Skip to content · ⁨דלג לתוכן⁩

Experimental techniques and chemical analysis · ⁨שיטות ניסוייות וניתוח כימי⁩

IGCSE Chemistry · ⁨כימיה IGCSE⁩ · Topic 12 · ⁨נושא 12⁩

Video lesson for this topic · ⁨שיעור וידאו לנושא זה⁩ Open the video page · ⁨פתח את עמוד הוידאו⁩
13:26

טכניקות ניסוי

נתנו לכם אבקה לבנה לא מוכרת ותמיסה חסרת צבע. ללא תוויות. איך תמצאו מה הם? הכימיה מספקת לכם ערכת כלים של בלש: הוסיפו…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון⁩

12.1

Experimental design · ⁨עיצוב ניסוי⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
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
עברית
ליבה תוספת
1 ציין ציוד מתאים למדידת זמן, טמפרטורה, מסה ונפח, כולל: (א) שעוני ריס (ב) מדחום (ג) מאזניים (ד) בירטות (ה) פיפטות נפחיות (ו) צילינדרות מדידה (ז) מזרקות גז
2 הצע יתרונות וחסרונות של שיטות וציוד ניסויים
3 תאר: (א) ממס כחומר הממס מצומם (ב) מצומם כחומר המומס בממס (ג) תמיסה כתערובת של מצומם אחד או יותר המומסים בממס (ד) תמיסה רוויה כתמיסה המכילה את ריכוז המקסימלי של מצומם המומס בממס בטמפרטורה מצוינת (ה) שארית כחומר שנשאר לאחר אידוי, עיקור, סינון או כל תהליך דומה (ו)filtrate כנוזל או תמיסה שעברה דרך מסנן

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

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.
עברית

ציוד

עליך לדעת איזה חלק של הציוד יש להשתמש עבור כל מדידה:

מדידה ציוד
זמן סטופ-שעון
טמפרטורה מדחום
מסה מאזניים
נפח (מדויק) ביורטה או פיפטה נפחית
נפח (גס) צילינדר מדידה
נפח של גז צינורית גז

מילים מפתח

מילים אלו משמשות לאורך כל הכימיה המעבדת:

  • ממס הוא חומר הממיס מצומס.
  • מצומס הוא החומר הנמס בממס.
  • תמיסה היא תערובת של מצומס אחד או יותר המומסים בממס.
  • תמיסה רוויה מכילה את כמות המצומס המקסימלית שתתמוסס בטמפרטורה נתונה.
  • שאריות הן החומר שנשאר לאחר אידוי, דיסטילציה או סינון.
  • מסנן הוא הנוזל שעבר דרך מסנן.
Explore · ⁨חקור⁩

Experiment design route · ⁨שיטת עיצוב ניסוי⁩

Follow a fair test from question to reliable conclusion. · ⁨עבור במבחן הוגן מהשאלה ועד למסקנה אמינה.⁩

12.2

Acid–base titrations · ⁨טיטרציות חומצה-בסיס⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
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
עברית
ליבה תוספת
1 תאר טיטרציה חומצה-בסיס הכוללת שימוש ב: (א) בירטה (ב) פיפטה נפחית (ג) אינדיקטור מתאים
2 תאר כיצד לזהות את נקודת הסיום של טיטרציה באמצעות אינדיקטור

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

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.

עברית
עקומת טיטרציה ונקודת השוויון

טיטרציה ממצאת את הנפח המדויק של תמיסה אחת שמתגובה עם תמיסה אחרת.

  • השתמש בפיפטה נפחית למדידת נפח קבוע של תמיסה אחת לתוך צנצנת.
  • הוסף כמה טיפות של אינדיקטור מתאים.
  • הוסף את התמיסה השנייה מביורטה, לאט, עד שהצבע משתנה בדיוק.

נקודת הסיום היא הרגע שבו האינדיקטור משנה צבע, מה שמעיד על כך שהתגובה הסתימה במדויק. קוראים את הביורטה כדי למצוא את הנפח שהוסף.

ביורטה עם תמיסה מחוברת מעל צנצנת קונית עם תמיסה ואינדיקטור העומדים על רצפת עבודה לבנה
התמיסה זורמת מהביורטה לצנצנת עד שהאינדיקטור משנה צבע בדיוק (נקודת הסיום)
התקנת טיטרציה אמיתית: ביורטות מעל צנצנות קוניות המכילות תמיסת אינדיקטור כתומה
טיטרציה אמיתית: תמיסה מהביורטה נוספה לצנצנת, שבה האינדיקטור הפך לכתום
Explore · ⁨חקור⁩

Acid–base titrations · ⁨טיטרציות חומצה-בסיס⁩

pH jumps at the equivalence point · ⁨קפיצות pH בנקודת השוויון⁩

Track the pH as base is added — it leaps through neutral at the equivalence point. · ⁨מעקב אחרי ה-pH כשהבסיס נוסף — הוא זוחל דרך הניטרול בנקודת השוויון.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
titration/taɪˈtreɪʃn/ טיטרציה
indicator/ˈɪndɪkeɪtə/ אינדיקטור
end-point/end pɔɪnt/ נקודת סיום
Watch lesson · ⁨צפה בשיעור⁩
12.3

Chromatography · ⁨כרומטוגרפיה⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
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 $R_{\text{f}}$:
$$R_{\text{f}} = \frac{\text{distance travelled by substance}}{\text{distance travelled by solvent}}$$
עברית
ליבה תוספת
1 תאר כיצד משתמשים בכרומטוגרפיית נייר להפרדת תערובות של חומרים צבעוניים מסיסים, באמצעות ממסא מתאים 3 תאר כיצד משתמשים בכרומטוגרפיית נייר להפרדת תערובות של חומרים צבעוניים-בלתי-נראים מסיסים, באמצעות ממסא מתאים וחומר זיהוי (locating agent). ידע ספציפי לגבי חומרי זיהוי אינו נדרש
2 פרשן כרומטוגרמות פשוטות לזיהוי: (א) חומרים לא-ידועים בהשוואה לחומרים ידועים (ב) חומרים טהורים ובלתי-טהורים 4 נסה והשתמש במשוואה עבור $R_{\text{f}}$:
$$R_{\text{f}} = \frac{\text{distance travelled by substance}}{\text{distance travelled by solvent}}$$

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

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.

עברית

כרומטוגרפיית נייר מפרידה תערובת של חומרים מומסים. ממקמים נקודה של התערובת בקרבת התחתית של הנייר, ולאחר מכן ממקמים את הנייר בתוך ממס. כאשר הממס עולה על פני הנייר, החומרים נעים למרחקים שונים, ולכן הם נפרדים.

נייר כרומטוגרפי עומד בתוך ממס, עם תערובת על הקו הבסיסי שנפרד לנקודות העולות לגבהים שונים מתחת לחזית הממס
כאשר הממס עולה, החומרים עוברים מרחקים שונים ונפרדים; $R_f$ הוא מרחק הנקודה ($a$) בחלקו למרחק הממס ($b$)
רצועות נייר כרומטוגרפי אמיתיות עם נקודות צבעוניות שעלו לגבהים שונים לאורך כל רצועה
בכרומטוגרמות אמיתיות, כל חומר בתערובת עולה למרחק שונה ומשאיר נקודה צבעונית נפרדת
  • עבור חומרים צבעוניים ניתן לראות את הנקודות ישירות.
  • עבור חומרים בלתי צבעוניים יש לרסס חומר גילוי כדי להפוך את הנקודות לנראות.

הנייר המוגמר הוא כרומטוגרם. ניתן להשתמש בו כדי:

  • לזהות חומר לא ידוע על ידי השוואתו לחומרים מוכרים;
  • לקבוע האם חומר הוא טהור (חומר טהור נותן כתם אחד בלבד).

ניתן גם לחשב את ערך ה$R_{\text{f}}$ של כתם:

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

דוגמה פתורה. בגרסת כרומטוגרפיה, החזית הממסע עלתה 8.0 ס"מ מהקו הבסיסי, וכתם מסוים התרחק 6.0 ס"מ. מצאו את ערכו של ה$R_{\text{f}}$.

