Качественные реакции на анионы.

2.1. Качественные реакции на сульфид-анион S2-. Из сульфидов растворимы сульфиды только щелочных металлов и аммония. Нерастворимые сульфиды имеют специфическую окраску, по которым можно определить тот или иной сульфид.
Окраска:
MnS — телесный (розовый).
ZnS — белый.
PbS — черный.
Ag2S — черный.
CdS — лимонно-желтый.
SnS — шоколадный.
HgS (метакиноварь) — черный.
HgS (киноварь) — красный.
Sb2S3 — оранжевый.
Bi2S3 — черный.
Некоторые сульфиды при взаимодействии с кислотами-неокислителями образуют токсичный газ сероводород H2S с неприятным запахом (тухлых яиц):
Na2S + 2HBr = 2NaBr + H2S↑
S2- + 2H+ = H2S↑

А некоторые устойчивы к разбавленным растворам HCl, HBr, HI, H2SO4, HCOOH, CH3COOH — к примеру CuS, Cu2S, Ag2S, HgS, PbS, CdS, Sb2S3, SnS и некоторые другие. Но они переводятся в раствор конц. азотной кислотой при кипячении (Sb2S3 и HgS растворяются тяжелее всего, причем последний гораздо быстрее растворится в царской водке):
CuS + 8HNO3 =t= CuSO4 + 8NO2↑ + 4H2O

Также сульфид-анион можно выявить, приливая раствор сульфида к бромной воде:
S2- + Br2 = S↓ + 2Br-
Образующаяся сера выпадает в осадок.

2.2. Качественная реакция на сульфат-анион SO42-. Сульфат-анион обычно осаждают катионом свинца, либо бария:
Pb2+ + SO42- = PbSO4

Ва2+ + SO42- = ВаSO4
Осадки сульфата свинца и сульфата бария белого цвета.

2.3. Качественная реакция на силикат-анион SiO32-. Силикат-анион легко осаждается из раствора в виде стекловидной массы при добавлении сильных кислот:
SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓ (SiO2 * nH2O)

2.4. Качественные реакции на хлорид-анион Cl-, бромид-анион Br-, иодид-анион I- смотрите в пункте «качественные реакции на катион серебра Ag+»

2.5. Качественная реакция на сульфит-анион SO32-. При добавлении к раствору сильных кислот образуется диоксид серы SO2 — газ с резким запахом (запах зажженной спички):
SO32- + 2H+ = SO2↑ + H2O

2.6. Качественная реакция на карбонат-анион CO32-. При добавлении к раствору карбоната сильных кислот образуется углекислый газ CO2, не поддерживающий горение, вызывающий помутнение известковой воды:
CO32- + 2H+ = CO2↑ + H2O

Са(ОН)2 + CO2= СаСО3↓ + H2O (при избытке CO2 осадок растворяется с образованием гидрокарбоната СаСО3 + CO2+ H2O= Са(НСО3)2

2.7. Качественная реакция на тиосульфат-анион S2O32-. При добавлении раствора серной или соляной кислоты к раствору тиосульфата образуется диоксид серы SO2 и выпадает в осадок элементарная сера S:
S2O32- + 2H+ = S↓ + SO2↑ + H2O

2.8. Качественная реакция на хромат-анион CrO42-. При добавлении к раствору хромата раствора солей бария выпадает желтый осадок хромата бария BaCrO4, разлагающегося в сильнокислой среде:
Ba2+ + CrO42- = BaCrO4
Растворы хроматов окрашены в желтый цвет. При подкислении раствора цвет изменится на оранжевый, отвечающий дихромат-аниону Cr2O72-:
2CrO42- + 2H+ = Cr2O72- + H2O
Кроме того хроматы являются окислителями в щелочной и нейтральной средах (окислительные способности хуже, чем у дихроматов):
S2- + CrO42- + H2O = S + Cr(OH)3 + OH-

2.9. Качественная реакция на дихромат-анион Cr2O72-. При добавлении к раствору дихромата раствора соли серебра образуется осадок оранжевого цвета Ag2Cr2O7:
2Ag+ + Cr2O72- = Ag2Cr2O7
Растворы дихроматов окрашены в оранжевый цвет. При подщелачивании раствора окраска изменяется на желтую, отвечающую хромат-аниону CrO42-:
Cr2O72- + 2OH- = 2CrO42- + H2O
Кроме того, дихроматы — сильные окислители в кислой среде. При внесении в подкисленный раствор дихромата какого-либо восстановителя окраска раствора изменится с оранжевого на зеленый, отвечающей катиону хрома (III) Сr3+ (в качестве восстановителя бромид-анион):
6Br- + Cr2O72- + 14H+ = 3Br2 + 2Cr3+ + 7H2O
Эффектная качественная реакция на шестивалентный хром — темно-синее окрашивание раствора при добавлении конц. перекиси водорода в эфире. Образуется пероксид хрома состава CrO5.

