В заданиях по химии, как на ОГЭ, так и на ЕГЭ, нужно уметь определять такие характеристики газов, как запах, цвет, растворимость в воде и токсичность для человека.
Кроме того, важно уметь различать газы с помощью различных реактивов.
И в первой, и во второй частях экзамена вам встретятся задания, связанные с качественными реакциями газообразных веществ.
Поэтому давайте восполним пробелы в знаниях по этой теме, чтобы не потерять ценные баллы!
1. Определение углекислого газа
Оксид углерода (IV), также известный как углекислый газ, представляет собой газ без цвета и запаха.
Он не поддерживает горение, хорошо растворяется в воде и не токсичен для человека.
Качественные реакции обнаружения СO₂:
1.1. Образование белого осадка, который затем растворяется при добавлении избытка углекислого газа.
- Реактив — гидроксид кальция Ca(OH)₂ или известковая вода:
СO₂ + Ca(OH)₂ = CaСО₃↓ + H₂O
Эта реакция также известна как помутнение известковой воды из-за образования белого осадка!
СO₂ + CaСО₃ + H₂O = Ca(HСО₃)₂
Нерастворимая соль карбонат кальция под воздействием избытка углекислого газа превращается в растворимую кислую соль гидрокарбонат кальция.
Это и объясняет растворение осадка!
- Реактив — гидроксид бария Ba(OH)₂ или баритовая вода:
СO₂ + Вa(OH)₂ = ВaСО₃↓ + H₂O
СO₂ + ВaСО₃ + H₂O = Вa(HСО₃)₂
Реакция происходит так же, как и в случае с гидроксидом кальция!
1.2. Тушение тлеющей лучинки в атмосфере углекислого газа.
CO₂ не поддерживает горение, поэтому затухающая лучинка окончательно гаснет!
2. Определение сернистого газа
Оксид серы (IV), или сернистый газ, или сернистый ангидрид— это бесцветный газ с резким запахом, напоминающим жжёные спички.
Он хорошо растворяется в воде и является ядовитым.
Качественные реакции обнаружения SO₂:
2.1. Сернистый ангидрид обесцвечивает жёлтую бромную воду:
SO₂ + Br₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HBr
2.2. Оксид серы (IV) обесцвечивает розовый раствор перманганата калия:
5SO₂ + 2H₂O + 2KMnO₄ = 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄
2.3. Образование белого осадка, который затем растворяется при добавлении избытка сернистого газа.
Внимание!
Эти реакции протекают так же, как и с углекислым газом!
- Реактив — гидроксид кальция Ca(OH)₂ или известковая вода:
SO₂ + Ca(OH)₂ = CaSО₃↓ + H₂O
SO₂ + CaSО₃ + H₂O = Ca(HSО₃)₂
- Реактив — гидроксид бария Ba(OH)₂ или баритовая вода:
SO₂ + Вa(OH)₂ = ВaSО₃↓ + H₂O
SO₂ + ВaSО₃ + H₂O = Вa(HSО₃)₂
Из-за того, что эти реакции протекают одинаково, отличить углекислый газ от сернистого с помощью гидроксида кальция или гидроксида бария не получится!
3. Определение газа аммиака
Аммиак NH₃ — это бесцветный ядовитый газ, который легко узнаётся по резкому запаху нашатырного спирта.
Он начинает сжижаться уже при температуре -33,4 °С.
Аммиак прекрасно растворяется в воде: в одном литре воды можно растворить около 700 литров аммиака!
Качественные реакции обнаружения NH₃:
3.1. Раствор аммиака (аммиачная вода, нашатырный спирт) окрашивает индикаторы:
лакмус — в синий цвет
Влажная лакмусовая бумажка синеет в присутствии аммиака!
метилоранж — в жёлтый
фенолфталеин — в малиновый
Щелочная реакция водных растворов аммиака объясняется наличием гидроксид-ионов OH⁻:
NH₃ + H₂O ⇄ NH₃ · H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH⁻
3.2. При взаимодействии аммиака с хлороводородом выделяется густой белый дым, который представляет собой хлорид аммония:
NH₃ + HCl = NH₄Cl
Этот опыт так и называется – «дым без огня»!
4. Определение газа водорода
Водород — это газ без запаха и цвета, который не растворяется в воде и является взрывоопасным.
Качественная реакция обнаружения Н₂:
В лабораторных условиях наличие выделяющегося водорода можно определить по характерному «лающему» хлопку, который раздаётся, когда к источнику водорода подносят горящую лучинку.
Чистый водород, не содержащий примесей воздуха, быстро и почти бесшумно сгорает, образуя воду:
Н₂ + О₂ = 2H₂О
Водород, смешанный с воздухом, при поджигании взрывается!
Особенно опасна смесь двух объёмов водорода и одного объёма кислорода, известная как гремучий газ!
5. Определение газа кислорода
Кислород (O₂) — это газ без цвета и запаха, который плохо растворяется в воде. В жидком состоянии кислород представляет собой голубоватую жидкость, кипящую при температуре -183 °C.
Кислород — это газ, который необходим для дыхания и нормальной жизнедеятельности живых организмов.
В природе он образуется в процессе фотосинтеза у зелёных растений.
Качественная реакция обнаружения О₂:
Яркое загорание тлеющей лучинки в атмосфере кислорода!
Кислород поддерживает горение, поэтому затухающая лучинка вновь вспыхивает:
С + О₂ = CO₂↑
6. Определение газа озона
Озон, или О₃, представляет собой ядовитый газ голубого цвета с резким специфическим запахом «свежести».
