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Técnicas experimentales y análisis químico

IGCSE Química · Topic 12 · ⁨Tema 12⁩

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13:26

Técnicas Experimentales

Te entregan un polvo blanco desconocido y una solución incolora. Sin etiquetas. ¿Cómo descubres qué son? La química te da un kit de detective: añade…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Narración en inglés · Subtítulos en inglés + 中文 quemados en pantalla⁩

12.1

Experimental design · ⁨Diseño experimental⁩
Syllabus
English
Core Supplement
1 Name appropriate apparatus for the measurement of time, temperature, mass and volume, including: (a) stop-watches (b) thermometers (c) balances (d) burettes (e) volumetric pipettes (f) measuring cylinders (g) gas syringes
2 Suggest advantages and disadvantages of experimental methods and apparatus
3 Describe a: (a) solvent as a substance that dissolves a solute (b) solute as a substance that is dissolved in a solvent (c) solution as a mixture of one or more solutes dissolved in a solvent (d) saturated solution as a solution containing the maximum concentration of a solute dissolved in the solvent at a specified temperature (e) residue as a substance that remains after evaporation, distillation, filtration or any similar process (f) filtrate as a liquid or solution that has passed through a filter
Español
Núcleo Suplemento
1 Nombrar el equipo adecuado para la medición del tiempo, la temperatura, la masa y el volumen, incluyendo: (a) cronómetros (b) termómetros (c) balanzas (d) buretas (e) pipetas volumétricas (f) cilindros graduados (g) jeringas de gas
2 Sugerir ventajas e inconvenientes de los métodos experimentales y del equipo
3 Describir un: (a) disolvente como una sustancia que disuelve un soluto (b) soluto como una sustancia que se disuelve en un disolvente (c) solución como una mezcla de uno o más solutos disueltos en un disolvente (d) solución saturada como una solución que contiene la concentración máxima de un soluto disuelto en el disolvente a una temperatura especificada (e) residuo como una sustancia que permanece tras la evaporación, destilación, filtración o cualquier proceso similar (f) filtrado como un líquido o solución que ha pasado a través de un filtro

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Fuente: Plan de estudios Cambridge International⁩

English

Apparatus

You should know which piece of apparatus to use for each measurement:

Measurement Apparatus
time stop-watch 秒表
temperature thermometer 温度计
mass balance 天平
volume (accurate) burette 滴定管 or volumetric pipette 移液管
volume (rough) measuring cylinder 量筒
volume of a gas gas syringe 注射器

Key words

These words are used throughout practical chemistry:

  • A solvent 溶剂 is a substance that dissolves a solute.
  • A solute 溶质 is the substance that dissolves in the solvent.
  • A solution 溶液 is a mixture of one or more solutes dissolved in a solvent.
  • A saturated solution 饱和溶液 holds the maximum amount of solute that will dissolve at a given temperature.
  • A residue 残渣 is the substance left behind after evaporation, distillation or filtration.
  • A filtrate 滤液 is the liquid that has passed through a filter.
Español

Equipos de laboratorio

Debes saber qué equipo utilizar para cada medición:

Medición Equipo
tiempo cronómetro 秒表
temperatura termómetro 温度计
masa balanza 天平
volumen (preciso) bureta 滴定管 o pipeta volumétrica 移液管
volumen (aproximado) probeta 量筒
volumen de un gas jeringa de gas 注射器

Palabras clave

Estas palabras se utilizan a lo largo de la química práctica:

  • Un disolvente 溶剂 es una sustancia que disuelve un soluto.
  • Un soluto 溶质 es la sustancia que se disuelve en el disolvente.
  • Una disolución 溶液 es una mezcla de uno o más solutos disueltos en un disolvente.
  • Una disolución saturada 饱和溶液 contiene la cantidad máxima de soluto que puede disolverse a una temperatura dada.
  • Un residuo 残渣 es la sustancia que queda después de la evaporación, destilación o filtración.
  • Un filtrado 滤液 es el líquido que ha pasado a través de un filtro.
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Ruta de diseño de experimento

Seguir una prueba justa desde la pregunta hasta una conclusión confiable.