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

שתי המדידות נעשות מהקו הבסיסי (קו העפר), ומדידת הכתם נלקחת עד למרכז הכתם. לערך ה$R_{\text{f}}$ אין יחידת מידה, והוא תמיד קטן מ-1, מכיוון שכתם אינו יכול להגיע רחוק יותר מהממסע שמוביל אותו - תשובה מעל 1 מעידה על כך שהשתי מדידות חולקו זה בזה הפוך.

Explore · ⁨חקור⁩

Chromatography route · ⁨דרך כרומטוגרפיה⁩

Watch a mixture separate as the solvent front moves. · ⁨צפו בהפרדת תערובת כאשר החזית הממיסה זזה.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
stop-watch/stɒp wɒtʃ/ סטופר
thermometer/θɜːˈmɒmɪtə/ מדחום
balance/ˈbæləns/ יתרה
burette/bjʊəˈret/ ביורטה
volumetric pipette/ˌvɒljuːˈmetrɪk pɪˈpet/ פיפטה וולומטרית
measuring cylinder/ˈmeʒərɪŋ ˈsɪlɪndə/ צילינדר מדידה
gas syringe/ɡæs sɪˈrɪndʒ/ מזרקת גז
solvent/ˈsɒlvənt/ ממיס
solute/ˈsɒljuːt/ תמיסה
solution/səˈluːʃn/ פתרון
saturated solution/ˈsætʃəreɪtɪd səˈluːʃn/ תמיסה רוויה
residue/ˈresɪdjuː/ שאריות
filtrate/ˈfɪltreɪt/ מסננת
paper chromatography/ˈpeɪpə krəʊməˈtɒɡrəfi/ כרומטוגרפיית נייר
locating agent/ləʊˈkeɪtɪŋ ˈeɪdʒənt/ חומר זיהוי
chromatogram/krəʊˈmætəɡræm/ כרומטוגרם
Watch lesson · ⁨צפה בשיעור⁩
12.4

Separation and purification · ⁨הפרדה וטיהור⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
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
עברית
ליבה תוספת
1 תאר והסבר שיטות הפרדה וטיהור באמצעות: (א) ממסא מתאים (ב) סינון (ג) גביש (ד) אידוי פשוט (ה) אידוי פרקציונלי
2 הצע שיטות הפרדה וטיהור מתאימות, בהינתן מידע על החומרים המעורבים
3 זיהה חומרים והערך את טהורתם באמצעות מידע על נקודת ההמיסה ונקודת הרתיחה

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

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.

עברית

את השיטה בוחרים בהתאם לתערובת:

שיטה משמש להפרדה
פירוק בממסע מתאים, ולאחר מכן סינון מוצק בלתי ממיס ממנוזע
גבישיות מוצק ממיס מתמיסתו
אידוי פשוט ממסע (הנוזל) מתמיסה
אידוי פרקציונלי שני נוזלים או יותר עם נקודות רתיחה שונות
משפך סינון מצופה בנייר סינון catches שאריות בלתי ממיסות בעוד שהמסנן טפטף לכוס מדודה למטה
סינון: המוצק הבלתי ממיס נשאר על נייר הסינון (שאריות) והנוזל עובר דרכו (מסנן)
בקבוק מחומם עם תמיסה, מדחום, קונדנסר בקירור מים וכוס מדודה המקבלת את המיץ
אידוי פשוט: הממסע מתאדים, הקונדנסר מקרר אותו חזרה לנוזל, והמיץ הטהור נאסף
כמו אידוי פשוט אך עם עמודה פרקציונלית מלאה בחרוזי זכוכית ומדחום בראש העמודה
הפרדה פרקציונלית מוסיפה עמוד הפרדה, כך שנוזלים בעלי נקודות רתיחה שונות נפרדים בצורה נקייה

ניתן לבדוק את הטהור של חומר באמצעות נקודת ההיתוך ונקודת הרתיחה שלו: חומר טהור נמס ורתיח בטמפרטורות חדות וקבועות, בעוד שזיהומים מורידים את נקודת ההיתוך ומעלים את נקודת הרתיחה.

