無機(jī)定性分析(共12頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上無機(jī)定性分析陽離子H2S系統(tǒng)分析法本分析法利用24種常見陽離子的硫化物溶解度差異，將它們分為4組進(jìn)行分析。第一組陽離子的分析本組的陽離子有Ag+、Hg22+和Pb2+三種，組試劑是鹽酸。這三種陽離子的氯化物難溶于水，借此和其他陽離子分離：Ag+ + Cl AgClHg22+ 2Cl- Hg2Cl2Pb2+ 2Cl PbCl2注意事項：· 沉淀本組離子時，Cl-稍過量，并控制其濃度為0.5mol/L。如果用濃鹽酸，則和會形成配合物AgCl2-和PbCl42-而溶解。· 第二組陽離子中，Sb3+和Bi3+的水解傾向較強(qiáng)，當(dāng)溶液pH較高時，會生

2、成白色的堿式鹽沉淀而混入第一組陽離子中。因此，應(yīng)補(bǔ)充適量，使H+的濃度在2.02.4mol/L之間。· 由于PbCl2溶解度不是特別小，所以當(dāng)Pb2+濃度較低時，可能不會檢出。這時，Pb2+應(yīng)在第二組陽離子的分析中檢驗。本組離子的系統(tǒng)分析：· Pb2+的鑒定：· PbCl2和其他兩種氯化物不同的是，它可溶于熱水。因此，將所沉淀的氯化物過濾后加水，并加熱，使PbCl2溶解，趁熱分離。先用酸化離心液，再加入K2CrO4或KI，如果出現(xiàn)黃色沉淀，則說明存在Pb2+。Pb2+ + CrO42-  PbCrO4（黃色沉淀）Pb2+ + 2I&#

3、160; PbI2（黃色沉淀）· Ag+的鑒定：分出PbCl2之后，沉淀用熱水洗滌，之后加入。離心分離。離心液加入HNO3酸化，如果出現(xiàn)白色沉淀，則說明有Ag+的存在。AgCl + 2NH3  Ag(NH3)2Cl（無色溶液）Ag(NH3)2Cl + 2HNO3  2NH4NO3 + AgCl（白色沉淀）· Hg22+的鑒定：上一步鑒定Ag+加入氨水時，如果沉淀變?yōu)榛液谏陌被然瘉喒凸幕旌衔?，則說明有Hg22+。Hg2Cl2+2NH3  HgNH2Cl（白）+Hg（黑）+NH4Cl第二組陽離子的分析本組離子包括Pb2+、Bi3+

4、、Cu2+、Cd2+、Hg2+、As3+、As5+、Sb3+、Sb5+、Sn2+和Sn4+組成，其中As、Sb和Sn可能以含氧酸根的形式出現(xiàn)。這組陽離子不被Cl-沉淀，但在0.3mol/L 溶液中，可以被H2S沉淀，借此和第三、四組陽離子分離。注意事項：· As有+3和+5兩種價態(tài)，其中As(V)與H2S反應(yīng)速率慢，應(yīng)先用將其還原為As(III)。· Sn有+2和+4兩種價態(tài)，為使操作簡便，需要用溶液將Sn(II)氧化為Sn(IV)。· Sb有+3和+5兩種價態(tài)，檢驗Sb的存在時，所用的只對+5價的Sb有效，因此溶液中的Sb(III)也需要事先氧化。·

5、在沉淀本組陽離子時，酸度應(yīng)控制在0.3mol/L HCl，如果pH過低，CdS、SnS和PbS將沉淀不完全或不沉淀而混入第三組陽離子之中，又不利于As、Sb和Sn的硫化物的生成，如果pH較高，第三組中Zn2+將會以ZnS的形式沉淀而混入本組。· 加熱溶液有利于As(V)被NH4I還原，但降低了H2S的溶解度，故需冷卻至室溫。基于以上問題考慮，（TAA）(CH3CSNH2)是比H2S更理想的沉淀劑，理由如下：· 酸性、氨性和堿性環(huán)境下，TAA水解產(chǎn)生H2S、HS和S2-，分別可以替代H2S、(NH4)2S和Na2S使用；· TAA會產(chǎn)生均相沉淀，得到良好的晶形，有利