Vocabulary · ⁨Vocabulario⁩ Train · ⁨Entrenar⁩
English · ⁨Inglés⁩ Chinese · ⁨Chino⁩ Pinyin
stop-watch/stɒp wɒtʃ/ 秒表 miǎo biǎo
thermometer/θɜːˈmɒmɪtə/ 温度计 wēn dù jì
balance/ˈbæləns/ 天平 tiān píng
burette/bjʊəˈret/ 滴定管 dī dìng guǎn
volumetric pipette/ˌvɒljuːˈmetrɪk pɪˈpet/ 移液管 yí yè guǎn
measuring cylinder/ˈmeʒərɪŋ ˈsɪlɪndə/ 量筒 liáng tǒng
gas syringe/ɡæs sɪˈrɪndʒ/ 注射器 zhù shè qì
solvent/ˈsɒlvənt/ 溶剂 róng jì
solute/ˈsɒljuːt/ 溶质 róng zhì
solution/səˈluːʃn/ 溶液 róng yè
saturated solution/ˈsætʃəreɪtɪd səˈluːʃn/ 饱和溶液 bǎo hé róng yè
residue/ˈresɪdjuː/ 残渣 cán zhā
filtrate/ˈfɪltreɪt/ 滤液 lǜ yè
12.2

Acid–base titrations · ⁨Valoraciones ácido-base⁩
Syllabus
English
Core Supplement
1 Describe an acid–base titration to include the use of a: (a) burette (b) volumetric pipette (c) suitable indicator
2 Describe how to identify the end-point of a titration using an indicator
Español
Núcleo Suplemento
1 Describir una valoración ácido-base, incluyendo el uso de: (a) bureta (b) pipeta volumétrica (c) un indicador adecuado
2 Describir cómo identificar el punto final de una valoración utilizando un indicador

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Fuente: Plan de estudios Cambridge International⁩

English
Titration curve and equivalence point

A titration 滴定 finds the exact volume of one solution that reacts with another.

  • Use a volumetric pipette to measure a fixed volume of one solution into a flask.
  • Add a few drops of a suitable indicator 指示剂.
  • Add the other solution from a burette, slowly, until the colour just changes.

The end-point 终点 is the moment the indicator changes colour, which shows the reaction is exactly complete. You read the burette to find the volume added.

Español
Curva de valoración y punto de equivalencia

Una valoración 滴定 determina el volumen exacto de una solución que reacciona con otra.

  • Usa una pipeta volumétrica para medir un volumen fijo de una solución en un matraz.
  • Añade unas gotas de un indicador 指示剂 adecuado.
  • Añade la otra solución desde una bureta, lentamente, hasta que el color cambie ligeramente.

El punto final 终点 es el momento en que el indicador cambia de color, lo que indica que la reacción está exactamente completa. Se lee la bureta para encontrar el volumen añadido.

Una bureta de solución sujeta sobre un matraz cónico con solución e indicador sobre una baldosa blanca
La solución se deja caer desde la bureta hacia el matraz hasta que el indicador cambia ligeramente de color (el punto final)
Configuración real de valoración: buretas sobre matraces cónicos que contienen una solución indicadora naranja
Valoración real: la solución de la bureta se añade al matraz, donde el indicador se ha vuelto naranja
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Titulaciones ácido-base

Saltos de pH en el punto de equivalencia

Seguir el pH a medida que se añade base — salta a través de la neutralidad en el punto de equivalencia.

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English · ⁨Inglés⁩ Chinese · ⁨Chino⁩ Pinyin
titration/taɪˈtreɪʃn/ 滴定 dī dìng
indicator/ˈɪndɪkeɪtə/ 指示剂 zhǐ shì jì
end-point/end pɔɪnt/ 终点 zhōng diǎn
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12.3

Chromatography · ⁨Cromatografía⁩
Syllabus
English
Core Supplement
1 Describe how paper chromatography is used to separate mixtures of soluble coloured substances, using a suitable solvent 3 Describe how paper chromatography is used to separate mixtures of soluble colourless substances, using a suitable solvent and a locating agent Knowledge of specific locating agents is not required
2 Interpret simple chromatograms to identify: (a) unknown substances by comparison with known substances (b) pure and impure substances 4 State and use the equation for $R_{\text{f}}$:
$$R_{\text{f}} = \frac{\text{distance travelled by substance}}{\text{distance travelled by solvent}}$$
Español
Fundamental Complementario
1 Describir cómo se utiliza la cromatografía en papel para separar mezclas de sustancias coloreadas solubles, empleando un disolvente adecuado 3 Describir cómo se utiliza la cromatografía en papel para separar mezclas de sustancias incoloras solubles, empleando un disolvente adecuado y un reactivo revelador No se requiere conocimiento de reactivos reveladores específicos
2 Interpretar cromatogramas simples para identificar: (a) sustancias desconocidas mediante comparación con sustancias conocidas (b) sustancias puras e impuras 4 Enunciar y utilizar la ecuación del $R_{\text{f}}$:
$$R_{\text{f}} = \frac{\text{distancia recorrida por la sustancia}}{\text{distancia recorrida por el disolvente}}$$

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Fuente: Plan de estudios Cambridge International⁩

English

Paper chromatography 纸色谱法 separates a mixture of soluble substances. You put a spot of the mixture near the bottom of the paper, then stand the paper in a solvent. As the solvent rises up the paper, the substances move different distances, so they separate.

  • For coloured substances you can see the spots directly.
  • For colourless substances you must spray a locating agent 显色剂 to make the spots show up.

The finished paper is a chromatogram 色谱图. You can use it to:

  • identify an unknown substance by comparing it with known substances;
  • tell if a substance is pure (a pure substance gives only one spot).

You can also calculate the $R_{\text{f}}$ value of a spot:

$$R_{\text{f}} = \frac{\text{distance moved by the substance}}{\text{distance moved by the solvent}}$$

Worked example. On a chromatogram the solvent front has risen 8.0 cm from the baseline, and a spot has moved 6.0 cm. Find its $R_{\text{f}}$ value.

$$R_{\text{f}} = \frac{6.0}{8.0} = 0.75$$

Both distances are measured from the baseline (the pencil line), and the spot's distance is taken to the centre of the spot. An $R_{\text{f}}$ has no unit, and it is always less than 1, because a spot can never travel further than the solvent carrying it - an answer above 1 means the two distances have been divided the wrong way round.

Español

La cromatografía en papel 纸色谱法 separa una mezcla de sustancias solubles. Se coloca una mancha de la mezcla cerca del fondo del papel, luego se sumerge el papel en un disolvente. A medida que el disolvente asciende por el papel, las sustancias se desplazan diferentes distancias, por lo que se separan.

Papel de cromatografía sumergido en disolvente, con una mezcla en la línea base que se separa en manchas que ascienden a diferentes alturas bajo el frente del disolvente
A medida que el disolvente asciende, las sustancias recorren diferentes distancias y se separan; $R_f$ es la distancia de la mancha ($a$) dividida por la distancia del disolvente ($b$)
Tiras reales de papel de cromatografía con manchas coloreadas que han ascendido diferentes distancias en cada tira
En cromatogramas reales, cada sustancia de la mezcla asciende una distancia diferente, dejando una mancha de color separada
  • Para sustancias coloreadas, puedes ver las manchas directamente.
  • Para sustancias incoloras, debes rociar un agente revelador 显色剂 para hacer que las manchas aparezcan.

El papel resultante es un cromatograma 色谱图. Puedes usarlo para:

  • identificar una sustancia desconocida comparándola con sustancias conocidas;
  • determinar si una sustancia es pura (una sustancia pura produce solo una mancha).

También puedes calcular el valor $R_{\text{f}}$ de una mancha:

$$R_{\text{f}} = \frac{\text{distance moved by the substance}}{\text{distance moved by the solvent}}$$

Ejemplo resuelto. En un cromatograma, el frente del disolvente ha ascendido 8,0 cm desde la línea base, y una mancha se ha movido 6,0 cm. Encuentra su valor $R_{\text{f}}$.

$$R_{\text{f}} = \frac{6.0}{8.0} = 0.75$$

Ambas distancias se miden desde la línea base (la línea de lápiz), y la distancia de la mancha se toma hasta el centro de la misma. Un $R_{\text{f}}$ no tiene unidades y siempre es menor que 1, porque una mancha nunca puede recorrer más distancia que el disolvente que la transporta; una respuesta superior a 1 significa que las dos distancias se han dividido al revés.

