Skip to content · ⁨الانتقال إلى المحتوى⁩

Experimental techniques and chemical analysis · ⁨التقنيات التجريبية والتحليل الكيميائي⁩

IGCSE Chemistry · ⁨IGCSE الكيمياء⁩ · Topic 12 · ⁨الموضوع 12⁩

Video lesson for this topic · ⁨درس فيديو لهذا الموضوع⁩ Open the video page · ⁨افتح صفحة الفيديو⁩
13:26

التقنيات التجريبية

يُعطى لك مسحوق أبيض مجهول ومحلول عديم اللون. بدون ملصقات. كيف تعرف ماهيتهما؟ يمنحك الكيمياء مجموعة أدوات المحقق: أضف…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية⁩

12.1

Experimental design · ⁨تصميم التجربة⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
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
العربية
أساسي تكميلي
1 سمِّ الأجهزة المناسبة لقياس الزمن ودرجة الحرارة والكتلة والحجم، بما في ذلك: (أ) ساعات إيقاف (ب) مرمومات (ج) موازين (د) بيوريتات (هـ) ماصات حجمية (و) أسطوانات قياس (ز) حقنغاز
2 اقترح مزايا وعيوب الأساليب والأجهزة التجريبية
3 صف: (أ) المذيب كمادة تذوب مذاباً (ب) المذاب كمادة تُذوب في مذيب (ج) المحلول كمخلوط من مذاب واحد أو أكثر مذاب في مذيب (د) المحلول المشبع كمحلول يحتوي على التركيز الأقصى للمذاب المذاب في المذيب عند درجة حرارة محددة (هـ) المتبقي كمادة تتبقى بعد التبخر أو التقطير أو الترشيح أو أي عملية مشابهة (و) الرشح كسائل أو محلول مرّ عبر فلتر

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

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.
العربية

الأدوات

يجب أن تعرف أي قطعة من الأدوات تستخدم لكل قياس:

القياس الجهاز
الوقت ساعة إيقاف
درجة الحرارة مقياس حرارة
الكتلة ميزان
الحجم (دقيق) سحاحة أو ماصة حجمية
الحجم (تقريبي) أسطوانة قياس
حجم الغاز محقنة غاز

كلمات مفتاحية

تُستخدم هذه الكلمات عبر الكيمياء العملية:

  • المذيب هو المادة التي تذوب المذاب.
  • المذاب هو المادة التي تذوب في المذيب.
  • المحلول هو مزيج من مذاب واحد أو أكثر مذابة في مذيب.
  • المحلول المشبع يحتوي على الحد الأقصى من المذاب الذي يمكن ذوبانه عند درجة حرارة معينة.
  • الراسب/الباقي هو المادة المتبقية بعد التبخر أو التقطير أو الترشيح.
  • الفلتر هو السائل الذي مر عبر الفلتر.
Explore · ⁨استكشف⁩

Experiment design route · ⁨مسار تصميم التجربة⁩

Follow a fair test from question to reliable conclusion. · ⁨اتبع اختباراً عادلاً من السؤال إلى استنتاج موثوق.⁩

12.2

Acid–base titrations · ⁨معايرة الحمض والقاعدة⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
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
العربية
أساسي تكميلي
1 صف المعايرة الحمضية القاعدية شاملة استخدام: (أ) البيوريتا (ب) الماصة الحجمية (ج) مؤشر مناسب
2 صف كيفية تحديد نقطة النهاية للمعايرة باستخدام مؤشر

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

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.

العربية
منحنى المعايرة ونقطة التكافؤ

المعايرة تحدد الحجم الدقيق لمحلول يتفاعل مع محلول آخر.

  • استخدم ماصة حجمية لقياس حجم ثابت من أحد المحلولين داخل دورق.
  • أضف بضع قطرات من مؤشر مناسب.
  • أضف المحلول الآخر من خلال السحاحة ببطء، حتى يتغير اللون قليلاً فقط.

نقطة النهاية هي اللحظة التي يتغير فيها لون المؤشر، مما يدل على اكتمال التفاعل تماماً. تقرأ السحاحة لمعرفة الحجم المضاف.

