分析化学第二章 常见离子的定性分析
常见离子的定性鉴定方法完整版
常见离子的定性鉴定方法Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】阳离子的鉴定方法Na+1．取2滴Na+试液，加8滴醋酸铀酰试剂：UO2(Ac)2+Zn(Ac)2+HAc,放置数分钟，用玻璃棒摩擦器壁，淡黄色的晶状沉淀出现，示有Na+：3UO22++Zn2++Na++9Ac－+9H2O=3UO2(Ac)2·Zn(Ac)2·NaAc·9H2O 1.在中性或醋酸酸性溶液中进行，强酸强碱均能使试剂分解。
需加入大量试剂，用玻璃棒摩擦器壁 2.大量K+存在时，可能生成KAc·UO2(Ac)2的针状结晶。
如试液中有大量K+时用水冲稀3倍后试验。
Ag+、Hg2+、Sb3+有干扰， PO43－、AsO43－能使试剂分解，应预先除去μg250μg·g－1(250ppm)+试液与等体积的·L-1KSb(OH)6试液混合，用玻璃棒摩擦器壁，放置后产生白色晶形沉淀示有Na+： Na++Sb(OH)6－= NaSb(OH)6↓ Na+浓度大时，立即有沉淀生成，浓度小时因生成过饱和溶液，很久以后（几小时，甚至过夜）才有结晶附在器壁1. 在中性或弱碱性溶液中进行，因酸能分解试剂 2. 低温进行，因沉淀的溶解度随温度的升高而加剧 3. 除碱金属以外的金属离子也能与试剂形成沉淀，需预先除去K+ 1.取2滴K+试液，加3滴六硝基合钴酸钠(Na3[Co(NO2)6])溶液，放置片刻，黄色的K2Na[Co(NO2)6]沉淀析出，示有K+：2K++Na++[Co(NO2)6]3－=K2Na[Co(NO2)6]↓1. 中性微酸性溶液中进行，因酸碱都能分解试剂中的[Co(NO2)6]3- 2. NH4+与试剂生成橙色沉淀(NH4)2Na[Co(NO2)6]而干扰，但在沸水中加热1～2分钟后(NH4)2Na[Co(NO2)6]完全分解，K2Na[Co(NO2)6]无变化，故可在NH4+浓度大于K+浓度100倍时，鉴定K+4μg80μg·g－1(80ppm)2.取2滴K+试液，加2～3滴·L-1四苯硼酸钠Na[B(C6H5)4]溶液，生成白色沉淀示有K+：K++[B(C6H5)4]- = K[B(C6H5)4]↓1. 在碱性中性或稀酸溶液中进行 2.NH4+有类似的反应而干扰，Ag+、Hg2+的影响可加NaCN消除，当PH=5，若有EDTA存在时，其他阳离子不干扰。
第二章 定性分析概论
第二章定性分析概论第一节定性分析的任务和分析方法一、定义定性分析的任务是鉴定物质中所含有的组分。
组分:元素或离子(无机物)——无机定性分析元素、官能团或化合物(有机物)——有机定性分析我们现在学的是无机定性分析，它是无机化学的后继课程，同无机化学有紧密的联系。
二、本学期的学习目的通过本学期定性分析的学习，我们可以达到以下几个方面的目的：(1)可以对常见离子及有关化合物的性质、反应条件以及它们彼此的分离和鉴定等有更深刻的理解；(2)定性分析是理论与实际结合得很紧密的课程，学生通过己知物与未知物的分析，可进一步提高运用理论知识解决实际问题的能力；(3)定性分析的半微量操作技术有助于培养我们的细致认真的态度，提高实验操作的技能技巧，为将来进行定量分析及其他精密实验作好准备；(4)定性分析的实验方法本身有很大的实用价值，是化学实验工作者所不可缺少的知识和技能。
三、分析方法定性分析方法的分类同分析化学总的分类方法一致……定性分析方法可采用化学分析和仪器分析法进行。
化学分析法的依据是物质间的化学反应。
按反应体系的特征来分，常用有干法和湿法。
1）干法干法是指固体样品和固体试剂在常温下进行反应的方法。
如：粉沫研磨法、焰色反应和熔珠反应等。