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Ruta de cromatografía

Observar cómo se separa una mezcla mientras avanza el frente del disolvente.

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English · ⁨Inglés⁩ Chinese · ⁨Chino⁩ Pinyin
paper chromatography/ˈpeɪpə krəʊməˈtɒɡrəfi/ 纸色谱法 zhǐ sè pǔ fǎ
locating agent/ləʊˈkeɪtɪŋ ˈeɪdʒənt/ 显色剂 xiǎn sè jì
chromatogram/krəʊˈmætəɡræm/ 色谱图 sè pǔ tú
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12.4

Separation and purification · ⁨Separación y purificación⁩
Syllabus
English
Core Supplement
1 Describe and explain methods of separation and purification using: (a) a suitable solvent (b) filtration (c) crystallisation (d) simple distillation (e) fractional distillation
2 Suggest suitable separation and purification techniques, given information about the substances involved
3 Identify substances and assess their purity using melting point and boiling point information
Español
Núcleo Complementario
1 Describir y explicar métodos de separación y purificación utilizando: (a) un disolvente adecuado (b) filtración (c) cristalización (d) destilación simple (e) destilación fraccionada
2 Proponer técnicas adecuadas de separación y purificación, dada la información sobre las sustancias involucradas
3 Identificar sustancias y evaluar su pureza mediante información sobre los puntos de fusión y ebullición

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Fuente: Plan de estudios Cambridge International⁩

English

You choose a method based on the mixture:

Method Used to separate
dissolving in a suitable solvent, then filtration 过滤 an insoluble solid from a liquid
crystallisation 结晶 a soluble solid from its solution
simple distillation 蒸馏 a solvent (the liquid) from a solution
fractional distillation 分馏 two or more liquids with different boiling points

You can check the purity of a substance using its melting point 熔点 and boiling point 沸点: a pure substance melts and boils at sharp, fixed temperatures, while impurities lower the melting point and raise the boiling point.

Español

Elijes un método basado en la mezcla:

Método Usado para separar
disolver en un disolvente adecuado, luego filtración 过滤 un sólido insoluble en un líquido
cristalización 结晶 un sólido soluble en su disolución
destilación simple 蒸馏 un disolvente (el líquido) de una disolución
destilación fraccionada 分馏 dos o más líquidos con diferentes puntos de ebullición
Un embudo de filtración forrado con papel de filtración atrapando residuo insoluble mientras el filtrado gotea en un vaso de precipitados debajo
Filtración: el sólido insoluble permanece en el papel de filtración (residuo) y el líquido pasa a través (filtrado)
Matraz calentado con solución, termómetro, condensador enfriado con agua y vaso de precipitados recolectando el destilado
Destilación simple: el disolvente hierve, el condensador lo enfría de nuevo a líquido, y se recolecta el destilado puro
Como la destilación simple pero con columna de empaquetamiento de vidrio y termómetro en la parte superior de la columna
La destilación fraccionada añade una columna de empaquetamiento, permitiendo que los líquidos con diferentes puntos de ebullición se separen limpiamente

Puedes verificar la pureza de una sustancia usando su punto de fusión 熔点 y punto de ebullición 沸点: una sustancia pura funde y hierve a temperaturas fijas y definidas, mientras que las impurezas bajan el punto de fusión y suben el punto de ebullición.

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Laboratorio de métodos de separación

Elija el método que coincida con la mezcla.

