Name: qualitative analysis for ion identification
Uploaded: 2023-04-30T06:45:24.000Z
Duration: 9 min 9 s
Channel: JoVE

K12 Standards

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North Carolina K-12 Science Standard Course of Study

9-12

Chemistry

Matter and its Interactions

PS.Chm.6.2

determining-the-solubility-rules-of-ionic-compounds

Determining the Solubility Rules of Ionic Compounds

1. 일반적인 방법
<ol><li>질적 분석 준비<ol>
<li>반응은 일반적으로 5mL 이하의 부피를 가진 작은 시험관에서 행해지습니다.</li>
		<li>솔루션은 완전히 용해되어야 하며 일반적으로 ~0.1 M의 비교적 희석되어야 합니다.</li>
		<li>시약은 천천히 드롭 와이즈를 추가하고 주의 깊게 관찰해야합니다.</li>
		<li>용해도 규칙을 설정하거나 알 수 없는 이온을 식별하려면 몇 가지 일반적인 "테스트 솔루션"이 필요합니다. 이들은 특정 화학 종 (양이온 또는 음이온)과 구체적으로 반응하는 것으로 알려진 이온을 포함합니다.<ol>
<li>일반적인 솔루션으로는 CaNO3,BaCl2, (NH4)2MoO4,HCl, AgNO3및 NaOH 및 기타 솔루션이 필요에 따라 포함됩니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>믹싱<ol>
<li>테스트 튜브를 수직 방향으로 탭하거나 소용돌이시켜 솔루션을 혼합합니다. 코르크 나 스토퍼를 사용하여 용액이 튀는 것을 방지하십시오.</li>
		<li>코르크 나 스토퍼를 제거 한 다음 부드럽게 수조 또는 시원한 불꽃으로 솔루션을 가열하여 반응을 유도합니다. 실험실에 있는 모든 개인에게서 멀리 시험 관을 가리킵니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>관찰 및 복구<ol>
<li>상체(반응하지 않는 용액)를 분리하고 원심분리를 사용하여 침전시합니다. 추가 테스트 이온이 추가될 때 더 많은 침전체 형태가 형성되면 반응이 불완전합니다. 더 이상 양식이 침전되지 않는 때까지 테스트 이온을 계속 추가합니다.</li>
		<li>원심분리를 사용하여 침전을 씻고 상체를 붓거나 디캔팅합니다. 물을 더 추가하고 총 세정 과정을 반복합니다.</li>
		<li>진공 여과에 의해 다량의 침전물을 세척하고 필터 용지에서 말린 침전물을 회수하십시오.</li>
		<li>침전물의 형성뿐만 아니라 색상, 두께 (젤라틴, 흐린, 미세), 및 결정 형성과 같은 침전물의 특성을 유의하십시오.</li>
	</ol>
</li>
	<li>안전 및 폐기물<ol>
<li>정성적 분석 실험을 수행하면서 항상 안전 안경을 착용하십시오. 장갑은 또한 사용되는 시약 및 형성 된 제품에 따라 필요할 수 있습니다.</li>
		<li>적절한 폐기물 처리 방법을 면밀히 따라야 합니다. 유해한 제품은 여러 개의 반응제가 하나의 용기에 결합될 때 형성될 수 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 애니온 분석
<ol><li>인산염, 탄산염, 염화물 및 황화물 이온을 식별; PO43-, CO32 -Cl-, S2-<ol>
<li>인산염<ol>
<li>인산염을 함유한 용액을 추가, PO43-칼슘 이온을 포함하는 다른 용액에, Ca2+. 백색 침전물의 형성은 칼슘 인산염, Ca3(PO4)2의형성을 나타낸다.</li>
			<li>많은 양이온이 칼슘으로 불용성 제품을 형성하기 때문에 보다 구체적인 반응이 가능합니다. Ca3(PO4)2에 H+ (산)를 추가하여 고체를 용해시키고 HPO42-를형성한다. 그런 다음 HPO42-암모늄 몰리비타드, (NH4)2MoO4를결합한다. 양성 검사는 황색 침전암모늄 인산염, NH4)3PO4(MoO3)12(들)를산출한다. 순 이온 반응은 다음과 같습니다. 3 Ca2 +(aq) + 2 PO43 -(aq) → Ca3PO4(들) Ca3PO4(들) + 2 H+(aq) → 3 Ca 2+ + 2 HPO42- (aq) HPO42-(aq) + 12 (NH4)2MoO4(aq) + 23 H+(aq) → (NH4)3PO4 (MoO3)12(s) + 21 NH4+(aq) + 12 H2O(l)   
</li>
		</ol>
</li>
		<li>탄산염<ol>
<li>탄산염은 그룹 1 및 암모늄 양이온의 존재를 제외하고는 일반적으로 불용성이다. 탄산염 함유 용액에 염화칼슘 2방울을 넣습니다. 탄산염 농도가 높은 솔루션에서 백색 침전물 형태는 칼슘 인산염, CaCO3의가능한 형성을 나타낸다. 반응은 인산염 같이 그밖 음약을 포함하여 많은 간섭이 있습니다. Ca2+(aq) + CO32-(aq) → CaCO3(들)   
</li>
			<li>탄산염을 함유하는 용액에 H+ (산)를 추가하, CO32- 기포의 형성은 CO2의존재를 나타내며, CO3-2-를 반응제로 의미합니다. 탄산염 이온은 이산화탄소 가스와 물을 형성하기 위해 강한 산이 있는 베이스로 행동합니다. CO32-(aq) + H+(aq) → CO2(g) + H2O(l)
</li>
		</ol>
</li>
		<li>염화물<ol>
<li>염화물 함유 용액에 은 질산염을 추가합니다. 백색 침전물의 형성은AgCl(들)의형성을 나타냅니다. Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(들)
</li>
		</ol>
</li>
		<li>황화<ol>
<li>황화물을 함유한 용액에 구리 염화물 용액을 추가합니다. 검은 침전물의 형성은 구리 황화물, CuS의 형성을 나타냅니다. 일반적으로, 황화물 이온을 포함하는 용액,S--불용성 금속 황화물을 산출하기 위해 금속 이온과 반응한다. S2 - + Cu 2+ → CuS(들).  용해도 제품의 값인 KSp = 6.3 x10-36은제품의 높은 불용성을 나타낸다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 양이온 분석
<ol><li>모든 알칼리 금속(group 1) 및 일부 알칼리성 지구 금속(group 2)은 특정 조건하에서용용성이다.</li>
	<li>거의 모든 그룹 3-13 금속은 황화물, 탄산염, 인산염 및 수산화물의 존재에서 불용성으로 간주됩니다. 침전물의 색상과 유형은 다양합니다.<ol>
<li>크롬 용액을 수산화 용액에 배치합니다. 녹색 침전이 관찰됩니다. 수산화가 있는 +2 금속의 일반적인 반응은 다음과 같습니다. M2+ + OH- → M(OH)2(들)
</li>
		<li>몇 가지 주목할 만한 예외를 제외하고 용해도만으로 대부분의 금속 이온을 구별할 수는 없습니다.<ol>
<li>은, Ag+,수은, Hg2+또는 납, Pb2+ 염화물, 브로마이드 또는 요오드의 첨가는 침전형성을 초래한다.</li>
			<li>스트론튬, Sr2+,바륨, Ba2+,수은, Hg2 2+또는 납, Pb2+ 황산염의 존재시 침전을 초래합니다.</li>
			<li>Ba2+ CrO42-BaCrO4(들)의존재에 노란색 고체를 형성한다 . 이것은 일반적으로 "바륨 노란색"으로 알려진 오일 기반 페인트에 사용되는 안료입니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>금속 이온의 제한된 용해도는 다른 질적 검사를 통해 각 금속을 긍정적으로 식별할 수 있습니다. 어떤 양식침전이 있는 동안, 그 외는 이온 또는 분자의 존재에 있는 독특한 색깔 변경을 겪습니다. 양이온 식별에는 니켈, 철, 알루미늄 및 아연이 포함됩니다. Ni2+,Fe3+, 알3+,Zn2+.<ol>
<li>니켈 (II)을 추가 dimethylglyoxime의 존재 (H2dmg) 장미 붉은 침전니를 형성하기 위해 (H2dmg): Ni2 +(aq) + 2 H2dmg(aq) → 니 (Hdmg)2(s) + 2 H+(aq) 
</li>
		<li>티오카네이트 이온, SCN에 철 (III)을 추가- 혈액 빨간색 [FeNCS]2 +복합을 형성하려면 : Fe3+(aq) + SCN-(aq) → [FeNCS] 2+(aq)
</li>
		<li>알루미늄 이온<ol>
<li>알루미늄(III)과 파이로카테콜 바이올렛을 pH 6 암모늄 아세테이트 버퍼 용액에 결합하여 블루 솔루션을 형성합니다.</li>
			<li>알루미늄(III)은 또한 젤라틴-화이트 알(OH)3(들) 화합물을 형성하기위해 약한 기지의 존재하에서 침전된다. 더 많은 염기의 첨가는 화합물이 명확하고 무색 [Al(OH)4]-(aq) 수용성 복합체를 형성하게 한다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>아연 이온<ol>
<li>소량의 베이스에 아연(II)을 추가하여 흰색 침전을 형성합니다. 그런 다음 더 많은 베이스를 추가하여 침전을 재용해 내고 용해성 [Zn(OH)4]2-복합체를 형성한다.</li>
			<li>탄화 (II)를 칼륨 육각형에 추가, K4[Fe (CN)6] 밝은 녹색 침전K2Zn3[Fe (CN)6]2(들) 3 Zn2 +(aq) + 2 K4[Fe (CN)6](aq) → K2Zn3[Fe (CN)6]2(들) + 6 K+(aq)   
</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>

여기에 표시된 반응은 양이온 또는 음이온 의 클래스의 존재를 식별하거나 특정 이온에 매우 구체적으로 사용될 수 있습니다. 두 시약이 분석에 사용되기 때문에 일반적으로 다른 시약을 사용하여 검사할 수 있습니다. 예를 들어, 은이온을 사용하여 염화물의 존재를 분석하는 대신, 은 이온은 염화물을 사용하여 식별 될 수있다. 강수량의 일반적인 규칙뒤에 특정 착색 또는 강수성 시험의 조합은 유효 유효한 거의 모든 이온, 원자 또는 다원도를 긍정적으로 식별하는 데 사용될 수 있습니다. 동시에, 이러한 규칙의 대부분은 양이온 및 음용성에 대한 규칙의 집합을 생성하기 위해 체계적으로 함께 음이온과 양이온을 반응하여 설정할 수 있습니다.
정성적 분석 및 용해도와 관련된 규칙은 일반 화학 실험실에서 일반적인 실험입니다. 이것은 부분적으로 테스트의 용이성, 속도 및 저렴한 특성 때문입...

이온 화합물의 용해도 규칙 결정

출처: 닐 에이브람스 박사 연구소 — SUNY 환경과학 및 임업 대학
이온 화합물의 용해도는 질적 분석을 통해 결정될 수 있다. 질적 분석은 화학적 특성및 반응을 사용하여 화학 화합물에 존재하는 양이온 또는 애니메이션을 식별하는 분석 화학의 분기입니다. 화학 반응은 알려진 용해도 규칙에 의존하지만 동일한 규칙은 형성되는 제품을 식별하여 결정할 수 있습니다. 질적 분석은 일반적으로 현대 산업 화학 실험실에서 수행되지 않지만 정교한 계측없이 현장에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 질적 분석은 또한 이온 및 순 이온 반응을 이해하고 관찰을 설명하고 최종 결론을 내리기 위해 데이터를 플로우차트로 구성하는 데 중점을 둡니다.
많은 양이온은 유사한 화학적 특성을 가지고, 아니온 대응처럼. 올바른 식별은 솔루션에 존재하는 이온을 체계적으로 식별하기 위해 신중한 분리 및 분석이 필요합니다. 이온을 성공적으로 식별하기 위해 산/염분 특성, 이온 평형, 레독스 반응 및 pH 특성을 이해하는 것이 중요합니다.
거의 모든 원소 및 다원자 이온에 대한 질적 테스트가 있지만, 식별 프로세스는 일반적으로 분석되는 이온의 "클래스"를 아는 것으로 시작됩니다. 양이온 또는 음이온, 원소 또는 다원자, 그룹 또는 기간, 전이 또는 주요 그룹. 이 실험에서는 이온, 양이온 및 음이온의 두 가지 유형이 모두 식별됩니다. 양이온에는 다원자 이온도 포함됩니다.

Source: Laboratory of Dr. Neal Abrams &#8212; SUNY College of Environmental Science and Forestry
An ionic compound&#39;s solubility can be determined via ...

이온 화합물의 용해도 특성의 추세는 이온 용액의 정성 분석에 사용될 수 있습니다. 이온 용액의 혼합물에 화합물을 첨가하면 각각 다른 용해도 특성을 가진 많은 생성물이 형성될 수 있습니다. 하나의 생성물만 불용성이면 단독으로 용액을 남깁니다. 순차적 반응을 수행함으로써 용액 내의 이온을 체계적으로 식별하고 분리할 수 있습니다. 원소 분석을 위한 다양한 분석 기기가 존재하지만, 이 기법은 종종 시간이 많이 걸리거나 실험실 간에 샘플을 운송해야 합니다. 용해도 특성 검사와 같은 정성적 분석 기법은 분석을 위한 빠르고 접근 가능한 사전 스크리닝 방법입니다. 이 비디오는 이온 화합물의 용해도 특성을 소개하고, 이온 화합물을 선택적으로 침전시키는 절차를 시연하며, 산업 환경에서 용해도 추세를 사용하여 정성 분석의 몇 가지 응용 분야를 소개합니다. 이온 화합물은 양이온과 음이온으로 구성됩니다. 두 개의 서로 다른 이온 화합물 사이에 반응이 발생하면 한 화합물의 양이온이 다른 화합물의 음이온에 정전기로 끌려 새로운 화합물을 형성합니다. 반응에 참여하지 않는 이온을 spectator 이온이라고 하며 net ionic reaction에서 생략됩니다. 이온 화합물이 용해되면 용매 분자와 가역적으로 상호 작용하고 이온이 해리됩니다. 이온과 새로운 상대 이온 사이의 상호 작용이 이온과 용매 분자 사이의 상호 작용보다 강하면 생성물이 고체상에 있는 것이 더 유리할 것입니다. 용액에서 고체 생성물의 형성은 침전으로 알려져 있으며 고체는 침전물이라고합니다. 이온은 불용성 침전물과의 반응을 유도하여 용액에서 선택적으로 분리할 수 있습니다. 이러한 반응을 설계하기 위해 양이온과 음이온은 용해도 추세에 따라 광범위한 범주에 할당됩니다. 양이온은 불용성 반응 생성물에 공통적인 음이온을 식별하여 그룹화되며, 음이온도 마찬가지로 공통 양이온으로 그룹화됩니다. 이러한 공통 이온의 용액은 이러한 그룹을 테스트하는 데 사용됩니다. 동일한 그룹에 속하는 이온에 대해 분리가 필요한 경우, 해당 그룹의 이온이 분리된 후 특수 시약 또는 농축 용액을 사용하여 선택적 반응을 유도할 수 있습니다. 이러한 특수 시약은 분리된 이온의 정체를 확인하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이제 이온의 정성 분석의 원리를 이해했으므로 인산염 용액을 분석하는 기법을 살펴본 다음 금속 양이온 혼합물을 분리하는 절차를 살펴보겠습니다. 인산염 용액을 분석하려면 먼저 수성 칼슘, 오르토몰리브덴산암모늄 및 진한 질산의 묽은 테스트 용액을 준비합니다. 그런 다음 미확인 용액 5mL를 시험관에 넣습니다. 칼슘 용액을 알 수 없는 용액에 적가씩 첨가합니다. 흰색 침전물의 형성은 인산 칼슘 또는 탄산 칼슘의 존재를 나타낼 수 있습니다. 인산염의 존재를 확인하려면 시험관에 질산을 천천히 첨가하십시오. 침전물의 용해는 인산수소가 형성되었음을 나타냅니다. 기포가 없다는 것은 탄산염이 산과 반응하여 이산화탄소와 물을 형성하기 때문에 탄산염이 존재하지 않는다는 것을 나타냅니다. 마지막으로 암모늄 오르토몰리브덴산염을 시험관에 천천히 첨가합니다. 암모늄 포스포몰리브덴산염은 노란색 침전물로 형성되어 용액에 인산염이 존재함을 확인합니다. 먼저, 텍스트 프로토콜에 나열된 대로 희석된 테스트 용액을 준비합니다. 원심분리기에 사용하기에 적합한 4개의 시험관과 캡을 구합니다. 아연, 니켈, 은, 질산철의 혼합물을 하나의 시험관에 넣습니다. 분리를 시작하려면 먼저 묽은 염산을 혼합물에 천천히 첨가하고 부드럽게 소용돌이칩니다. 형성되는 흰색 침전물은 염화은입니다. 더 이상 침전물이 형성되지 않을 때까지 염화물 용액을 계속 첨가하십시오. 액체 또는 상등액과 고체 염화은을 원심분리하여 분리합니다. 상층액을 두 번째 시험관에 디캔팅합니다. 염화은을 물로 세 번 씻고 두 번째 시험관으로 세척할 때마다 디캔팅합니다. 다음으로, 수산화나트륨 용액을 두 번째 시험관에 적가하여 첨가합니다. 3개의 침전물이 형성될 것입니다: 백색 수산화아연, 황색 수산화철 및 녹색 수산화니켈. 단단한 흰색 아연 화합물이 용해되어 용해성 아연 이온을 형성 할 때까지 수산화 나트륨을 계속 첨가하십시오. 원심분리로 아연 용액과 고체 니켈 및 철 화합물을 분리한 다음 용액을 세 번째 시험관에 경사시킵니다. 고체를 물로 세 번 씻고 각각 아연 용액에 디캔팅합니다. 세 번째 시험관의 아연 용액에 수산화아연이 침전된 다음 용해될 때까지 염산을 천천히 첨가합니다. 그런 다음, 칼륨 헥사시아노페레이트를 아연 용액에 적가하여 칼륨 아연 헥사시아노퍼레이트를 흰색 침전물로 형성합니다. 이제 고체 수산화니켈과 수산화철을 포함하는 시험관에 암모니아를 천천히 첨가하여 용해성 청색 니켈 헥사민 이온을 형성합니다. 원심분리에 의해 고체 수산화철에서 니켈 용액을 분리하고 니켈 용액을 네 번째 시험관에 디캔팅합니다. 수산화철을 물로 세 번 씻고 니켈 용액에 세척액을 디캔팅합니다. 그런 다음 니켈 용액에 디메틸글료심을 천천히 첨가하여 니켈 디메틸글료심을 적색 침전물로 형성합니다. 고체 수산화철에 농축 염산을 조심스럽게 첨가하여 염화 철 용액을 형성하십시오. 철의 존재를 확인하기 위해, 티오시아네이트를 첨가하여 진한 적색 티오시아나토철 양이온을 형성하십시오. 용액 내 이온의 정성 분석을 수행하는 단순성과 속도로 인해 이 기술은 환경 화학 및 산업에서 널리 사용됩니다. 물에 칼슘이나 마그네슘과 같은 금속 양이온이 고농도로 포함되어 있으면 경수라고 합니다. 이러한 금속 양이온은 탄산염과 같은 물 속의 음이온과 반응하여 파이프나 온수기를 막는 백악질 침전물을 형성할 수 있습니다. 물의 경도는 물 샘플에 탄산염 용액을 첨가하여 평가할 수 있습니다. 흰색 침전물은 칼슘 수치가 높다는 것을 나타냅니다. 인산염은 많은 형태의 생명체에 중요한 영양소이므로 산업용 및 정원 비료에 모두 사용되지만 인산염이 과도하게 많으면 특히 담수 환경에서 해로울 수 있습니다. 주거 및 상업 지역의 폐수는 질산과 암모늄 오르토몰리브덴산염을 첨가하여 인산염을 테스트할 수 있습니다. 노란색 침전물은 인산염 수치가 높다는 것을 나타냅니다. 이온에 대한 용해도 규칙에 대한 JoVE의 소개를 시청하셨습니다. 이제 이온 반응의 원리, 용액의 정성 분석을 위한 몇 가지 절차, 용해도를 사용한 정성 분석의 몇 가지 응용 분야에 대해 잘 알게 되었을 것입니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

Education

교육

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일반 화학

qualitative analysis for ion identification

Qualitative analysis can be used to identify the ions in an ionic compound and to infer solubility from the products that form. It is a branch of analytical chemistry that uses chemical properties and reactions to determine whether a cation or an anion is present. The same known solubility rules that guide these tests can also be learned by observing the reaction products.

This approach is not usually used in modern industrial chemistry labs, but it is practical in the field because it does not require sophisticated instruments. It also helps students practice ionic reactions and net ionic reactions. Results are organized in a flow chart so observations can be compared and used to reach clear conclusions.

Many cations have similar chemical properties, and many anions do as well. For that reason, the ions must be separated and analyzed carefully. Successful identification also depends on understanding acid-base behavior, ionic equilibria, redox reactions, and pH properties.

Qualitative tests exist for almost every elemental ion and polyatomic ion. The process usually starts by deciding which class of ions is being analyzed, such as cations or anions, elemental or polyatomic ions, and groups or periods. In this experiment, both cations and anions are identified, and the cations include polyatomic ions as well.

Qualitative Analysis for Ion Identification

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common lab glassware and uses

Choosing the Right Lab Glass Material

Lab glass materials affect durability, heating, and clarity in chemistry work. Glass is common in the laboratory because it is relatively low cost, extremely durable, and precise for many tasks. Some labware is now replaced by plastic or even everyday kitchen materials, but glass remains the standard material for laboratory work. Good lab technique also depends on best practices for using glassware. Not all glass used in labs is the same. Standard consumer-grade glass is called soda-lime...

solutions and concentrations

Preparing and Measuring Solution Concentration

Preparing and measuring solution concentration are key parts of chemistry. A solution is a homogeneous mixture. It contains solutes, which are present in small amounts, and a solvent, which is present in a large amount. This topic focuses on solid-liquid solutions. In these mixtures, one or more solid solutes dissolve in a liquid solvent. Solutions are used often in chemistry because they help store and handle small amounts of material, support chemical reactions, and make materials with...

determining the density of a solid and liquid

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Measuring Density with Lab Glassware

Density is the mass of a substance divided by its volume. It is often written in units such as g/mL or kg/m3. Because density does not change with the amount of material present, it is an intensive property. To find density, both mass and volume must be measured. A balance is used to measure mass for both solids and liquids. The method for volume depends on the type of sample. Liquids take the shape of their container, so their volume can be measured with glassware such as a graduated...

determining the mass percent composition in an aqueous solution

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Analyzing Solute Content in Water Solutions

Analyzing solute content in water solutions is an important analytical and forensic technique. In an aqueous solution, water is the solvent. The solvent is the main component. The dissolved minor component is the solute. The solute is dissolved in the solvent to make a solution. Water is the most common solvent in everyday life. It is also the main solvent in nearly all biological systems. In chemistry labs, the solvent may be another liquid, such as acetone, ether, or an alcohol. The solute...

determining the empirical formula

Empirical Formula by Gravimetric Analysis

Gravimetric analysis can be used to determine the empirical formula of a compound. The empirical formula gives the smallest whole-number ratio of elements in a molecular compound. In this experiment, that ratio is found for copper chloride hydrate, Cu x Cl y · nH2O. The method relies on the law of conservation of mass. Because mass is conserved, a reaction can be tracked by measuring changes in mass. This makes gravimetric analysis a simple and accurate way to help determine chemical formulas...

determining the solubility rules of ionic compounds

Qualitative analysis can be used to identify the ions in an ionic compound and to infer solubility from the products that form. It is a branch of analytical chemistry that uses chemical properties and reactions to determine whether a cation or an anion is present. The same known solubility rules that guide these tests can also be learned by observing the reaction products. This approach is not usually used in modern industrial chemistry labs, but it is practical in the field because it does...

using a ph meter

Measuring Acidic and Basic pH

Measuring acidic and basic pH helps describe how a solution behaves. Acids donate protons, or H+ ions, and bases donate hydroxide ions, or OH- ions. When acids and bases are mixed, they can neutralize each other. A neutral substance is neither acidic nor basic. pH is a practical way to compare proton concentration in solutions. The amount of H+ in most solutions is very small, so pH makes the value easier to use. pH was first defined from the reciprocal of proton concentration and was later...

introduction to titration

Acid-Base Titration of Vinegar

Acid-base titration is a common way to measure the concentration of an unknown solution. It is also called volumetric analysis because careful volume measurement is a key part of the method. In this technique, a standard solution is used to react with an analyte whose concentration is not known. Titrations can be grouped by the type of reaction they use. The most common examples are acid-base titrations and redox titrations. During a typical titration, the titrant is placed in a burette and...

ideal gas law

Gas Laws Behind Pressure, Volume, and Heat

Gas laws explain how pressure, volume, temperature, and the amount of gas are related. For most common gases near normal conditions, these relationships are a useful model. They also help connect what happens on the microscopic level with what we can measure in a lab, such as pressure and volume. The history of the ideal gas law began in the 17th century with a key pattern in air. Robert Boyle confirmed that pressure and volume are inversely proportional. This relationship is called Boyle’s...

spectrophotometric determination of an equilibrium constant

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Measuring K with Beer’s Law and Color

The equilibrium constant, K, can be measured by tracking color in a chemical equilibrium. For a system with one colored species, spectrophotometry is used to relate absorbance to concentration. The colored component can then be measured directly, while the colorless components are found from the balanced chemical equation. This lab uses the Fe(SCN)2+ system to build a Beer’s law curve from experimental data. That curve is then applied to find the concentration of the colored ion in the...

le ch&#226;telier's principle

Chemical Equilibrium Shifts in a Color Test

Chemical equilibrium shifts are shown with a color test using iron(III) ions and thiocyanate ions. In this reversible reaction, Fe3+ and SCN- combine to form FeSCN2+. The changing color of the solution helps show which side of the equilibrium is favored. The experiment follows Le Châtelier's principle. This principle says that when temperature, pressure, or concentration changes disturb a system at equilibrium, the system responds by counteracting that change. Here, the focus is on...

freezing-point depression to determine an unknown compound

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Using Freezing Point to Identify an Unknown

Freezing-point depression can help identify an unknown compound. When a solid compound dissolves in a solvent, the freezing point of the solution becomes lower than the freezing point of the pure solvent. This change is linked to the molecular weight of the solute. In this experiment, the unknown compound is dissolved in cyclohexane. The freezing point of the cyclohexane solution is measured, and the freezing point of pure cyclohexane is measured as well. The difference between the two...

determining rate laws and the order of reaction

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Measuring Reaction Speed and Rate Law