Explore · ⁨חקור⁩

Separation method lab · ⁨מעבדה לשיטת הפרדה⁩

Choose the method that matches the mixture. · ⁨בחרו את השיטה המתאימה לתערובת.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
filtration/fɪlˈtreɪʃn/ סינון
crystallisation/ˌkrɪstəlaɪˈzeɪʃn/ גבישנות
simple distillation/ˈsɪmpl dɪstɪˈleɪʃn/ התאדות פשוטה
fractional distillation/ˈfrækʃənl dɪstɪˈleɪʃn/ עליית קיטור פרקציונלית
melting point/ˈmeltɪŋ pɔɪnt/ נקודת התכה
boiling point/ˈbɔɪlɪŋ pɔɪnt/ נקודת רתיחה
anion/ˈænaɪən/ אניון
carbonate/ˈkɑːbəneɪt/ פוספט
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ דיóxido של פחמן
chloride/ˈklɔːraɪd/ כלוריד
nitric acid/ˈnaɪtrɪk ˈæsɪd/ חומצת חנקית
silver nitrate/ˈsɪlvə ˈnaɪtreɪt/ ניטראט כסף
bromide/ˈbrəʊmaɪd/ ברומיד
iodide/ˈaɪədaɪd/ יודיד
nitrate/ˈnaɪtreɪt/ ניטראט
aluminium/ˌæljʊˈmɪnɪəm/ אלומיניום
sodium hydroxide/ˈsəʊdɪəm haɪˈdrɒksaɪd/ נתרן הידרוקסידי
ammonia/æˈməʊnɪə/ אמוניה
sulfate/ˈsʌlfeɪt/ גופרית(II) סולפט (אם הכוונה ל-"sulfate" כללית: סולפט)
barium nitrate/ˈbeərɪəm ˈnaɪtreɪt/ ניטרט בריום
sulfite/ˈsʌlfaɪt/ סולפיט
potassium manganate(VII)/pəˈtæsɪəm ˈmæŋɡəneɪt/ מנגנטן אשלגני(VII)
12.5

Identifying ions and gases · ⁨זיהוי יונים וגזים⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
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), $Cu^{2+}$
עברית
ליבה תוספת
1 תאר בדיקות לזיהוי האניונים: (א) קרבונט, $\text{CO}_3^{2-}$, בתגובה עם חומצה מעוטר ולאחר מכן בבדיקה לנוכחות גז פחמן דו-חמצני (ב) כלוריד, $\text{Cl}^-$, ברומיד, $\text{Br}^-$, ואיוודיד, $\text{I}^-$, בחומצת חומצה הידרו-כלורית מעוטרת ולאחר מכן הוספת אגרוף נחושת(II) מימית (ג) ניטרט, $\text{NO}_3^-$, הפחתה עם נייר אלומיניום ונתרן הידרוקסיד מימי ולאחר מכן בבדיקה לנוכחות גז אמוניה (ד) סולפט, $\text{SO}_4^{2-}$, בחומצת חומצה הידרו-כלורית מעוטרת ולאחר מכן הוספת אגרוף בריום(II) מימי (ה) סולפיט, $\text{SO}_3^{2-}$, בתגובה עם אגרוף פרוטנמנגנטז(VII) מימי מחומץ
2 תאר בדיקות באמצעות אגרוף נתרן הידרוקסיד ומימית ואגרוף אמוניה מימי לזיהוי הקатиונים המימיים: (א) אלומיניום, $Al^{3+}$ (ב) אמוניום, $NH_4^+$ (ג) סידן, $Ca^{2+}$ (ד) כרום(III), $Cr^{3+}$ (ה) נחושת(II), $Cu^{2+}$ (ו) ברזל(II), $Fe^{2+}$ (ז) ברזל(III), $Fe^{3+}$ (ח) אבץ, $Zn^{2+}$
3 תאר בדיקות לזיהוי הגזים: (א) אמוניה, $NH_3$, באמצעות נייר ליטמוס אדום רטוב (ב) פחמן דו-חמצני, $CO_2$, באמצעות מים עכורים (limewater) (ג) כלור, $Cl_2$, באמצעות נייר ליטמוס רטוב (ד) מימן, $H_2$, באמצעות קיסם הדוק (e) חמצן, $O_2$, באמצעות קיסם זוהר (f) גופרית דו-חמצני, $SO_2$, באמצעות אגרוף פרוטנמנגנטז(VII) מימי מחומץ
4 תאר את השימוש בבדיקת להבה לזיהוי הקתיונים: (א) ליתיום, $Li^+$ (ב) נתרן, $Na^+$ (ג) אשלגן, $K^+$ (ד) סידן, $Ca^{2+}$ (ה) בריום, $Ba^{2+}$ (ו) נחושת(II), $Cu^{2+}$

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

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
עברית

בדיקות לאניונים

אניון הוא יון שלילי.

אניון בדיקה תוצאה
קרבונט ($\text{CO}_3^{2-}$) הוספת חומצה דלול פליטה; הגז גורם למים קרים להעכיר (דו-חמצן פחמן)
כלוריד ($\text{Cl}^-$) הוספת חומצה ניטרית דלולה, ולאחר מכן ניטרat אגם משקע לבן
ברומיד ($\text{Br}^-$) הוספת חומצה ניטרית דלולה, ולאחר מכן ניטרat אגם משקע בצבע קרם
יודיד ($\text{I}^-$) הוספת חומצה ניטרית דלולה, ולאחר מכן ניטרat אגם משקע צהוב
ניטרט ($\text{NO}_3^-$) הוספת נייר אלומיניום והידרוקسيد נתרן, חימום שחרור גז אמוניה
סולפט ($\text{SO}_4^{2-}$) הוספת חומצה ניטרית דלולה, ולאחר מכן ניטרat בריום משקע לבן
סוליפיט ($\text{SO}_3^{2-}$) הוספת מנגנזת אשלגן(VII) מחומצת צבע סגול מתבהר

בדיקות לקטיונים

קטיון הוא יון חיובי. יש להוסיף הידרוקسيد נתרן מימי או אמוניה מימית ולצפות במשקע שנוצר.

טיפה מוסיפה הידרוקسيد נתרן לתמיסה במבחנה, ונוצר משקע צבעוני בתחתית
הוספת הידרוקסיד נתרן יוצרת משקה צבעוני עבור יוני מתכת מסוימים
קטיון עם הידרוקسيد נתרן עם אמוניה מימית
אלומיניום ($\text{Al}^{3+}$) לבן, נמס בעודף לבן, נשאר
אמוניום ($\text{NH}_4^+$) גז אמוניה בחימום —
סידן ($\text{Ca}^{2+}$) לבן, נשאר אין משקע
כרום(III) ($\text{Cr}^{3+}$) ירוק, נמס בעודף ירוק, נשאר
נחושת(II) ($\text{Cu}^{2+}$) כחול בהיר, נשאר כחול בהיר, נמס לכחול עמוק
ברזל(II) ($\text{Fe}^{2+}$) ירוק, נשאר ירוק, נשאר
ברזל(III) ($\text{Fe}^{3+}$) אדום-חום, נשאר אדום-חום, נשאר
אבץ ($\text{Zn}^{2+}$) לבן, מתמוסס במעלף לבן, מתמוסס במעלף

בדיקות לגזים

גז בדיקה תוצאה
אמونيا ($\text{NH}_3$) נייר ליתמון אדום רטוב הופך לכחול
פחמן דו-חמצני ($\text{CO}_2$) מעבר דרך מים קרים הופך לחלבי
כלור ($\text{Cl}_2$) נייר ליתמון רטוב מלבין
מימן ($\text{H}_2$) קצף דליק נדלק עם צפירה חדה
חמצן ($\text{O}_2$) קצף זוהר מדליק מחדש
סולפור די-אוקסיד ($\text{SO}_2$) אשלגן פרמנגנטת המוסיבה לחומצה הצבע הסגול נעלם
שני מבחנות: קצף דליק גורם לצפירה חדה עם מימן; קצף זוהר מדליק מחדש בחמצן
מבחני גזים: מימן פוצץ, חמצן מדליק מחדש קצפת זוהמת

בדיקות להלהבה

בדיקת להבה זיהוי some metal cations על ידי הצבע שהיא נותנת להלהבה:

חוט נקי מחזיק בדוגמה בלהבת בנסן, ויוצר להבה צבעונית
מבחן להבה: יון המתכת מעניק ללהבה צבע
קation צבע להבה
ליתיום ($\text{Li}^+$) אדום
נתרן ($\text{Na}^+$) צהוב
אשלגן ($\text{K}^+$) סגול-לבנדר (סגול)
סידן ($\text{Ca}^{2+}$) כתום-אדום
בריום ($\text{Ba}^{2+}$) ירוק בהיר
נחושת(II) ($\text{Cu}^{2+}$) כחול-ירוק
Explore · ⁨חקור⁩

Ion and gas test lab · ⁨מעבדה לבדיקת יונים וגזים⁩

Match test observations to the ion or gas present. · ⁨התאם תוצאות הבדיקה ליון או הגז הנוכחי.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
cation/ˈkætaɪən/ קation
precipitate/prɪˈsɪpɪteɪt/ משקע
ammonium/æˈməʊnɪəm/ אמוניום
calcium/ˈkælsɪəm/ סידן
chromium/ˈkrəʊmɪəm/ כרום
copper/ˈkɒpə/ נחושת
iron/ˈaɪən/ ברזל
zinc/zɪŋk/ אבץ
litmus/ˈlɪtməs/ נייר ליתמוס
limewater/ˈlaɪmwɔːtə/ מים קרים
chlorine/ˈklɔːriːn/ כלור
hydrogen/ˈhaɪdrədʒn/ מימן
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ חמצן
flame test/fleɪm test/ מבחן להבה
lithium/ˈlɪθɪəm/ ליטיום
sodium/ˈsəʊdɪəm/ נתרן
potassium/pəˈtæsɪəm/ אשלגן
barium/ˈbeərɪəm/ בריום
12.5

Exam tips · ⁨טיפים לבחינות⁩

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.
עברית
  • בחרו ציוד לפי המדידה: ביורטה או פिפט לנפחים מדויקים, גליל מדידה לנפח גס, מזרקת גז לנפח גז, מאזניים למסה.
  • ⟨$R_f = \dfrac{\text{distance moved by the substance}}{\text{distance moved by the solvent}}$⟩, ולכן הוא תמיד קטן מ-1. חומר טהור נותן כתם אחד.
  • למדו את בדיקות האניונים: קרबונט זועזע והגז הופך את מים הסידן לעכור; הלואידים עם ניטראט זהב יוצרים משקע לבן לכלור, קרם לברום, צהוב ליוד; סולפט נותן משקע לבן עם ניטראט בריום.
  • למדו את בדיקות הגזים: מימן נותן צפירה נשמעת, חמצן מדליק מוצץ זוהר מחדש, פחמן דו-חמצני הופך מים סידן לעכור, כלור מגביר נייר פוספאט רטוב, אמוניה הופכת נייר פוספאט אדום רטוב לכחול.
  • עבור קטיונים, הוסיפו נתרן הידרוקסיד וקראו את צבע המשקע: נחושת(II) כחול בהיר, ברזל(II) ירוק, ברזל(III) אדום-חום.

Interactive lessons on this topic · ⁨שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.⁩

Past Papers · ⁨מבחני עבר⁩

More topics in IGCSE Chemistry · ⁨כימיה IGCSE⁩ · ⁨נושאים נוספים בIGCSE Chemistry · ⁨כימיה IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨היכנס או צור חשבון⁩

IGCSE, A-Level & AP