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filtration/fɪlˈtreɪʃn/ 过滤 guò lǜ
crystallisation/ˌkrɪstəlaɪˈzeɪʃn/ 结晶 jié jīng
simple distillation/ˈsɪmpl dɪstɪˈleɪʃn/ 蒸馏 zhēng liú
fractional distillation/ˈfrækʃənl dɪstɪˈleɪʃn/ 分馏 fēn liú
melting point/ˈmeltɪŋ pɔɪnt/ 熔点 róng diǎn
boiling point/ˈbɔɪlɪŋ pɔɪnt/ 沸点 fèi diǎn
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12.5

Identifying ions and gases · ⁨Identificación de iones y gases⁩
Syllabus
English
Core Supplement
1 Describe tests to identify the anions: (a) carbonate, $\text{CO}_3^{2-}$, by reaction with dilute acid and then testing for carbon dioxide gas (b) chloride, $\text{Cl}^-$, bromide, $\text{Br}^-$, and iodide, $\text{I}^-$, by acidifying with dilute nitric acid then adding aqueous silver nitrate (c) nitrate, $\text{NO}_3^-$, reduction with aluminium foil and aqueous sodium hydroxide and then testing for ammonia gas (d) sulfate, $\text{SO}_4^{2-}$, by acidifying with dilute nitric acid and then adding aqueous barium nitrate (e) sulfite, $\text{SO}_3^{2-}$, by reaction with acidified aqueous potassium manganate(VII)
2 Describe tests using aqueous sodium hydroxide and aqueous ammonia to identify the aqueous cations: (a) aluminium, $Al^{3+}$ (b) ammonium, $NH_4^+$ (c) calcium, $Ca^{2+}$ (d) chromium(III), $Cr^{3+}$ (e) copper(II), $Cu^{2+}$ (f) iron(II), $Fe^{2+}$ (g) iron(III), $Fe^{3+}$ (h) zinc, $Zn^{2+}$
3 Describe tests to identify the gases: (a) ammonia, $NH_3$, using damp red litmus paper (b) carbon dioxide, $CO_2$, using limewater (c) chlorine, $Cl_2$, using damp litmus paper (d) hydrogen, $H_2$, using a lighted splint (e) oxygen, $O_2$, using a glowing splint (f) sulfur dioxide, $SO_2$, using acidified aqueous potassium manganate(VII)
4 Describe the use of a flame test to identify the cations: (a) lithium, $Li^+$ (b) sodium, $Na^+$ (c) potassium, $K^+$ (d) calcium, $Ca^{2+}$ (e) barium, $Ba^{2+}$ (f) copper(II), $Cu^{2+}$
Español
Fundamental Suplementario
1 Describir las pruebas para identificar los aniones: (a) carbonato, $\text{CO}_3^{2-}$, mediante reacción con un ácido diluido y posterior prueba del gas dióxido de carbono (b) cloruro, $\text{Cl}^-$, bromuro, $\text{Br}^-$, y yoduro, $\text{I}^-$, acidulando con ácido nítrico diluido y luego añadiendo nitrato de plata acuoso (c) nitrato, $\text{NO}_3^-$, reducción con papel de aluminio y hidróxido de sodio acuoso, seguido de la prueba del gas amoníaco (d) sulfato, $\text{SO}_4^{2-}$, acidulando con ácido nítrico diluido y luego añadiendo nitrato de bario acuoso (e) sulfito, $\text{SO}_3^{2-}$, mediante reacción con permanganato de potasio(VII) acuoso acidificado
2 Describir las pruebas utilizando hidróxido de sodio acuoso y amoníaco acuoso para identificar los cationes en disolución: (a) aluminio, $Al^{3+}$ (b) amonio, $NH_4^+$ (c) calcio, $Ca^{2+}$ (d) cromo(III), $Cr^{3+}$ (e) cobre(II), $Cu^{2+}$ (f) hierro(II), $Fe^{2+}$ (g) hierro(III), $Fe^{3+}$ (h) zinc, $Zn^{2+}$
3 Describir las pruebas para identificar los gases: (a) amoníaco, $NH_3$, usando papel de litmo rojo húmedo (b) dióxido de carbono, $CO_2$, usando agua de cal (c) cloro, $Cl_2$, usando papel de litmo húmedo (d) hidrógeno, $H_2$, usando una cerilla encendida (e) oxígeno, $O_2$, usando una cerilla incandescente (f) dióxido de azufre, $SO_2$, usando permanganato de potasio(VII) acuoso acidificado
4 Describir el uso de la prueba de llama para identificar los cationes: (a) litio, $Li^+$ (b) sodio, $Na^+$ (c) potasio, $K^+$ (d) calcio, $Ca^{2+}$ (e) bario, $Ba^{2+}$ (f) cobre(II), $Cu^{2+}$

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Fuente: Plan de estudios Cambridge International⁩

English

Tests for anions

An anion 阴离子 is a negative ion.