焰色反应是根据试样在无色火焰中灼烧时，所呈现的不同颜色的火焰，来鉴定试样中含有何种元素的方法，几种金属元素焰色如下：熔珠反应是利用硼砂（Na2B4O7·10H2O）或者磷酸氢铵钠（NaNH4HPO4·4H2O）与某些金属盐类于高温下共同熔融，反应生成熔珠，由熔珠的颜色确定金属盐类成分的方法。
如：钴的化合物与硼砂共熔反应生成蓝色熔珠偏硼酸钴：Co(BO2)2；铬的化合物与磷酸氢铵钠共熔生成深绿色的熔珠磷酸铬：CrPO4。
特点：干法分析只需少量的简单仪器和试剂，操作简便，在野外矿物鉴定上被广泛应用，但这种方法不够完善，鉴定元素种类少，一般只能起辅助作用。
我们所要学习的主要是湿法。
分析化学定性分析基本方法
分析化学定性分析基本方法在化学分析中，定性分析是一种重要的分析方法。
通过定性分析，我们可以确定物质的成分、性质和结构等关键信息。
本文将介绍分析化学中的定性分析基本方法。
一、化学反应法化学反应法是定性分析中常用的一种方法。
通过观察样品在特定条件下与试剂发生的反应，确定样品中离子或物质的存在与否。
1. 沉淀反应法该方法通过加入适当的试剂，观察样品中是否生成沉淀来判断其组成。
如加入硫酸钡试剂可检测硫酸盐离子的存在，生成无色沉淀时可判定阳离子。
2. 中和滴定法中和滴定法是通过加入酸或碱的溶液，借助酸碱中和反应的指示剂的颜色变化来判断溶液中存在的离子或物质。
例如，用酸盐溶液滴定时，当溶液颜色改变时，可判断出具体的离子。
二、光谱法光谱法是定性分析中的一种常用手段，通过物质对光的吸收、发射、散射等现象，确定样品的化学成分。
1. 紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法利用物质对紫外或可见光的吸收特点进行定性分析。
通过检测样品溶液在不同波长下的吸收强度变化，可以判断样品中的物质种类。
例如，苯酚在紫外光区域有特定的吸收峰，通过检测吸收峰的波长可以定性分析样品中是否含有苯酚。
2. 红外光谱法红外光谱法利用物质吸收红外光进行定性分析。
不同的化学键在红外光谱上有特定的吸收波数范围，通过分析吸收谱图中的特征峰，可以确定样品中的主要功能团或化学键。
三、电化学法电化学法是一种利用物质在电场作用下的电化学反应进行定性分析的方法。
1. 电活性法电活性法是通过观察样品在电化学反应中的颜色或形态变化，判断物质的存在与否。
例如，在电沉积反应中，金属离子被还原沉积在电极上，可以通过观察电极的变化来判断物质的存在。
2. 伏安法伏安法是通过测定电化学电位-电流曲线，确定样品中存在的物质种类。
不同物质在电位-电流曲线上有特征性的峰，通过分析这些峰的位置和形态，可以进行定性分析。
随着科学技术的发展，化学定性分析方法不断更新和完善。
除了上述方法外，还有热分析法、质谱法、核磁共振法等，都可以用于化学定性分析。
分析化学 第2章定性分析1-2节
K+、Na+、NH4+
可溶组， 可溶组，钠组
2011-11-29
二、 第一组阳离子分析
（一）本组离子的分析特性 1. 离子的存在形式 ⑴本组三种离子均无色。 本组三种离子均无色。 ⑵银和铅主要以Ag+、Pb2+形式存在， 形式存在， 银和铅主要以 ⑶ 亚汞离子是以共价键结合的双聚离子 +Hg:Hg+， 故记为Hg 故记为 22+ 在水溶液中有如下的平衡： 在水溶液中有如下的平衡：Hg22+= Hg2++ Hg↓ 溶液中有如下的平衡
• ⑵ 银与亚汞的分离及亚汞的鉴定
3. 防止生成胶性沉淀
氯化银沉淀易生成难以分离的胶性沉淀
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（三）本组离子的系统分析