2.10. Качественная реакция на перманганат-анион MnO4-. Перманганат-анион «выдает» темно-фиолетовая окраска раствора. Кроме того, перманганаты — сильнейшие окислители, в кислой среде восстанавливаются до Mn2+ (фиолетовая окраска исчезает), в нейтральной — до Mn+4 (окраска исчезает, выпадает бурый осадок диоксида марганца MnO2) и в щелочной — до MnO42- (окраска раствора изменяется на темно-зеленый):
5SO32- + 2MnO4- + 6H+ = 5SO42- + 2Mn2+ + 3H2O
3SO32- + 2MnO4- + H2O = 3SO42- + 2MnO2↓ + 2OH-
SO32- + 2MnO4- + 2OH- = SO42- + 2MnO42- + H2O

2.11. Качественная реакция на манганат-анион MnO42-. При подкислении раствора манганата темно-зеленая окраска изменяется на темно-фиолетовую, отвечающую перманганат-аниону MnO4-:
3K2MnO4(р.) + 4HCl(разб.) = MnO2↓ + 2KMnO4 + 4KCl + 2H2O

2.12. Качественная реакция на фосфат-анион PO43-. При добавлении к раствору фосфата раствора соли серебра выпадает желтоватый осадок фосфата серебра (I) Ag3PO4:
3Ag+ + PO43- = Ag3PO4
Аналогична реакция и к дигидрофосфат-аниону H2PO4-.

2.13. Качественная реакция на феррат-анион FeO42-. Осаждение из раствора феррата бария красного цвета (реакция проводится в среде щелочи):
Ba2+ + FeO42- =OH-= BaFeO4
Ферраты — сильнейшие окислители (сильнее перманганатов). Устойчивы в щелочной среде, неустойчивы в кислой:
4FeO42- + 20H+ = 4Fe3+ + 3O2↑ + 10H2O

2.14. Качественная реакция на нитрат-анион NO3-. Нитраты в растворе не проявляют окислительных способностей. Но при подкислении раствора способны окислить, к примеру, медь (раствор подкисляют обычно разб. H2SO4):
3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O

2.15. Качественная реакция на гексацианноферрат (II) и (III) ионы [Fe(CN)6]4- и [Fe(CN)6]3-. При приливании растворов, содержащих Fe2+, образуется осадок темно-синего цвета (турнбулева синь, берлинская лазурь):
K3[Fe(CN)6] + FeCl2 = KFe[Fe(CN)6] + 2KCl (при этом осадок состоит из смеси KFe(II)[Fe(III)(CN)6], KFe(III)[Fe(II)(CN)6], Fe3[Fe(CN)6]2, Fe4[Fe(CN)6]3).

2.1.6. Качественная реакция на арсенат-анион AsO43-. Образование нерастворимого в воде арсената серебра (I) Ag3AsO4, имеющего цвет «кофе с молоком»:
3Ag+ + AsO43- = Ag3AsO4

3. Качественные реакции на простые и сложные вещества. Некоторые простые и сложные вещества, как и ионы, обнаруживаются качественными реакциями.

3.1. Качественная реакция на водород H2. Характерный хлопок при поднесении горящей лучинки к источнику водорода.

3. 2. Качественная реакция на азот N2.Не поддерживает горение. При пропускании через раствор известковой воды осадок не выпадает.

3. 3. Качественная реакция на кислород O2. Яркое вспыхивание тлеющей лучинки в атмосфере кислорода.

3. 4. Качественная реакция на озон O3. Взаимодействие озона с раствором иодидов с выпадением кристаллического иода I2 в осадок:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2↓ + O2
Кислород в данную реакцию не вступает.

3. 5. Качественная реакция на хлор Cl2. Хлор – газ желто-зеленого цвета с резким запахом. При взаимодействии недостатка хлора с растворами иодидов в осадок выпадает иод I2:
2KI + Cl2 = 2KCl + I2
Избыток хлора приведет к окислению образовавшегося иода:
I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl

3. 6. Качественные реакции на аммиак NH3. Примечание: данные реакции не дают в школьном курсе. Однако, это самые надежные качественные реакции на аммиак.
Почернение бумажки, смоченной в растворе соли ртути (I) Hg2+:
Hg2Cl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl + Hg + NH4Cl
Бумажка чернеет из-за выделения мелкодисперсной ртути.

Взаимодействие аммиака с щелочным раствором тетраиодомеркурата (II) калия K2[HgI4] (реактив Несслера):
2K2[HgI4] + NH3 + 3KOH = [Hg2N]I · H2O↓ + 7KI + 2H2O
Комплекс [Hg2N]I · H2O бурого цвета (цвет ржавчины) выпадает в осадок.
Две последние реакции являются самыми надежными на аммиак.

Реакция аммиака с хлороводородом («дым» без огня):
NH3 + HCl = NH4Cl

3. 7. Качественная реакция на угарный газ (моноксид углерода) CO. Помутнение раствора при пропускании угарного газа в раствор хлорида палладия (II):
PdCl2 + CO + H2O = CO2↑ + 2HCl + Pd↓

3. 8. Качественная реакция на углекислый газ (диоксид углерода) CO2. Тушение тлеющей лучинки в атмосфере углекислого газа.
Пропускание углекислого газа в раствор гашеной извести Ca(OH)2:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O
Дальнейшее пропускание приведет к растворению осадка:
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

3.9. Качественная реакция на оксид азота (II) NO. Оксид азота (II) очень чувствителен к кислороду воздуха, потому на воздухе буреет, окисляясь до оксида азота (IV) NO2:
2NO + O2 = 2NO2