6、于沉淀的后期處理；· TAA在90的酸性溶液中，可以將+5價的As和Sb還原為+3價的產(chǎn)物，省去了NH4I；· TAA在堿性環(huán)境中加熱，會生成少量的多硫化物，可將Sn(II)氧化為Sn(IV)，省去了H2O2。但需要注意，TAA提供的S2-較少，在分離第二、三組陽離子時，需調(diào)節(jié)酸度至0.6mol/L H+，使As沉淀完全，之后溶液稀釋一倍，再進(jìn)行操作。本組離子在以上步驟沉淀完之后，離心并洗滌，用TAA的堿性溶液（需加熱）或Na2S處理沉淀，Hg、As、Sb和Sn的硫化物溶解，而剩下Cu、Cd、Pb和Bi的硫化物：HgS + S2-  HgS22-As2S3

7、0;+ 3S2-  2AsS33-Sb2S3 + 3S2-  2SbS33-SnS2 + S2-  SnS32-將沉淀用含有氯化銨的水洗滌，加入6mol/L溶解。· Cd2+的鑒定：在以上硝酸溶解液中加入1:1（甘油）和過量的濃氫氧化鈉溶液。Cu、Pb和Bi形成配合物溶解，留下Cd(OH)2。用鹽酸溶解，并稀釋至H+約為0.3mol/L，加入TAA并加熱，若產(chǎn)生黃色沉淀，則表明存在Cd2+：Cd2+ + S2- = CdS（黃色沉淀）· Cu2+、Pb2+和Bi3+的鑒定：將甘油配合物離心液分成三份，乙酸

8、酸化后加入，如出現(xiàn)紅棕色沉淀，表明有Cu2+；6mol/L乙酸酸化后加入K2CrO4，如出現(xiàn)黃色沉淀，則說明有Pb2+；將離心液加入至新制Na2SnO2(或?qū)懽鱊a2Sn(OH)4)溶液，如有黑色沉淀，則說明有Bi3+。2Cu2+ + Fe(CN)64-  Cu2Fe(CN)6（紅棕色沉淀）Pb2+ + CrO42 PbCrO4（黃色沉淀）2Bi3+ + 3 SnO22- + 6OH-  2Bi（黑色沉淀） + 3 SnO32- + 3H2O將之前得到的Hg、As、Sb和Sn的硫代酸鹽用3mol/L處理，硫代酸鹽分解，析出硫

9、化物。· Sb、Sn的鑒定：將用3mol/L鹽酸處理得到的沉淀洗滌后加入8mol/L鹽酸，Sb和Sn溶解，存在形式為SbCl63-和SnCl62-。將溶液分為兩份，一份檢驗Sn：將還原鐵粉加入溶液，還原Sn4+為Sn2+，之后加入溶液，如果有灰色或黑色沉淀，則表明Sn存在：SnCl62- +Fe SnCl42- +Fe2+ +2Cl-SnCl42- + 2HgCl2  Hg2Cl2（白色） + SnCl62-SnCl42- + Hg2Cl2  2 Hg（黑色） + SnCl62-另一份檢驗Sb:在溶液中加入固體，將Sb3+氧化為Sb5+，然后加

10、入紅色的，如有藍(lán)色或紫色沉淀產(chǎn)生，則表明Sb存在。該沉淀可以被苯萃取，得到紫紅色的苯溶液。Sn(IV)的存在不影響此鑒定。· As的鑒定：將鑒定Sb和Sn過程中用8mol/L鹽酸未溶解的固體洗滌，加入12%(NH4)2CO3加熱，使As2S3溶解：As2S3 + 3CO32-  AsS33- + AsO33- + 3CO2離心分離，溶液中含As，剩余沉淀含Hg。取出溶液，加入3mol/L HCl，如果As存在，將產(chǎn)生黃色的沉淀。· Hg2+的鑒定：將上一步所得沉淀洗滌之后用處理，將其溶解。溶解之后通過煮沸去除王水。3HgS + 2NO