Anion Test Result
carbonate 碳酸盐 ($\text{CO}_3^{2-}$) add dilute acid fizzes; the gas turns limewater milky (carbon dioxide 二氧化碳)
chloride 氯化物 ($\text{Cl}^-$) add dilute nitric acid 硝酸, then silver nitrate 硝酸银 white precipitate
bromide 溴化物 ($\text{Br}^-$) add dilute nitric acid, then silver nitrate cream precipitate
iodide 碘化物 ($\text{I}^-$) add dilute nitric acid, then silver nitrate yellow precipitate
nitrate 硝酸盐 ($\text{NO}_3^-$) add aluminium 铝 foil and sodium hydroxide 氢氧化钠, warm ammonia 氨气 gas given off
sulfate 硫酸盐 ($\text{SO}_4^{2-}$) add dilute nitric acid, then barium nitrate 硝酸钡 white precipitate
sulfite 亚硫酸盐 ($\text{SO}_3^{2-}$) add acidified potassium manganate(VII) 高锰酸钾 purple colour fades

Tests for cations

A cation 阳离子 is a positive ion. Add aqueous sodium hydroxide, or aqueous ammonia, and look at the precipitate 沉淀 formed.

Cation With sodium hydroxide With aqueous ammonia
aluminium ($\text{Al}^{3+}$) white, dissolves in excess white, stays
ammonium 铵 ($\text{NH}_4^+$) ammonia gas when warmed —
calcium 钙 ($\text{Ca}^{2+}$) white, stays no precipitate
chromium(III) 铬 ($\text{Cr}^{3+}$) green, dissolves in excess green, stays
copper(II) 铜 ($\text{Cu}^{2+}$) light blue, stays light blue, dissolves to deep blue
iron(II) 铁 ($\text{Fe}^{2+}$) green, stays green, stays
iron(III) ($\text{Fe}^{3+}$) red-brown, stays red-brown, stays
zinc 锌 ($\text{Zn}^{2+}$) white, dissolves in excess white, dissolves in excess

Tests for gases

Gas Test Result
ammonia ($\text{NH}_3$) damp red litmus 石蕊 paper turns blue
carbon dioxide ($\text{CO}_2$) bubble through limewater 石灰水 turns milky
chlorine 氯气 ($\text{Cl}_2$) damp litmus paper bleached white
hydrogen 氢气 ($\text{H}_2$) a lighted splint burns with a squeaky pop
oxygen 氧气 ($\text{O}_2$) a glowing splint relights
sulfur dioxide ($\text{SO}_2$) acidified potassium manganate(VII) purple colour fades

Flame tests

A flame test 焰色试验 identifies some metal cations by the colour they give to a flame:

Cation Flame colour
lithium 锂 ($\text{Li}^+$) red
sodium 钠 ($\text{Na}^+$) yellow
potassium 钾 ($\text{K}^+$) lilac (purple)
calcium ($\text{Ca}^{2+}$) orange-red
barium 钡 ($\text{Ba}^{2+}$) light green
copper(II) ($\text{Cu}^{2+}$) blue-green
Español

Pruebas para aniones

Un anión 阴ión es un ion negativo.

Anión Prueba Resultado
carbonato 碳酸盐 ($\text{CO}_3^{2-}$) añadir ácido diluido burbujea; el gas enturbia el agua de cal (dióxido de carbono 二氧化碳)
cloruro 氯化物 ($\text{Cl}^-$) añadir ácido nítrico diluido, luego nitrato de plata 硝酸银 precipitado blanco
bromuro 溴化物 ($\text{Br}^-$) añadir ácido nítrico diluido, luego nitrato de plata precipitado crema
yoduro 碘化物 ($\text{I}^-$) añadir ácido nítrico diluido, luego nitrato de plata precipitado amarillo
nitrato 硝酸盐 ($\text{NO}_3^-$) añadir lámina de aluminio 铝 y hidróxido de sodio 氢氧化钠, calentar se desprende gas de amoníaco 氨气
sulfato 硫酸盐 ($\text{SO}_4^{2-}$) añadir ácido nítrico diluido, luego nitrato de bario 硝酸钡 precipitado blanco
sulfito 亚硫酸盐 ($\text{SO}_3^{2-}$) añadir permanganato de potasio acidificado 高锰酸钾 el color púrpura desaparece

