棕色环实验是一个专门来检验硝酸根离子（NO3－）的一系列反应。硝酸根离子有氧化性，在酸性溶液中能使亚铁离子（Fe2+）氧化成铁离子（Fe3+），而自己则还原为一氧化氮（NO）。一氧化氮能跟许多金属盐结合生成不稳定的亚硝基化合物。它跟硫酸亚铁（FeSO4）反应即生成深棕色的硫酸亚硝基合铁[Fe(NO)]SO4，又叫硫酸亚硝酰合铁：因为浓硫酸的密度比较大，所以会在溶液与浓硫酸之间形成一个类似于环状的棕色物质，故称之为“棕色环实验”。

待检验的物质（假定含有NO3－）、FeSO4溶液、浓硫酸。

[Fe(NO)]SO4 硫酸亚硝酰合铁(II)为棕色，是一种可溶性的络合物，利用硫酸亚硝酰铁(II) 棕色的生成，可用于鉴定NO3－和NO2－（棕色环实验）。

（1）NO3－的鉴定

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：生成棕色的硫酸亚硝酰铁(II) （当酸为醋酸时不反应）。

（2）NO2－的鉴定

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：生成棕色的硫酸亚硝酰铁(II) （当酸为醋酸时反应）。

鉴定NO3－、NO2－会有干扰的作用，所以要事先用氨基磺酸或者硫脲消除NO2－的干扰

由于二者对于酸度的要求，用醋酸可以区分NO3－、NO2－。

（3）对于前者的机理，常认为是这样：

其中棕色环是由 Fe(NO)2+（第四步）引起的，速控步则是最后一步。