11、3 + 12Cl + 8H+  3HgCl42- + 3S + 2NO + 4H2O之后加入溶液，如果產(chǎn)生由白至黑的沉淀，則說明存在Hg2+。第三組陽離子的分析：本組離子包括Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co2+和Ni2+共8種（實為7種元素），它們在鑒定時不需組內(nèi)特別分離。本組的組試劑為-存在下的(NH4)2S（或TAA，加熱），鐵、錳、鋅、鈷、鎳均以硫化物沉淀，鋁、鉻以氫氧化物的形式沉淀。借此與第四組陽離子分離。注意事項：· 本組需要用-調(diào)節(jié)溶液pH在9.0左右，確保Al3+和Cr3+沉淀完全，防止第四組的Mg

12、2+產(chǎn)生沉淀。· 為防止硫化物形成膠體，需要加入NH4Cl并加熱。· 產(chǎn)生的沉淀不宜久置，否則和會因為構(gòu)型改變而難溶。上一組分析留下酸性溶液，溶液用氨水中和至堿性，并加入NH4Cl，再加入(NH4)2S或TAA并加熱（約10min）。將所得沉淀用熱的稀溶解，之后逐一鑒定組內(nèi)離子。· Fe3+的鑒定溶液中的Fe2+全部被氧化成Fe3+，如需確定鐵的價態(tài)，取原液鑒定。Fe2+可與形成藍(lán)色的KFeFe(CN)6沉淀，或者與在弱酸性溶液中形成橙紅色可溶絡(luò)合物。其他陽離子均不干擾這兩個反應(yīng)。針對Fe3+，可以用NH4SCN或鑒別，前者產(chǎn)生可溶性血紅色絡(luò)合物，后者產(chǎn)生沉淀。其

13、他陽離子不干擾。· K+ + Fe3+ + Fe(CN)64- = KFeFe(CN)6· Mn2+的鑒定：在強(qiáng)酸性條件下，Mn2+可以被、或（Ag+離子催化）氧化為MnO4-，產(chǎn)生淡紫紅色的溶液。2Mn2+ + 5NaBiO3 + H+ = 2MnO4 + 5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O· Cr3+的鑒定：在溶液中加入稍過量的NaOH使Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)4。之后，用將其氧化為CrO42-。用H2SO4酸化后加入（或），再加入H2O2，如果有機(jī)層有藍(lán)色的（Cr

14、O5）產(chǎn)生，則說明Cr3+存在。· Ni2+的鑒定：在溶液中加入H2O2，將二價亞鐵氧化為三價鐵，排除亞鐵的干擾。加入氨水將溶液調(diào)為堿性，并用或?qū)e3+和Mn2+等陽離子掩蔽，之后加入丁二酮肟，如產(chǎn)生桃紅色沉淀，則說明存在Ni2+。注：鎳和丁二酮肟的絡(luò)合物在酸性條件下分解。· Co2+的鑒定：在溶液中加入NH4F將Fe3+掩蔽，再加入丙酮和飽和NH4SCN溶液。如溶液出現(xiàn)藍(lán)色，則說明有Co2+。· Zn2+的鑒定：在溶液中加入NH4F將Fe3+掩蔽，再加入溶液，如果產(chǎn)生白色晶體沉淀，則說明有Zn2+。如果溶液中有微量Co2+，將迅速產(chǎn)生天藍(lán)色的沉淀（混晶）。（如

15、果沒有，滴加幾滴Co2+）· Zn2+ + Hg(SCN)42- = ZnHg(SCN)4· Co2+ + Hg(SCN)42- = CoHg(SCN)4注：如果沉淀產(chǎn)生緩慢（超過2min），則不能說明存在Zn2+。· Al3+的鑒定：在溶液中加入HAc-NaAc緩沖溶液，再加入，如出現(xiàn)鮮紅色沉淀，則存在Al3+。如果存在干擾離子，試液用Na2CO3-Na2O2處理。第四組陽離子的分析：本組離子包括Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、K+、Na+和NH4+，共7種離子。本組無組試劑。注意事項：· 第三組陽離子沉