Качественные реакции обнаружения О₃:
6.1. В отличие от кислорода, озон вступает в реакцию с раствором иодида калия, в результате чего образуется простое вещество йод:
О₃ + 2КI + Н₂О = I₂↓ +2КОН + O₂↑
Если смочить бумажку водным раствором иодида калия и добавить крахмал, она посинеет.
Это свидетельствует о наличии озона в воздухе!
6.2. Озон, как и кислород, относится к газам, которые поддерживают горение.
Затухающая лучинка, оказавшись в атмосфере озона, вновь начинает гореть:
3С + 2О₃ = 3CO₂↑
Поэтому невозможно отличить кислород от озона с помощью тлеющей лучинки!
7. Определение сероводородного газа
Сероводород (Н₂S) — это бесцветный, чрезвычайно ядовитый газ, обладающий неприятным запахом, который можно описать как «тухлые яйца».
Сероводород хорошо растворяется в воде, и его водный раствор известен как сероводородная кислота.
Качественная реакция обнаружения Н₂S:
При взаимодействии водного раствора сероводорода с растворимыми солями свинца (II), меди (II) и серебра (I) образуются осадки чёрного цвета, которые не растворяются в кислотах.
Например,
Pb(NO₃)₂ + Н₂S = PbS↓ + 2HNO₃
CuCl₂ + Н₂S =CuS↓ + 2HCl
2AgNO₃ + Н₂S = Ag₂S↓ + 2HNO₃
Эти осадки растворяются при нагревании в концентрированной азотной кислоте НNO₃!
8. Определение газа хлора
Хлор Cl₂ представляет собой ядовитый газ жёлто-зелёного цвета с резким и неприятным запахом.
Он легко растворяется в воде и в природе практически не встречается в чистом виде, за исключением некоторых вулканических газов.
Качественная реакция обнаружения Cl₂:
Обнаружение хлора осуществляется благодаря посинению бумаги, смоченной водным раствором иодида калия, в присутствии крахмала в среде, где выделяется хлор.
При взаимодействии недостатка хлора с раствором йодида выпадает в осадок простое вещество I₂:
Cl₂ + 2NaI = 2NaCl + I₂↓
Избыток хлора приводит к окислению образовавшегося йода, и синяя окраска исчезает:
5Cl₂ + I₂ + 6H₂O = 10HCl + 2HIO₃
При взаимодействии хлора с йодом в водном растворе образуются две кислоты: соляная HCl и йодноватая HIO₃.
9. Определение газа NО
Оксид азота (II) — это ядовитый бесцветный газ, который плохо растворяется в воде и самопроизвольно окисляется на воздухе.
Качественная реакция обнаружения NО:
Оксид азота (II) чрезвычайно чувствителен к кислороду воздуха.
При контакте с кислородом он быстро буреет, превращаясь в оксид азота (IV) — NО₂.
2NО + О₂ = 2NО₂
10. Определение газа NО₂
Оксид азота (IV), также известный как «лисий хвост», представляет собой очень ядовитый «бурый газ» с резким удушливым запахом.
Он хорошо растворяется в воде.
Образуется в результате взаимодействия средне- и малоактивных металлов, неметаллов и некоторых сложных веществ с концентрированной азотной кислотой.
Например:
4HNO₃ (конц.) + Cu = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂O
6HNO₃ (конц) + S = H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O
4HNO₃(конц.) + FeO = Fe(NO₃)₃ + NO₂↑ + 2H₂O
А также при разложении нитратов, находящихся в ряду активности правее магния.
Например:
2AgNO₃ = 2Ag + 2NO₂↑ + O₂↑
Качественные реакции обнаружения NO₂:
10.1. Отличительные признаки, по которым можно распознать NO₂, — это его бурый цвет и резкий запах.
Этих признаков уже будет достаточно, чтобы точно определить, о каком газе идёт речь.
10.2. NO₂, подобно кислороду и озону, относится к числу газов, поддерживающих горение:
2NO₂ + С = CO₂↑ + 2NO↑
Поэтому затухающая лучинка в атмосфере оксида азота (IV) вновь вспыхивает!
11. Определение газа N₂
N₂ — это газ без цвета, запаха и вкуса, который не представляет опасности для здоровья.
Он немного легче воздуха и почти не растворяется в воде.
Качественная реакция обнаружения N₂:
Как известно, азот не поддерживает горение, поэтому горящая лучинка в его атмосфере гаснет!
12. Определение угарного газа
Угарный газ, также известный как оксид углерода (II) или CO, представляет собой чрезвычайно опасное и токсичное вещество!
Угарный газ не имеет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, что делает его практически незаметным в воздухе.
Это затрудняет своевременное обнаружение и принятие необходимых мер предосторожности.
Качественные реакции обнаружения CO:
12.1. Взаимодействие угарного газа с аммиачным раствором оксида серебра:
СО + 2[Ag(NH₃)₂]OH = 2Ag↓ + (NH₄)₂СО₃ + 2NH₃↑
В ходе химической реакции на стенках колбы или пробирки образуется блестящий, словно зеркальный, слой металлического серебра!
В органической химии эта реакция используется для качественного определения альдегидов и называется реакцией «серебряного зеркала»!
Эта же реакция поможет в лабораторных условиях обнаружить угарный газ!
12.2. При нагревании угарный газ вступает в реакцию с оксидом йода (V), в результате чего образуется простое вещество йод:
5СО + I₂O₅ = I₂↓ + 5CO₂↑
Учите химию и будьте внимательны!
Спасибо за внимание! Продолжение следует!
Обещаю, будет много полезной информации и, конечно же, море практики!
Если моя статья была интересна для Вас, прошу ставить ❤
Подписывайтесь на канал, я рада каждому из Вас! ХИМИЯ без лишних слов!