Реакції виявлення, що проявляються у зміні, появі чи зникненні кольору.

Кольорові реакції є одними з основних типів реакцій виявлення речовин. Колір може з'являтися внаслідок поглинання квантів світла у видимій області спектра. Такими поглинанням володіють багато комплексних й органічних сполук:

1. Забарвленими є багато катіонів d - і f -елементів, що перебувають у розчинах у вигляді сольватокомплексів.

2. Інтенсивно забарвленими є комплекси металів з переносом заряду. Наприклад, галогенідні комплекси кобальту забарвлені завдяки переходу електронів від галогенід -йонів на вакантні d-орбиталі атома кобальту.

3. Забарвлення з'являється або змінюється в тому випадку, якщо в молекулі речовини з'являються хромофорні групи, які представляють собою систему сполучених π-зв'язків. Наприклад, наявністю хромофорних груп зумовлено забарвлення азо- і нітросполук.

4. Забарвлення також виникає або змінюється при поляризації електронних оболонок великих аніонів або катіонів під дією іона протилежного знака. Так, безбарвні Ag⁺ і I^- утворюють осад Agl жовтого кольору.

5. Забарвленими є ряд аніонів (MnO₄^-, CrO₄^2-, Cr₂O₇^2-). Залежно від типу аніона забарвлення катіонів може змінюватися. Наприклад, CuSO₄ утворює розчини синього кольору, CuCl₂ — зеленого, Cu(BrO₃)₂— синьо-зеленого.

За технікою виконання розрізняють декілька видів кольорових реакцій:

1. Кольорові реакції, які проводяться методом розтирання сухих порошків та реактивів. У фарфоровий тигель (можна скористатись також фарфоровими чашкою чи пластинкою) поміщають кілька кристалів досліджуваної речовини й реагенту, а тоді добре розтирають суміш фарфоровою паличкою чи ступкою. Спостерігають появу чи зміну кольору суміші і роблять висновок про присутність (відсутність) визначуваного компоненту в досліджуваній речовині.

Приклади деяких реакцій виявлення методом розтирання порошку приводяться в таблиці 2.

 

Таблиця 2

Виявлення йонів методом розтирання порошку

 

Йон	Реактив	Продукт реакції	Колір
Fe^3+	NH4SCN	Fe(NCS)3	Червоний
Cd^2+	Na2S	CdS	Жовтий
Hg^2+	KI	HgI2	Оранжевий
Ba^2+	K2Cr2O7	BaCrO4	Жовтий
Br^-	AgNO3	AgBr	Жовтий
I^-	Hg(NO3)2	HgI2	Оранжевий

 

 

2. Кольорові реакції, що проводяться в розчинах. При цьому до розчину досліджуваної речовини додають розчин (чи сухий) реактиву. Спостерігають аналітичний ефект (зміни, появи чи зникнення кольору), по якому роблять висновок про присутність (відсутність) визначуваного компоненту.

За технікою виконання ці реакції можна провести в пробірці, на папері чи на пластинці.

2.1. У пробірку вносять невеликий об’єм (до 1 мл) розчину досліджуваної речовини піпеткою, не торкаючись при цьому стінок пробірки. При необхідності створюють кисле чи лужне середовище, а тоді добавляють рівний об’єм розчину реагенту. Вміст пробірок перемішують (обережним струшуванням або скляною паличкою). Спостерігають аналітичний ефект (наприклад, зміни, появи чи зникнення кольору), по якому роблять висновок про присутність (відсутність) визначуваного компоненту.

2.2. Досліджувану речовину набирають капіляром і наносять на фільтрувальний папір легким дотиком кінчика капіляра. Тоді таким же чином наносять розчин реагенту (рис. 1). Спостерігають аналітичний ефект зміни, появи чи зникнення кольору, по якому роблять висновок про присутність (відсутність) визначуваного компоненту.

Рис.1. Техніка виконання реакцій на папері

 

2.3. В заглиблення пластинки (рис. 2) поміщають 1-3 краплини розчину досліджуваної речовини піпеткою, а тоді добавляють близький об’єм розчину реагенту. Спостерігають аналітичний ефект зміни, появи чи зникнення кольору, по якому роблять висновок про присутність (відсутність) визначуваного компоненту.

 

Рис. 2. Пластинка для виконання краплинних реакцій

 

3. Кольорові реакції, які супроводжуються появою кольорового осаду. Спостерігають аналітичний ефект появи муті чи осаду, по якому роблять висновок про присутність (відсутність) визначуваного компоненту. При необхідності суміш переносять у центрифужну пробірку, останню ставлять у гніздо центрифуги і центрифугують протягом 1-3 хвилин (не забути зрівноважити іншою пробіркою з відповідним об’ємом води!). Після повної зупинки центрифуги пробірку виймають, розчин над осадом зливають, осад промивають і досліджують (колір, розчинність тощо).

4. Екстракційні кольорові реакції виконують, додаючи до розчину органічний реагент, який не змішується з водою.

5. Хроматографічні кольорові реакції проводять на папері, тонкому шарі (паперова чи тонкошарова хроматографія) чи в хроматографічній колонці, пропускаючи через колонку розчин реактиву.

 

Реакції з виділенням газу.

Такі реакції проводять у пробірці або газовій камері.

1.4.1. У пробірку вносять невеликий об’єм (до 1 мл) розчину досліджуваної речовини піпеткою, не торкаючись при цьому стінок пробірки. Тоді добавляють рівний об’єм розчину реагенту і спостерігають аналітичний ефект (виділення газу). Ідентифікацію газу проводять за його фізичними (колір, запах) чи хімічними властивостями. В останньому випадку пробірку закривають пробкою з газовідвідною трубкою, кінець якої занурюють у пробірку з розчином відповідного реагенту. В деяких випадках наносять розчин реагенту на фільтрувальний папір, який підносять до отвору пробірки.

2.4.2. Іноді зручніше такі реакції проводити в газовій камері. Складають газову камеру з двох однакових скляних посудин (чашки Петрі, годинникові скла). На внутрішню частину одної посудини ставлять папірці, змочені розчином реагенту (або індикаторні папірці). На нижню частину другої посудини вносять розчини досліджуваної речовини та реагенту. Складають камеру і спостерігають аналітичний ефект на фільтрувальному (чи індикаторному) папері.