16、淀后的離心液不可久置，以防溶液中的S2-被氧化為SO42-，導(dǎo)致Sr2+和Ba2+沉淀而丟失。· NH4+應(yīng)取未加入任何組試劑的原試液檢驗。將離心液蒸干并灼燒，除去銨鹽。冷卻之后加入適量稀鹽酸溶解。· NH4+的鑒定：將原試液取樣，加入濃NaOH并加熱，使NH4+轉(zhuǎn)化為NH3檢驗。NH3遇到濕潤的紅色石蕊試紙，試紙變藍(lán)。此外，NH4+還能使堿性的(K2HgI4)，即和奈斯勒試劑反應(yīng)，產(chǎn)生橙紅色沉淀。NH4+ + HgI42-+ OH- OHgNH2I + 3H2O + 7I- · Ba2+和Sr2+的鑒定：取以上用稀鹽酸溶解的試液，加入過量NaAc溶液，使pH在4

17、5之間。加入K2CrO4，如有黃色沉淀，則說明有Ba2+。濾液調(diào)節(jié)pH，使酸性減弱，如有黃色沉淀，再加入HAc，如黃色沉淀溶解，則說明有Sr2+。注：BaCrO4不溶于乙酸，而SrCrO4溶于乙酸。它們都溶于強(qiáng)酸且不溶于氫氧化鈉和氨水。另外，在溶液中加入玫瑰紅酸鈉，Ba2+與之形成鮮紅色沉淀。· Ca2+的鑒定：在試液中加入飽和(NH4)2SO4，離心分離，取溶液。CaSO4(s) + (NH4)2SO4(aq) = (NH4)2Ca(SO4)2(aq)離心液中加入(NH4)2C2O4，如有白色沉淀，則表示Ca2+存在。· Mg2+的鑒定：將溶液調(diào)用氨水調(diào)為為堿性，加入鎂試

18、劑I，如果產(chǎn)生天藍(lán)色沉淀，則示有Mg2+。· K+的鑒定：將溶液調(diào)為中性后加入HAc酸化，再加入Na3Co(NO2)6，如出現(xiàn)黃色沉淀，則表明存在K+。· 2 K+ + Na+ + Co(NO2)63 = K2NaCo(NO2)6或者將溶液調(diào)為中性后加入，如出現(xiàn)白色沉淀，則說明存在K+。· K+ + B(C6H5)4 = KB(C6H5)4· Na+的鑒定：在溶液中加入飽和Ba(OH)2至堿性，加入過量(NH4)2CO3除去Ba2+，再將溶液蒸干灼燒至恒重。取少量水溶解，加入少許醋酸和幾滴乙醇。加入過量(

19、ZnUO2(CH3COO)4)或，如有檸檬黃色結(jié)晶，則示有Na+存在。Na+ + Zn2+ + 3 UO22+ + 9 CH3COO + 9 H2O = NaZn(UO2)3(CH3COO)9·9H2O此外，堿金屬和堿土金屬（鎂除外）有時候還可以通過特征的來鑒別。兩酸兩堿系統(tǒng)分析法本法先檢出NH4+、Na+、Fe2+和Fe3+。再進(jìn)行以下操作：· 加入HCl沉淀出Ag+、Hg22+、Pb2+，分別檢驗；· 取上一步的溶液加入H2SO4和，沉淀出Pb2+、Ba2+和Ca2+，分別檢驗；· 取上一步的溶液加入NH3-N

20、H4Cl和H2O2，沉淀出Hg2+、Al3+、Bi3+、Cr3+、Sn4+、Fe3+、Sb3+、Sb5+和Mn2+，分別檢驗；· 取上一步的溶液加入過量NaOH，沉淀出Cu2+、Ni2+、Cd2+、Mg2+和Co2+，再分別檢驗；· 剩余As(III)、As(V)、Na+、Zn2+、NH4+和K+。陰離子分析常見的陰離子按照其性質(zhì)可分為三組。第一組陰離子的分析：第一組陰離子包含CO32-、HCO3-、CH3COO-、S2-、SO32-、S2O32-和NO2-，組試劑是稀。· CO32-和HCO3-遇到稀硫酸放出CO2，通入澄清的石灰水，石灰水先變渾濁，后澄清。&#