Chemical reaction speed depends on the rate law and the reaction order. These ideas help describe how reactants change into products over time. The rate of a reaction can be affected by temperature, concentration, and the physical properties of the reactants. The rate law shows the role of each reactant in a reaction. It is written as a rate equation, where A and B are concentrations of different molecular species, m and n are reaction orders, and k is the rate constant. The reaction rate also...

using differential scanning calorimetry to measure changes in enthalpy

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Differential Scanning Calorimetry and Heat Flow

Differential scanning calorimetry, or DSC, is a thermodynamic analysis method that tracks heat flow as temperature changes. It compares a sample material sealed in a pan with an empty reference pan. Both pans are exposed to the same temperature conditions. The instrument records the energy difference needed to keep the two pans at the same temperature. This difference comes from the different heat capacities of the sample and the reference pan. As the temperature changes, the energy absorbed...

coordination chemistry complexes

Ligands and Color in Metal Complexes

Transition metals form coordination complexes with ligands in many everyday materials. These metals appear in vitamin supplements, electroplating baths, pigments in paints, and minerals. In many cases, they are found as cations because they readily oxidize, or lose electrons. Ligands are electron donors that surround the metal center. Their bond to the metal is called a coordinate-covalent bond. This bond is not purely ionic or covalent. It is dynamic, so ligands can exchange and re-coordinate...

general chemistry

이 컬렉션은 기본 실험실 기술을 보여주고, 일반적으로 사용되는 장비를 시연하고, 화학의 근본적인 방법론의 이론을 탐구함으로써 일반적인 화학분야에서 견고한 기반을 제공하는 데 도움이 됩니다. 

Use qualitative analysis to identify cations and anions, organize ion tests in a flow chart, and connect observations to solubility rules.

Qualitative Analysis for Ion Identification | JoVE K12

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Ohio’s Learning Standards and Model Curriculum

Physical Geology

Minerals

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Criteria of a mineral (crystalline solid, occurs in nature, inorganic, defined chemical composition)

Virginia  Standards of Learning

HIgh School

CH.5

CH.5.a

Arizona Science Standards

High School

Physical Science

HS+C.P1

HS+C.P1U1.5

Alabama Course of Study Science

Matter and Its Interactions

9-12.C.1.5.a

9-12.C.1.5.c

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

HS. Structure and Properties of Matter

HS-PS1-10.

HS. Chemical Reactions

HS-PS1-2.

HS-PS1-7.

Earth and Space Sciences

Earth’s Systems

HS-ESS2-2.

Neal Abrams

SUNY College of Environmental Science and Forestry

Overview

Principles of Qualitative Analysis of Ionic Solutions

Phosphate Analysis

Metal Cation Separation

Applications

Summary

Scientific Laws and Theories

Scientific Laws

In science, a law is defined as a concise, verbal or mathematical, statement that summarizes a vast number of experimental observations. ...

The Scientific Method

Chemistry is an empirical science. Scientists often pose questions to understand the chemistry in everyday life and seek answers to these questions. To ...

Classifying Matter by State

Chemistry is the study of matter and the changes it undergoes. Matter is anything that has mass and occupies space. Matter is all around us; the air, ...

Classifying Matter by Composition

Matter: Pure Substances and Mixtures
According to its composition, the matter can be classified into two broad categories &mdash; pure substances and ...

The Atomic Theory of Matter

The earliest recorded discussion of the basic structure of matter comes from ancient Greek philosophers. Leucippus and Democritus argued that all matter ...

Subatomic Particles

Dalton was only partially correct about the particles that make up matter. All matter is composed of atoms, and atoms are composed of three smaller ...

Elements: Chemical Symbols and Isotopes

A chemical symbol is an abbreviation used to indicate an element or an atom of an element. For example, the symbol for mercury is Hg. The same symbol is ...

Use models to explain how the scientific understanding of atomic structure has evolved.

PS.Chm.1.1

Radioactivity and Nuclear Equations

Nuclear chemistry is the study of reactions that involve changes in nuclear structure. The nucleus of an atom is composed of protons and, except for ...

Types of Radioactivity

The most common types of radioactivity are &#945; decay, &#946; decay, &#947; decay, neutron emission, and electron capture.
Alpha (&#945;) decay is the ...

Nuclear Stability

Protons and neutrons, collectively called nucleons, are packed together tightly in a nucleus. With a radius of about 10&#8722;15 meters, a nucleus is ...

Nuclear Binding Energy

The difference between the calculated and experimentally measured masses is known as the mass defect of the atom. In the case of helium-4, the mass defect ...

Radioactive Decay and Radiometric Dating

Radioactivity is a spontaneous disintegration of an unstable nuclide and is a random process, as all the nuclei in the sample do not decay simultaneously. ...

Nuclear Fission

Many heavier elements with smaller binding energies per nucleon can decompose into more stable elements that have intermediate mass numbers and larger ...

Nuclear Power

Controlled nuclear fission reactions are used to generate electricity. Any nuclear reactor that produces power via the fission of uranium or plutonium by ...

Nuclear Fusion

The process of converting very light nuclei into heavier nuclei is also accompanied by the conversion of mass into large amounts of energy, a process ...

Nuclear Transmutation

Nuclear transmutation is the conversion of one nuclide into another. It can occur by the radioactive decay of a nucleus, or the reaction of a nucleus with ...

Use models to compare nuclear reactions including alpha decay, beta decay and gamma decay; nuclear fusion and nuclear fission.

PS.Chm.1.2

Atomic Orbitals

An atomic orbital represents the three-dimensional regions in an atom where an electron has the highest probability to reside. The radial distribution ...

The Pauli Exclusion Principle

The arrangement of electrons in the orbitals of an atom is called its electron configuration. We describe an electron configuration with a symbol that ...

The Energies of Atomic Orbitals

In an atom, the negatively charged electrons are attracted to the positively charged nucleus. In a multielectron atom, electron-electron repulsions are ...

The Aufbau Principle and Hund's Rule

To determine the electron configuration for any particular atom, we can build the structures in the order of atomic numbers. Beginning with hydrogen, and ...

electron-configuration-of-multielectron-atoms

Electron Configuration of Multielectron Atoms

The alkali metal sodium (atomic number 11) has one more electron than the neon atom. This electron must go into the lowest-energy subshell available, the ...

Use models to explain how electrons are distributed in atoms.

PS.Chm.1.3

Periodic Classification of the Elements

The periodic table arranges atoms based on increasing atomic number so that elements with the same chemical properties recur periodically. When their ...

The Periodic Table

As early chemists discovered more elements, they realized that various elements could be grouped by their similar chemical behaviors. One such grouping ...

Atomic Mass

Atoms &mdash; and the protons, neutrons, and electrons that compose them &mdash; are extremely small. For example, a carbon atom weighs less than 2 ...

Molar Mass

The identity of a substance is defined not only by the types of atoms or ions it contains but by the quantity of each type of atom or ion. For example, ...

Use the Periodic Table as a model to predict the relative properties of elements based on the pattern of valence electrons in the outermost energy levels of atoms.

PS.Chm.2.1

atomic-radii-and-effective-nuclear-charge

Atomic Radii and Effective Nuclear Charge

The elements in groups of the periodic table exhibit similar chemical behavior. This similarity occurs because the members of a group have the same number ...

Ionic Radii

Ionic radius is the measure used to describe the size of an ion. A cation always has fewer electrons and the same number of protons as the parent atom; it ...

Ionization Energy

The amount of energy required to remove the most loosely bound electron from a gaseous atom in its ground state is called its first ionization energy ...

Electron Affinity

The electron affinity (EA) is the energy change for adding an electron to a gaseous atom to form an anion (negative ion).



This process can be either ...

Construct an explanation to infer the atomic size, reactivity, electronegativity, and ionization energy of an element based on its position in the Periodic Table.

PS.Chm.2.2

Types of Chemical Bonds

Chemical bonding theories were pioneered by American chemist Gilbert&#xA0;N. Lewis. He developed a model called the Lewis model to explain the type and ...

Lewis Symbols and the Octet Rule

Chemical bonds are complex interactions between two or more atoms or ions, which reduce the potential energy of the molecule. Gilbert N. Lewis developed a ...

Ionic Bonding and Electron Transfer

Ions are atoms or molecules bearing an electrical charge. A cation (a positive ion) forms when a neutral atom loses one or more electrons from its valence ...

The Born-Haber Cycle

Lattice Energy&#xA0;

An ionic compound is stable because of the electrostatic attraction between its positive and negative ions. The lattice energy of a ...

trends-in-lattice-energy-ion-size-and-charge

Trends in Lattice Energy: Ion Size and Charge

An ionic compound is stable because of the electrostatic attraction between its positive and negative ions. The lattice energy of a compound is a measure ...

Covalent Bonding and Lewis Structures

Compared to ionic bonds, which results from the transfer of electrons between metallic and nonmetallic atoms, covalent bonds result from the mutual ...

Electronegativity

Whether a bond is nonpolar or polar covalent is determined by a property of the bonding atoms called electronegativity.&#xA0;

Electronegativity values of ...

Analyze and interpret data to explain the mechanisms and properties of the two main types of intramolecular (ionic and covalent) bonds.

PS.Chm.3.1

Analyze the structure of atoms and isotopes.

Qualitative Analysis for Ion Identification

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