при нагревании и добавлении раствора аммиака белок окрашивается в желтый цвет
	Свежеосажденный Сu(OH)₂	биуретовая реакция (образуется комплексное соединение)	сине-фиолетовое окрашивание р-ра

Качественные реакции на катионы

Катион	Реактив	Реакция	Характерные признаки
Н⁺	Лакмус Метилоранж		Красное окрашивание Розовое окрашивание
Ва²⁺	Растворимые сульфаты, серная кислота. Пламя спиртовки.	Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄↓	Белый мелкодисперсный осадок BaSO₄, нерастворимый в H₂O и HNO₃. Желто-зеленая окраска пламени.
Ag⁺	Растворимые хлориды, соляная кислота	Ag⁺ + Cl^— = AgCl↓	Белый творожистый осадок AgCl, нерастворимый в H₂O и HNO₃
NH⁴⁺	Раствор щелочи, нагревание, влажная фильтровальная бумажка, пропитанная лакмусом или фенолфталеином; палочка, смоченная HCl(конц)	NH⁴⁺ + OH^— = NH₄OH (NH₃↑ + HO₂) NH₃ + HCl = NH₄Cl	Специфический запах аммиака. Изменение окраски бумажки. Палочка, смоченная HCl(конц) «дымит»
Al³⁺	Растворы щелочи, кислоты	Al³⁺ + 3OH^— = Al(OH)₃↓ Al(OH)₃ + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O Al(OH)₃ + OH^— = [Al(OH)₄]^—	Белый осадок Al(OH)₃, растворимый в кислоте в избытке щелочи
Zn²⁺	Растворы щелочи, кислоты	Zn²⁺ + 2OH^— = Zn(OH)₂↓ Zn(OH)₂ + 2H⁺ = Zn²⁺ + 2H₂O Zn(OH)₂ + 2OH^— = [Zn(OH)₄]^2-	Белый осадок Zn(OH)₂, растворимый в кислоте в избытке щелочи
Mg²⁺	Раствор щелочи	Mg²⁺ + 2OH^— = Mg(OH)₂↓	Белый осадок Mg(OH)₂, нерастворимый в избытке щелочи
Cr³⁺	Растворы щелочи, кислоты	Cr³⁺ + 3OH^— = Cr(OH)₃↓ Cr(OH)₃ + 3H⁺ = Cr³⁺ + 3H₂O Cr(OH)₃ + OH^— = [Cr(OH)₄]^—	Cеро-зеленый осадок Cr(OH)₃, растворимый в кислоте в избытке щелочи
Fe²⁺	Раствор красной кровяной соли K₃[Fe(CN)₆]	3Fe²⁺+2[Fe(CN)₆]^3- = Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓	Образование турнбулевой сини Fe₃[Fe(CN)₆]₂
Fe³⁺	Раствор роданида аммония NH₄CNS Раствор желтой кровяной соли K₄[Fe(CN)₆]	Fe³⁺ + 3CNS^— = Fe(CNS)₃ 4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]⁴⁺ = Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓	Кроваво-красное окрашивание раствора Образование берлинской лазури Fe₄[Fe(CN)₆]₃
Cu²⁺	Раствор щелочи с последующим нагреванием	Cu²⁺ + 2OH^— = Cu(OH)₂↓ Cu(OH)₂ → CuO + H₂O	Ярко-голубой студенистый осадок, нерастворимый в избытке щелочи, разлагающийся при нагревании на черный осадок CuO и воду

Качественные реакции на анионы

OH^—	Лакмус		Синее окрашивание
	Фенолфталеин		Малиновое окрашивание
	Метилоранж		Желтое окрашивание
Cl^—	Раствор нитрата серебра AgNO₃	Ag⁺ + Cl^— = AgCl↓	Белый творожистый осадок, нерастворимый в H₂O и HNO₃
Br^—	Раствор нитрата серебра AgNO₃	Ag⁺ + Br^— = AgBr↓	Светло-желтый осадок, нерастворимый в H₂O и HNO₃
I^—	Раствор нитрата серебра AgNO₃	Ag⁺ + I^— = AgI↓	Желтый осадок, нерастворимый в H₂O и HNO₃
NO₃^—	Концентрированная серная кислота и медная стружка при нагревании	H₂SO₄+ 2NH₄NO₃=(NH₄)₂SO₄ + 2HNO₃ 4HNO₃+Cu → Cu(NO₃)2+2NO₂ +2H₂O	Бурый газ (NO₂), голубая окраска раствора
SO₄^2-	Раствор соли бария	Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄↓	Белый мелкодисперсный осадок, нерастворимый в H₂O и HNO₃
SO₃^2-	Сильная кислота	2H⁺ + SO₃^2- = H₂SO₃ (SO₂↑ +H₂O)	Газ с резким специфическим запахом
S^2-	Раствор соли свинца	Pb²⁺ + S^2- = PbS↓	Черно-бурый осадок
CO₃^2-	Cильная кислота	2H⁺ + CO3^2- = H₂CO₃ (CO₂↑+ H₂O)	Газ без цвета и запаха, не поддерживает горение
HCO₃^—	Cильная кислота	H⁺ + HCO₃— = H₂O + CO₂↑	Газ без цвета и запаха, не поддерживает горение
PO₄^3-	Раствор нитрата серебра в слабощелочной среде	3Ag⁺ + PO₄^3- = Ag₃PO₄↓	Желтый осадок, растворимый в HNO₃
HPO₄^3-		3Ag⁺ + HPO₄^2- = Ag₃PO₄↓ +H⁺
H₂PO₄ —		3Ag⁺ + H₂PO₄^— = Ag₃PO₄ +2H⁺

Качественные реакции для газов

Вещество	Реактив	Реакция	Характерные признаки
Н₂	О₂ (сжигание)	2Н₂ + О₂ = 2Н₂О	Запотевание холодного предмета
О₂	С (тлеющая лучинка)	С + О₂ = СО₂	Вспышка
Сl₂	Бумажка, пропитанная крахмальным клейстером и раствором иодида калия	2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂↓	Посинение бумажки
I₂	Крахмальный клейстер		Синее окрашивание
СО₂	Известковая вода	Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃↓+ Н₂О	Помутнение раствора
NH₃	Хлороводород	NH₃ + HCl = NH₄Cl	Белый дым. Специфический запах NH₃, образование белого дыма (NH₄Cl)

Качественные реакции для щелочных металлов

Все соединения щелочных металлов определяют по цвету пламени:

Ba²⁺	желто-зеленое
K⁺	фиолетовое
Са²⁺	кирпично-красное
Li⁺	ярко-красное
Na⁺	желтое
Sr²⁺	карминово-красное

В заключение, таблицы качественных реакций органических и неорганических веществ представляет собой удобный инструмент для химического анализа и исследований. Эти реакции позволяют определить присутствие или отсутствие определенных функциональных групп, элементов или соединений в пробе, что является ключевым этапом в химическом анализе различных материалов. Понимание и использование качественных реакций в лабораторной практике помогает химикам и исследователям достичь точных и надежных результатов, а также расширить свои знания о химических свойствах веществ.

Таблицы «Качественные реакции органических и неорганических веществ»