21、183; CH3COO-和稀硫酸作用，生成CH3COOH，用黃色的FeCl3檢驗，如果變血紅色，則示有CH3COO。生成橋聯(lián)配合物堿式乙酸鐵（Fe3O(OAc)6(H2O)3OAc）· 除此之外，在含CH3COO-中加入濃硫酸和戊醇，加熱反應(yīng)，生成，有特殊的水果香味。另一種方法是利用和在氨性溶液中生成暗藍(lán)色沉淀來鑒別。· S2-遇到稀硫酸放出，使試紙變黑，或使（又稱亞硝基鐵氰化鈉Na2Fe(CN)5NO·2H2O）溶液變紫。· SO32-和S2O32-被酸化時均會放出SO2，可以使酸化的KMnO4褪色，或使酸化的K2Cr2O7由橙變綠，也可讓堿性品紅褪色

22、。但不同的是S2O32-會產(chǎn)生乳黃色的單質(zhì)沉淀。· NO2-遇到稀硫酸，在冰水中得到，如果是室溫，則放出紅棕色有刺激性臭味的氣體（），另外，這種氣體能使淀粉-碘化鉀試紙變藍(lán)。· 另外，NO2-的一個特效反應(yīng)是，將HAc加入至含有NO2-的溶液中，再加入，發(fā)生重氮化反應(yīng)，與生成紅色的偶氮化合物。第二組陰離子的分析：第二組陰離子包含Cl、Br、I、NO3和C2O42-，組試劑是濃。· Cl-可以通過試驗鑒定。當(dāng)Cl和K2Cr2O7與濃H2SO4加熱時，會產(chǎn)生CrO2Cl2蒸氣，蒸氣通入NaOH，產(chǎn)生Na2CrO4，CrO42與Pb(CH3COO)2作用，產(chǎn)生黃色沉淀。

23、· Br和I可以通過其單質(zhì)形態(tài)在CHCl3、CCl4、或CS2中的顯色得到。含Br2的顯深紅色，含I2的顯紫色。· 如果用氯氣氧化，則需注意過量的氯會將I-氧化為IO3-而褪色。對于溴，可能出現(xiàn)Br2的深紅色，也可能出現(xiàn)BrCl的黃色。· NO3可以通過或用-來鑒別。前者產(chǎn)生棕色環(huán)，后者產(chǎn)生深藍(lán)色環(huán)。· 如果溶液中同時含有NO2-，需要事先除去。方法是在酸性環(huán)境中，加入尿素，加熱使其分解。也可用濃氯化銨溶液并加熱，使其歸中到氮氣。· 另外，NO3-也可以在HAc環(huán)境中，用使其還原為NO2-，再檢驗NO2-。· C2O42-在被濃硫酸處理時，會放出CO2和CO，其中CO2可以使澄清的石灰水變渾濁。C2O42-本身可以使酸化的KMnO4褪色，并與CaCl2反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。第三組陰離子的分析：第三組陰離子包含SO42-、PO43-和BO33-，它們在硫酸中幾乎無作用。· SO42-可用BaCl2鑒定，反應(yīng)產(chǎn)生BaSO4不溶于任何酸堿。· PO43-則在HNO3下與反應(yīng)，產(chǎn)生黃色沉淀。此沉淀溶于氨水或堿；在酸性環(huán)境下，可以氧化聯(lián)苯胺，得到藍(lán)色產(chǎn)物。鉬酸銨和磷酸根離子反應(yīng)，產(chǎn)生黃色沉淀；產(chǎn)生的磷鉬酸銨被抗壞血酸還原注：溶液中的AsO43-和SiO32-需要加酒石酸來消除干擾。