Pruebas para cationes

Un catión 阳离子 es un ion positivo. Añade hidróxido de sodio acuoso o amoníaco acuoso, y observa el precipitado 沉淀 formado.

Un gotero añade hidróxido de sodio a una solución en un tubo de ensayo, formando un precipitado coloreado en el fondo
La adición de hidróxido de sodio forma un precipitado coloreado para algunos iones metálicos
Catión Con hidróxido de sodio Con amoníaco acuoso
aluminio ($\text{Al}^{3+}$) blanco, se disuelve en exceso blanco, permanece
amonio 铵 ($\text{NH}_4^+$) gas amoníaco al calentar —
calcio 钙 ($\text{Ca}^{2+}$) blanco, permanece sin precipitado
cromo(III) 铬 ($\text{Cr}^{3+}$) verde, se disuelve en exceso verde, permanece
cobre(II) 铜 ($\text{Cu}^{2+}$) azul claro, permanece azul claro, se disuelve a azul oscuro
hierro(II) 铁 ($\text{Fe}^{2+}$) verde, permanece verde, permanece
hierro(III) ($\text{Fe}^{3+}$) rojo-marrón, permanece rojo-marrón, permanece
zinc 锌 ($\text{Zn}^{2+}$) blanco, se disuelve en exceso blanco, se disuelve en exceso

Pruebas para gases

Gas Prueba Resultado
amoníaco ($\text{NH}_3$) papel de litmus 石蕊 rojo húmedo se vuelve azul
dióxido de carbono ($\text{CO}_2$) burbujear a través de agua de cal 石灰水 se enturbia
cloro 氯气 ($\text{Cl}_2$) papel de litmus húmedo decolora a blanco
hidrógeno 氢气 ($\text{H}_2$) una cerilla encendida quema con un chasquido agudo
oxígeno 氧气 ($\text{O}_2$) una cerilla incandescente se reaviva
dióxido de azufre ($\text{SO}_2$) permanganato de potasio acidificado el color púrpura desaparece
Dos tubos de ensayo: una cerilla encendida produce un chasquido con hidrógeno; una cerilla incandescente se reaviva en oxígeno
Prueba de gases: el hidrógeno hace chasquido, el oxígeno reaviva una cerilla incandescente

Pruebas de llama

Una prueba de llama 焰色试验 identifica algunos cationes metálicos por el color que dan a la llama:

Alambre limpio sosteniendo una muestra en una llama de Bunsen, produciendo una llama coloreada
Prueba de llama: el ion metálico da color a la llama
Catión Color de la llama
litio 锂 ($\text{Li}^+$) rojo
sodio 钠 ($\text{Na}^+$) amarillo
potasio 钾 ($\text{K}^+$) lila (morado)
calcio ($\text{Ca}^{2+}$) naranja-rojo
bario 钡 ($\text{Ba}^{2+}$) verde claro
cobre(II) ($\text{Cu}^{2+}$) azul-verde
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Laboratorio de pruebas de iones y gases

Relacionar las observaciones de las pruebas con el ion o gas presente.

