11. Якісні реакції на деякі йони

Серед реакцій обміну є низка реакцій, які дають змогу виявляти йони в розчинах.

Реакції, характерні для певних йонів, називають якісними.

Речовину, яку використовують для якісного виявлення того чи іншого йона, називають реактивом на цей йон.

Виявлення хлорид-, бромід- і йодид-іонів

Так, реактивом на йони Cl^-, Br^-, I^-  є одна й та сама речовина — розчинна сіль Аргентуму(І) — аргентум(І) нітрат AgNO₃.
Під час додавання розчину AgNO₃ до налитих у різні пробірки розчинів калій хлориду КCl, калій броміду KBr і калій йодиду KI спостерігається утворення характерних осадів.
Складаємо відповідні молекулярні та йонно-молекулярні рівняння реакцій.
У першій склянці випадає білий сирнистий осад, який не взаємодіє з кислотами:

КCl + AgNO₃ = AgCl↓ + KNO₃;

К⁺ + Cl^- + Ag⁺ + NO₃^- = AgCl↓ + К⁺ + NO₃^-.

Вилучивши однакові йони в лівій та правій частинах рівняння, отримаємо:

Cl^- + Ag⁺ = AgCl↓.

У другій склянці, де міститься розчин калій броміду, спостерігаємо також випадання осаду, але жовтуватого кольору:

КBr + AgNO₃ = AgBr↓ + KNO₃.

Аргентум(І) бромід також не взаємодіє з кислотами:

К⁺ + Br^-  + Ag⁺  + NO₃^- = AgBr↓ + К⁺ + NO₃^-.

Br^- + Ag⁺ = AgBr↓.

У третій склянці, де міститься розчин калій йодиду, також спостерігаємо
випадання осаду, але характерного жовтого кольору:

КІ + AgNO₃ = AgІ↓ + KNO₃.

Аргентум йодид теж не взаємодіє з кислотами:

К⁺ + І^- + Ag⁺ + NO₃^- = AgІ↓ + К⁺ + NO₃^-.

І^- + Ag⁺ = AgІ↓.

Виявлення сульфат-іонів
Для якісного виявлення сульфат-іонів у розчинах електролітів використовують розчинні солі Барію (наприклад, барій хлорид BaCl₂ або барій нітрат Ba(NO₃)₂). Якщо до розчину калій сульфату K₂SO₄ долити розчин барій хлориду BaCl₂, то утвориться білий осад:

К₂SO₄ + BaCl₂ = ВаSO₄↓ + 2КCl;

2К⁺ + SO₄^2- + Вa²⁺ + 2Cl^– = ВаSO₄↓ + 2K⁺ + 2Cl^–.

SO₄^2- + Вa²⁺ = ВаSO₄↓.

Виявлення ортофосфат-іонів
Для якісного виявлення ортофосфат-іонів у розчинах електролітів використовують аргентум(І) нітрат AgNO₃. Якщо до розчину калій ортофосфату K₃РO₄ долити розчин аргентум(І) нітрату AgNO₃, то утвориться жовтий осад:

К₃РO₄ + 3AgNO₃ = Аg₃РO₄↓ + 3КNO₃;

3К⁺ + РO₄^3- + 3Ag⁺ + 3NO₃^- = Аg₃РO₄↓ + 3K⁺ + 3NO₃^- .

3Ag + РO₄^3- = Аg₃РO₄↓.

Виявлення карбонат-іонів
Для якісного виявлення карбонатів використовують розчини кислот. Якщо до розчину калій карбонату K₂СO₃ долити хлоридної кислоти, то почнеться бурхливе виділення безбарвного газу, який не має запаху:

К₂CО₃ + 2HCl = 2КCl + СО₂↑ + H₂О;

2К⁺ + CО₃^2- + 2Н⁺ + 2Cl^– = 2К⁺ + 2Cl^– + СО₂↑ + H₂О;

CО₃^2- + 2Н⁺ = СО₂↑ + H₂О.

Це карбон(ІV) оксид, або вуглекислий газ. Розпізнають його, пропускаючи через прозору вапняну воду (розчин Са(ОН)₂), що зумовлює її помутніння через утворення білої каламуті:

Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃↓ + H₂О