常见阳离子的分离及鉴定

常见阳离子的分离及鉴定

2013-5-19

一、实验目的1.熟悉常见阳离子的性质。2.掌握常见阳离子的分离、鉴定的原理及方法。

3.掌握试剂的取用、水浴加热、离心分离和沉淀的洗涤等基本操作技术。

2013-5-19

二、实验原理无机定性分析： 分离和鉴定无机阴、阳离子。就 阳离子的分析：一般是利用阳离子的某些共同特 性，先把离子分成若干组，然后在各组内根据各 个阳离子的特性进一步分离和鉴定。 系统分析法：利用一定的步骤和顺序将离子加以逐 步分离的分析方法。

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二、实验原理 用系统分析法分析阳离子时，要按照一定的顺序加入若干种试剂，将离子按组逐一地沉淀出来。 这些分组用的试剂称为组试剂。

常见阳离子有23个元素共28个离子，鉴定反应的相互干扰较大，常采用系统分析法。

2013-5-19

硫化氢系统分析法硫化物不溶于水分 组 依 据

硫化物溶于水

在稀酸中生成硫化物沉淀 氯化物溶于热水 氯化物 不溶于 热水 硫化物不溶 于硫化钠 硫化物溶 于硫化钠 在稀酸中不生成 硫化物沉淀 碳酸盐不溶于水 碳酸盐溶于水

相 应 离 子

Ag+Hg22+ Pb2+第一组 银组 盐酸组

Pb2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+二A组

Hg2+ As(Ⅲ,Ⅴ) Sb(Ⅲ,Ⅴ Sn2+ 、 Sn4+二B组

Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+ Cr3+ Zn2+ Co2+ Ni2+第三组 铁组、硫化铵组

Ba2+Sr2+ Ca2+

Mg2+ Na+ K+ NH4+第五组 钠组、可溶组

组 名 称

第二组、铜锡组、硫化氢 组 H2S (0.3 mol· -1HCl) L

第四组 钙组、碳酸铵组

组 试 剂

HCl

(NH4)2S (NH3-NH4Cl)

(NH4)2CO3 (NH3-NH4Cl)

两酸两碱系统分析法分别检出NH4+、Na+、Fe3+、Fe2+硫化物 难溶于水 硫酸盐 难溶于水 氢氧化物难溶于水及 氨水

氯化物易溶于水硫酸盐易溶于水

分 组 依 据

氨性条件下不生成沉淀 氢氧化物难溶于 过量氢氧化物 强碱条件下 不生成沉淀

分 离 后 形 态 组 名 称 组 试

AgCl Hg2Cl2 PbCl2第一组 盐酸组 HCl

PbSO4 BaSO4 SrSO4 CaSO4 第二组 硫酸组 H2SO4

Fe(OH)3, Al(OH)3 MnO(OH)2, Cr(OH)3 Bi(OH)3 , Sb(OH)5 HgNH2Cl, Sn(OH)4

Cu(OH)2 Co(OH)3 Ni(OH)2 Mg(OH)2 Cd(OH)2

Zn(OH)42K+ Na+ NH4+ 第五组可溶组

第三组 氨 组NH3-NH4Cl H2O2

第四组 碱 组

NaOH

-

常见的方法除系统分析法外，还有分别鉴定法。 分别鉴定法：分别取一定量的试液，设法排除相 应的干扰，而后加入特征试剂，直接进行鉴定的 方法。 本实验以“两酸两碱系统分析法”为基础，选取

若干种常见阳离子进行分离和鉴定实验。

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三、常见阳离子的鉴定1. Ag+的鉴定： Ag+ + Cl- = AgCl ↓ (白色凝乳状，遇光变紫、变黑) AgCl + 2NH3 H2O → Ag(NH3)2+ + 2H2O +ClAg(NH3)2+ + Cl- + 2H+ = AgCl ↓ +2 NH4+

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(2)Pb2+的鉴定 Pb2+ + CrO42—→ PbCrO4↓(

黄色沉淀) (3) Cu2+的鉴定 2Cu2++ [ Fe(CN)6]4- → Cu2Fe(CN)6↓ (红棕色)

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(4)Fe3+的鉴定 ①Fe3++ nSCN — == Fe(SCN)nn-3 (血红色溶液) ②K+ + Fe3++ [ Fe(CN)6]4- →[K Fe(CN)6 Fe] ↓ (蓝色沉淀)

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(5)Fe2+的鉴定 ①K++ Fe2++ [ Fe(CN)6]3- → [K Fe(CN)6 Fe] ↓ (蓝色沉淀) ②邻二氮菲法：在弱酸性溶液中与试剂生成 桔红色络合物(溶解水)。2+N N

3N N

+ Fe2+

N N

FeN

N

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(6) Al3+的鉴定①在试管中加入0.1 mol· -1 AlCl3 5滴，用NH3· 2O调 L H 节pH=4~9,滴加0.1%茜素磺酸钠溶液，若生成红 色沉淀，表示有Al3+存在。 Al/3O C OH OHO C O OH

Al3+ +C C

—— C SO3Na C

SO3Na

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② Al3+和铝试剂在乙酸及乙酸盐缓冲溶液体系pH4~5的条件下生成红色配合物。COONH4 H4NOOC OH C O Al/3 C O O

COONH4 H4NOOC OH

Al3+ +

HO

C O COONH4

→

HO

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(7)Cr3+的鉴定 Cr3+ + OH—→ Cr(OH)3(灰绿色沉淀) Cr(OH)3 + OH-(过量)→ [Cr(OH)4]- (亮绿色溶液) 2Cr(OH)4- + 3H2O2 + 2OH- → 8H2O + 2CrO42- (黄色溶液) Pb2+ + CrO42— → PbCrO4↓(黄色沉淀) Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ → 2CrO5(乙醚层蓝色) + 5H2O2013-5-19

(8)Mn2+的鉴定 5BiO3- + 2Mn2+ + 14H+ ═ 5Bi3+ + 2MnO4— (紫红色溶液)+7H2O(9)Co2+的鉴定 Co2+ + 4SCN— = [Co(SCN)4]2—( 蓝色)

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(10)Ni2+离子的鉴定H

OH

O

O N Ni N O H C C CH3 CH3

H3 C C

N N OH

Ni

2+

+

H3 C C

—

H3C C H3 C C

N N O