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anion/ˈænaɪən/ 阴离子 yīn lí zi
carbonate/ˈkɑːbəneɪt/ 碳酸盐 tàn suān yán
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ 二氧化碳 èr yǎng huà tàn
chloride/ˈklɔːraɪd/ 氯化物 lǜ huà wù
nitric acid/ˈnaɪtrɪk ˈæsɪd/ 硝酸 xiāo suān
silver nitrate/ˈsɪlvə ˈnaɪtreɪt/ 硝酸银 xiāo suān yín
bromide/ˈbrəʊmaɪd/ 溴化物 xiù huà wù
iodide/ˈaɪədaɪd/ 碘化物 diǎn huà wù
nitrate/ˈnaɪtreɪt/ 硝酸盐 xiāo suān yán
aluminium/ˌæljʊˈmɪnɪəm/ 铝 lǚ
sodium hydroxide/ˈsəʊdɪəm haɪˈdrɒksaɪd/ 氢氧化钠 qīng yǎng huà nà
ammonia/æˈməʊnɪə/ 氨气 ān qì
sulfate/ˈsʌlfeɪt/ 硫酸盐 liú suān yán
barium nitrate/ˈbeərɪəm ˈnaɪtreɪt/ 硝酸钡 xiāo suān bèi
sulfite/ˈsʌlfaɪt/ 亚硫酸盐 yà liú suān yán
potassium manganate(VII)/pəˈtæsɪəm ˈmæŋɡəneɪt/ 高锰酸钾 gāo měng suān jiǎ
cation/ˈkætaɪən/ 阳离子 yáng lí zi
precipitate/prɪˈsɪpɪteɪt/ 沉淀 chén diàn
ammonium/æˈməʊnɪəm/ 铵 ǎn
calcium/ˈkælsɪəm/ 钙 gài
chromium/ˈkrəʊmɪəm/ 铬 gè
copper/ˈkɒpə/ 铜 tóng
iron/ˈaɪən/ 铁 tiě
zinc/zɪŋk/ 锌 xīn
litmus/ˈlɪtməs/ 石蕊 shí ruǐ
limewater/ˈlaɪmwɔːtə/ 石灰水 shí huī shuǐ
chlorine/ˈklɔːriːn/ 氯气 lǜ qì
hydrogen/ˈhaɪdrədʒn/ 氢气 qīng qì
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ 氧气 yǎng qì
flame test/fleɪm test/ 焰色试验 yàn sè shì yàn
lithium/ˈlɪθɪəm/ 锂 lǐ
sodium/ˈsəʊdɪəm/ 钠 nà
potassium/pəˈtæsɪəm/ 钾 jiǎ
barium/ˈbeərɪəm/ 钡 bèi
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12.5

Exam tips · ⁨Consejos para el examen⁩
English
  • Pick apparatus by the measurement: a burette or pipette for accurate volumes, a measuring cylinder for a rough volume, a gas syringe for a gas volume, a balance for mass.
  • $R_f = \dfrac{\text{distance moved by the substance}}{\text{distance moved by the solvent}}$, so it is always less than 1. A pure substance gives a single spot.
  • Learn the anion tests: a carbonate fizzes and the gas turns limewater milky; halides with silver nitrate give a chloride white, bromide cream, iodide yellow precipitate; a sulfate gives a white precipitate with barium nitrate.
  • Learn the gas tests: hydrogen gives a squeaky pop, oxygen relights a glowing splint, carbon dioxide turns limewater milky, chlorine bleaches damp litmus, ammonia turns damp red litmus blue.
  • For cations, add sodium hydroxide and read the precipitate colour: copper(II) light blue, iron(II) green, iron(III) red-brown.
Español
  • Elige el equipo según la medición: una bureta o pipeta para volúmenes precisos, una probeta para un volumen aproximado, una jeringa de gas para el volumen de un gas, una balanza para la masa.
  • $R_f = \dfrac{\text{distance moved by the substance}}{\text{distance moved by the solvent}}$, por lo que siempre es menor que 1. Una sustancia pura da una sola mancha.
  • Aprende las pruebas para aniones: un carbonato burbujea y el gas enturbia el agua de cal; los haluros con nitrato de plata producen un cloruro blanco, bromuro crema, yoduro amarillo; un sulfato produce un precipitado blanco con nitrato de bario.
  • Aprende las pruebas para gases: el hidrógeno produce un chasquido agudo, el oxígeno reaviva una cerilla incandescente, el dióxido de carbono enturbia el agua de cal, el cloro decolora el litmo húmedo, el amoníaco vuelve azul el litmo rojo húmedo.
  • Para cationes, añade hidróxido de sodio y lee el color del precipitado: cobre(II) azul claro, hierro(II) verde, hierro(III) rojo-marrón.

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