سحاحة تحتوي على محلول مثبتة فوق دورق مخروطي يحتوي على محلول ومؤشر موضوع على بلاطة بيضاء
يُسحب المحلول من السحاحة إلى الدورق حتى يتغير لون المؤشر قليلاً فقط (نقطة النهاية)
تجهيز معايرة فعلي: سحاحات فوق أدوارق مخروطية تحتوي على محلول مؤشر برتقالي
معايرة فعلية: يُضاف المحلول من السحاحة إلى الدورق حيث تحول المؤشر إلى اللون البرتقالي
Explore · ⁨استكشف⁩

Acid–base titrations · ⁨ المعايرة الحمضية-القاعدية⁩

pH jumps at the equivalence point · ⁨يقفز pH عند نقطة التكافؤ⁩

Track the pH as base is added — it leaps through neutral at the equivalence point. · ⁨تتبع رقم الهيدروجين عند إضافة القاعدة — يقفز عبر نقطة التعادل عند نقطة التكافؤ.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
titration/taɪˈtreɪʃn/ المعايرة
indicator/ˈɪndɪkeɪtə/ مؤشر
end-point/end pɔɪnt/ نقطة النهاية
Watch lesson · ⁨شاهد الدرس⁩
12.3

Chromatography · ⁨الكروماتوغرافيا⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
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 $R_{\text{f}}$:
$$R_{\text{f}} = \frac{\text{distance travelled by substance}}{\text{distance travelled by solvent}}$$
العربية
أساسي تكميلي
1 صف كيفية استخدام الكروماتوغرافيا الورقية لفصل مخاليط المواد الملونة القابلة للذوبان، باستخدام مذيب مناسب 3 صف كيفية استخدام الكروماتوغرافيا الورقية لفصل مخاليط المواد العديمة اللون القابلة للذوبان، باستخدام مذيب مناسب وعامل كشف لا يلزم معرفة عوامل الكشف المحددة
2 فسّر الكروماتوغرامات البسيطة لتحديد: (أ) مواد مجهولة بالمقارنة مع مواد معروفة (ب) مواد نقية ومواد غير نقية 4 اذكر واستخدم معادلة $R_{\text{f}}$:
$$R_{\text{f}} = \frac{\text{distance travelled by substance}}{\text{distance travelled by solvent}}$$

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

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.

العربية

الكروماتوغرافيا الورقية تفصل مزيجاً من المواد القابلة للذوبان. تضع بقعة من المزيج بالقرب من أسفل الورقة، ثم تغمر الورقة في مذيب. مع صعود المذيب عبر الورقة، تتحرك المواد مسافات مختلفة، فتنفصل.

ورق كروماتوغرافي مغمر في مذيب، مع مزيج على الخط الأساسي ينقسم إلى بقع تصعد إلى ارتفاعات مختلفة أسفل مقدمة المذيب
مع صعود المذيب، تسافر المواد مسافات مختلفة وتنفصل؛ $R_f$ هي مسافة البقعة ($a$) مقسومة على مسافة المذيب ($b$)
شرائط كروماتوغرافيا فعلية ذات بقع ملونة صعدت إلى ارتفاعات مختلفة على كل شريط
في الكروماتوغرامات الفعلية، تصعد كل مادة في المزيج مسافة مختلفة، تاركاً بقعة ملونة منفصلة
  • بالنسبة للمواد الملونة يمكنك رؤية البقع مباشرة.
  • بالنسبة للمواد عديمة اللون يجب رش عامل تحديد لجعل البقع تظهر.

الورقة النهائية هي مخطط كروماتوغرافي. يمكنك استخدامه لـ:

  • تحديد مادة مجهولة بمقارنتها مع مواد معروفة؛
  • معرفة ما إذا كانت المادة نقية (المادة النقية تعطي بقعة واحدة فقط).

يمكنك أيضًا حساب قيمة $R_{\text{f}}$ للبقعة:

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

مثال محلول. على مخطط كروماتوغرافي، صعد خط المذيب مسافة 8.0 سم من الخط القاعدي، وتحركت بقعة بمسافة 6.0 سم. أوجد قيمتها $R_{\text{f}}$.

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

يتم قياس كلتا المسافتين من الخط القاعدي (خط الرصاص)، وتؤخذ مسافة البقعة حتى مركز البقعة. لا توجد وحدة لـ $R_{\text{f}}$، وهي دائمًا أقل من 1، لأن البقعة لا يمكن أن تسافر مسافة أكبر من المذيب الذي تحملها - فالإجابة فوق 1 تعني أن المسافتين قُسِمتا بطريقة خاطئة.

Explore · ⁨استكشف⁩

Chromatography route · ⁨مسار الكروماتوغرافيا⁩

Watch a mixture separate as the solvent front moves. · ⁨شاهد انفصال خليط بينما يتحرك الجبهة المذيب.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
stop-watch/stɒp wɒtʃ/ الإيقاف
thermometer/θɜːˈmɒmɪtə/ الميزان الحراري
balance/ˈbæləns/ التوازن
burette/bjʊəˈret/ السحاحة
volumetric pipette/ˌvɒljuːˈmetrɪk pɪˈpet/ ماصة حجمية
measuring cylinder/ˈmeʒərɪŋ ˈsɪlɪndə/ مخبار مدرج
gas syringe/ɡæs sɪˈrɪndʒ/ الماصة الغازية
solvent/ˈsɒlvənt/ المذيب
solute/ˈsɒljuːt/ المذاب
solution/səˈluːʃn/ المحلول
saturated solution/ˈsætʃəreɪtɪd səˈluːʃn/ محلول مشبع
residue/ˈresɪdjuː/ بقايا / راسب
filtrate/ˈfɪltreɪt/ مُصفاة / رشح
paper chromatography/ˈpeɪpə krəʊməˈtɒɡrəfi/ الكروماتوغرافيا الورقية
locating agent/ləʊˈkeɪtɪŋ ˈeɪdʒənt/ عامل تحديد الموقع
chromatogram/krəʊˈmætəɡræm/ مخطط كروماتوغرافي
Watch lesson · ⁨شاهد الدرس⁩
12.4

Separation and purification · ⁨الفصل والتنقية⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
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
العربية
أساسي تكميلي
1 صف واشرح طرق الفصل والتنقية باستخدام: (أ) مذيب مناسب (ب) الترشيح (ج) التبلور (د) التقطير البسيط (هـ) التقطير الاستقطاعي
2 اقترح تقنيات فصل وتنقية مناسبة، بناءً على معلومات عن المواد المعنية
3 حدد المواد وقيّم نقاءها باستخدام معلومات نقاط الانصهار والغليان

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

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.

العربية

تختار طريقة بناءً على الخليط:

الطريقة تُستخدم لفصل
الذوبان في مذيب مناسب، ثم الترشيح صلب غير قابل للذوبان من سائل
التبلور صلب قابل للذوبان من محلوله
التقطير البسيط مذيب (السائل) من المحلول
التقطير الكسري سائلين أو أكثر بدرجة غليان مختلفة
قمع ترشيح مبطن بورق ترشيح يجمع راسبًا غير قابل للذوبان بينما تتساقط قطرات الرشح في كأس زجاجي بالأسفل
الترشيح: يبقى الصلب غير الذائب على ورق الترشيح (الراسب) ويمر السائل (الرشح)
دورق محلول ساخن مع مقياس حرارة، مكثف مبرد بالماء، وكأس يجمع المستخلص
التقطير البسيط: يتبخر المذيب، يقوم المكثف بتبريده ليصبح سائلًا مرة أخرى، ويتم تجميع الرحيق النقي
مثل التقطير البسيط ولكن مع عمود تقطير كسري من خرز زجاجي وحرارة عند أعلى العمود
يضيف التقطير التجزيئي عمودًا تجزيئيًا، لفصل السوائل ذات نقاط الغليان المختلفة بشكل واضح

يمكنك التحقق من نقاء مادة باستخدام درجة انصهارها ودرجة غليانها: المادة النقية تنصهر وتغلي عند درجات حرارة حادة وثابتة، بينما تقلل الشوائب درجة الانصهار وترفع درجة الغليان.

Explore · ⁨استكشف⁩

Separation method lab · ⁨مختبر طريقة الفصل⁩

Choose the method that matches the mixture. · ⁨اختر الطريقة التي تطابق الخليط.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
filtration/fɪlˈtreɪʃn/ التصفية
crystallisation/ˌkrɪstəlaɪˈzeɪʃn/ التبلور
simple distillation/ˈsɪmpl dɪstɪˈleɪʃn/ التقطير البسيط
fractional distillation/ˈfrækʃənl dɪstɪˈleɪʃn/ التقطير التجزيئي
melting point/ˈmeltɪŋ pɔɪnt/ درجة الانصهار
boiling point/ˈbɔɪlɪŋ pɔɪnt/ درجة الغليان
anion/ˈænaɪən/ أيون سالب
carbonate/ˈkɑːbəneɪt/ كربونات
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ ثاني أكسيد الكربون
chloride/ˈklɔːraɪd/ كلوريد
nitric acid/ˈnaɪtrɪk ˈæsɪd/ حمض النتريك
silver nitrate/ˈsɪlvə ˈnaɪtreɪt/ نترات الفضة
bromide/ˈbrəʊmaɪd/ بروميد
iodide/ˈaɪədaɪd/ يوديد
nitrate/ˈnaɪtreɪt/ نترات
aluminium/ˌæljʊˈmɪnɪəm/ الألمنيوم
sodium hydroxide/ˈsəʊdɪəm haɪˈdrɒksaɪd/ هيدروكسيد الصوديوم
ammonia/æˈməʊnɪə/ أمونيا
sulfate/ˈsʌlfeɪt/ كبريتات
barium nitrate/ˈbeərɪəm ˈnaɪtreɪt/ نترات الباريوم
sulfite/ˈsʌlfaɪt/ الكبريتيت
potassium manganate(VII)/pəˈtæsɪəm ˈmæŋɡəneɪt/ برمنغنات البوتاسيوم
cation/ˈkætaɪən/ أيون موجب
12.5

Identifying ions and gases · ⁨التعرف على الأيونات والغازات⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
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), $Cu^{2+}$
العربية
أساسي تكميلي
1 صف اختبارات تحديد الأنيونات: (أ) الكربونات، $\text{CO}_3^{2-}$، بالتفاعل مع حمض مخفف ثم اختبار غاز ثاني أكسيد الكربون (ب) الكلوريد، $\text{Cl}^-$، والبروميد، $\text{Br}^-$، واليوديد، $\text{I}^-$، بتحميضها بحمض نيتريك مخفيف ثم إضافة محلول نترات الفضة المائي (ج) النترات، $\text{NO}_3^-$، بالتخفيض بورق الألمنيوم ومحلول هيدروكسيد الصوديوم المائي ثم اختبار غاز الأمونيا (د) الكبريتات، $\text{SO}_4^{2-}$، بتحميضها بحمض نيتريك مخفيف ثم إضافة محلول نترات الباريوم المائي (هـ) الكبريتيت، $\text{SO}_3^{2-}$، بالتفاعل مع برمنغنات البوتاسيوم(VII) المحمضة المائية
2 صف الاختبارات باستخدام هيدروكسيد الصوديوم المائي والأمونيا المائية لتحديد الكاتيونات المائية: (أ) الألومنيوم، $Al^{3+}$ (ب) الأمونيوم، $NH_4^+$ (ج) الكالسيوم، $Ca^{2+}$ (د) كروم(III)، $Cr^{3+}$ (هـ) نحاس(II)، $Cu^{2+}$ (و) حديد(II)، $Fe^{2+}$ (ز) حديد(III)، $Fe^{3+}$ (ح) الزنك، $Zn^{2+}$
3 صف اختبارات تحديد الغازات: (أ) الأمونيا، $NH_3$، باستخدام ورق لتmus أحمر مبلل (ب) ثاني أكسيد الكربون، $CO_2$، باستخدام ماء الجير (ج) الكلور، $Cl_2$، باستخدام ورق لتmus مبلل (د) الهيدروجين، $H_2$، باستخدام عود مشتعل (هـ) الأكسجين، $O_2$، باستخدام عود متوهج (و) ثاني أكسيد الكبريت، $SO_2$، باستخدام محلول برمنغنات البوتاسيوم المائي المحمض
4 صف استخدام اختبار اللهب لتحديد الكاتيونات: (أ) ليثيوم، $Li^+$ (ب) صوديوم، $Na^+$ (ج) بوتاسيوم، $K^+$ (د) كالسيوم، $Ca^{2+}$ (هـ) باريوم، $Ba^{2+}$ (و) نحاس(II)، $Cu^{2+}$

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

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
العربية

اختبارات الأنيونات

الأنيون هو أيون سالب.

الأنيون الاختبار النتيجة
الكربونات ($\text{CO}_3^{2-}$) أضف حميد مخفف فوران؛ الغاز يحول ماء الجير إلى عكر (ثاني أكسيد الكربون)
الكلوريد ($\text{Cl}^-$) أضف حمض نيتريك مخفف، ثم نترات الفضة راسب أبيض
البروميد ($\text{Br}^-$) أضف حمض نيتريك مخفف، ثم نترات الفضة راسب كريمي
اليوديد ($\text{I}^-$) أضف حمض نيتريك مخفف، ثم نترات الفضة راسب أصفر
النترات ($\text{NO}_3^-$) أضف رقائق ألومنيوم وهيدروكسيد الصوديوم، دفئ خروج غاز الأمونيا
الكبريتات ($\text{SO}_4^{2-}$) أضف حمض نيتريك مخفف، ثم نترات الباريوم راسب أبيض
الكبريتيت ($\text{SO}_3^{2-}$) أضف برمنغنات البوتاسيوم المدرة يبهت اللون البنفسجي

اختبارات الكاتيونات

الكاتيون هو أيون موجب. أضف هيدروكسيد الصوديوم المائي أو الأمونيا المائية، ولاحظ الراسب المتكون.

قطارة تضيف هيدروكسيد الصوديوم لمحلول في أنبوب اختبار، مكونة راسبًا ملونًا في الأسفل
إضافة هيدروكسيد الصوديوم تكون راسبًا ملونًا لبعض أيونات المعادن
الكاتيون مع هيدروكسيد الصوديوم مع الأمونيا المائية
ألومنيوم ($\text{Al}^{3+}$) أبيض، يذوب في الزيادة أبيض، يبقى
أمونيوم ($\text{NH}_4^+$) غاز أمونيا عند التسخين —
كالسيوم ($\text{Ca}^{2+}$) أبيض، يبقى لا راسب
كروم(III) ($\text{Cr}^{3+}$) أخضر، يذوب في الزيادة أخضر، يبقى
نحاس(II) ($\text{Cu}^{2+}$) أزرق فاتح، يبقى أزرق فاتح، يذوب ليصبح أزرق داكن
حديد(II) ($\text{Fe}^{2+}$) أخضر، يبقى أخضر، يبقى
حديد(III) ($\text{Fe}^{3+}$) بني-أحمر، يبقى بني-أحمر، يبقى
زنك ($\text{Zn}^{2+}$) أبيض، يذوب في الزيادة أبيض، يذوب في الزيادة

اختبارات الغازات

الغاز الاختبار النتيجة
أمونيا ($\text{NH}_3$) ورقة تباع ثبات حمراء مبللة تصبح زرقاء
ثاني أكسيد الكربون ($\text{CO}_2$) تمريره في ماء الجير يصبح عكرًا
كلور ($\text{Cl}_2$) ورقة تباع ثبات مبللة يبيض
هيدروجين ($\text{H}_2$) عود مشعل يحترق بصوت طقطقة
أكسجين ($\text{O}_2$) عود متوهج يعيد الاشتعال
ثاني أكسيد الكبريت ($\text{SO}_2$) برمنغنات البوتاسيوم المدرة يبهت اللون البنفسجي
أنبوبان اختبار: عود مشعل يسبب صوت طقطقة مع الهيدروجين؛ عود متوهج يعيد الاشتعال في الأكسجين
اختبار الغازات: الهيدروجين يطقطق، الأكسجين يشعل مجددًا عوداً متوهجاً

اختبارات اللهب

اختبار اللهب يحدد بعض كاتيونات المعادن عن طريق اللون الذي يمنحه للهب:

سلك نظيف يحمل عينة في لهب بنسن، مما يعطي لهبًا ملونًا
اختبار اللهب: يعطي أيون الفلز لهباً ملوناً
الكاتيون لون اللهب
ليثيوم ($\text{Li}^+$) أحمر
صوديوم ($\text{Na}^+$) أصفر
بوتاسيوم ($\text{K}^+$) بنفسجي فاتح (بنفسجي)
كالسيوم ($\text{Ca}^{2+}$) برتقالي-أحمر
باريوم ($\text{Ba}^{2+}$) أخضر فاتح
نحاس(II) ($\text{Cu}^{2+}$) أزرق-أخضر
Explore · ⁨استكشف⁩

Ion and gas test lab · ⁨مختبر اختبار الأيونات والغازات⁩

Match test observations to the ion or gas present. · ⁨طابق ملاحظات الاختبار مع الأيون أو الغاز الموجود.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
precipitate/prɪˈsɪpɪteɪt/ راسب
ammonium/æˈməʊnɪəm/ الأمونيوم
calcium/ˈkælsɪəm/ الكالسيوم
chromium/ˈkrəʊmɪəm/ الكروم
copper/ˈkɒpə/ نحاس
iron/ˈaɪən/ الحديد
zinc/zɪŋk/ الخارصين
litmus/ˈlɪtməs/ ورقة عرقلة اللسّان
limewater/ˈlaɪmwɔːtə/ ماء الجير
chlorine/ˈklɔːriːn/ كلور
hydrogen/ˈhaɪdrədʒn/ الهيدروجين
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ الأكسجين
flame test/fleɪm test/ اختبار اللهب
lithium/ˈlɪθɪəm/ ليثيوم
sodium/ˈsəʊdɪəm/ صوديوم
potassium/pəˈtæsɪəm/ بوتاسيوم
barium/ˈbeərɪəm/ الباريوم
12.5

Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

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.
العربية
  • اختر المعدات حسب القياس: سحاحة أو ماصة للحجوم الدقيقة، مخبار مدرج لحجم تقريبى، حقنة غاز لحجم الغاز، ميزان للكتلة.
  • $R_f = \dfrac{\text{distance moved by the substance}}{\text{distance moved by the solvent}}$، لذا فهي دائمًا أقل من 1. المادة النقية تعطي بقعة واحدة.
  • احفظ اختبارات الأنيونات: الكربونات فوران والغاز يحول ماء الجير إلى عكر؛ الهاليدات مع نترات الفضة تعطي راسب كلوريد أبيض، بروميد كريمي، يوديد أصفر؛ الكبريتات تعطي راسبًا أبيض مع نترات الباريوم.
  • ادرس اختبارات الغازات: الهيدروجين يُصدر صوت فرقعة، الأكسجين يوقد عوداً متوهجاً، ثاني أكسيد الكربون يجعل ماء الجير معكراً، الكلور يُبيض ورق زهر رطب، الأمونيا تُغير ورق زهر أحمر رطب إلى الأزرق.
  • للأيونات الموجبة، أضف هيدروكسيد الصوديوم ولاحظ لون الراسب: نحاس(II) أزرق فاتح، حديد(II) أخضر، حديد(III) أحمر بني.

Interactive lessons on this topic · ⁨دروس تفاعلية حول هذا الموضوع⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.⁩

Past Papers · ⁨أوراق الامتحانات السابقة⁩

More topics in IGCSE Chemistry · ⁨IGCSE الكيمياء⁩ · ⁨المزيد من المواضيع في IGCSE Chemistry · ⁨IGCSE الكيمياء⁩⁩

Log in or create account · ⁨تسجيل الدخول أو إنشاء حساب⁩

IGCSE, A-Level & AP