1. 本组离子沉淀 本组离子 离子沉淀 分析试液 性 检查其酸 检查其酸碱性 以HCl和HNO3中和至微酸 和
加入适当过量的盐酸（ 浓度应为0.5mol/L，H+浓度 加入适当过量的盐酸（C1-浓度应为 ， 大于2.0mol/L）此时如有白色沉淀产生，表示本组存在。 ）此时如有白色沉淀产生，表示本组存在。 大于 离心管以流水冷却 1mol/lHCl洗涤作鉴定分析。 洗涤作鉴定分析。 洗涤作鉴定分析 问题：本组离子沉淀条件？ 浓度过大的后果 过大的后果？ 问题：本组离子沉淀条件？ C1-浓度过大的后果？ H+浓度过小 的后果? 如何控制？ 的后果 H+如何控制？
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2. 难溶化合物
本组离子具有18或18+2的电子外壳，所以都有很强的极化作 本组离子具有 或 的电子外壳， 的电子外壳 用和变形性，能同易变形的阴离子如 用和变形性，能同易变形的阴离子如C1-、Br-、I-、CN-、 CO32-、SO42-、PO43-等生成共价化合物，难溶于水。 等生成共价化合物，难溶于水。
第二章 常见离子的定性分析2.1
§2.1 概述
第2 章 定性分析
§2.2 阳离子分析
§2.3 阴离子分析 §2.4有机物元素定性分析及官能 团的鉴定 §2.5定性分析的一般步骤
§2-1定性分析概 述
任务:是鉴定物质中所含有的组分。这组分可以元素、 离子、官能团或化合物，也可以是某个单独的相。
化学分析: 湿法，鉴定反应在溶液中进行 干法，如焰色反应、粉末研磨法等
三、鉴定反应的选择性
提高选择性的途径
1. 2.
3.
4.
控制溶液的酸度; 加掩蔽剂; 有机溶剂萃取; 分离干扰离子。
四、空白试验和对照试验 过度检出：就是试液中本来没有的 离子，但由于试剂或蒸馏水纯度不够或 反应过于灵敏而把试剂、蒸馏水或器皿 中的微量杂质当作被检离子检查出来。 漏检：就是试液中本来含有的离子， 但由于试剂失效或条件控制不当而检查 不出来。
(黄 )
2K+ + Na+ + Co(NO2)63- = K2Na[Co(NO2)6] ↓
1∶12500 K+的浓度如果用ρB来表示，则 1∶G =1∶12500 ρ B· G = 106 6 1 10 ρB = = 80（ μg·mL-1）
12500
⑵ 检出限 在一定条件下，某鉴定方法所能检出某离 子的最小质量，就叫做该反应的检出限（或者 说该方法的检出限）。检出限用m表示，以μg 为单位。 如：Ag+ + Cl- = AgCl ↓ 白 0.05μg m = 0.05μg 上述鉴定K+的反应，至少要取0.05mL试液 才能观察出黄色沉淀，那么，其中K+的绝对含 量m应等于 1∶12500 = m∶0.05 m = 4×10-6g = 4μg
2第二章1-2-2 阳离子分析
第二讲 第二章 定性分析 2-1
漳 州 师 范 学 院
2-2 阳离子分析
一, 常见阳离子的分组
在湿法分析中, 直接检出的是溶液中的离子. 常见的阳离 化 在湿法分析中 , 直接检出的是溶液中的离子 . 讨论的是下列24种 子有二十几种, 我们讨论的是下列 子有二十几种 , 我们 讨论的是下列 种 : Ag+ , Hg22+ , Hg2+ , 学 系 2+ , Bi3+ , Cu2+ , Cd2+ , As(Ⅲ,Ⅴ) , Sb(Ⅲ,Ⅴ) , Sn(Ⅱ,Ⅳ) , Pb ⅢⅤ ⅢⅤ ⅡⅣ 】 3+,Cr3+,Fe3+,Fe2+,Mn2+,Zn2+,Co2+,Ni2+,Ba2+,Ca2+, 【 Al 分 Mg2+,K+,Na+,NH4+ . 析 化 学 课 硫化氢系统是目前应用最广泛, 硫化氢系统是目前应用最广泛,且较为完善的一种分组方 是目前应用最广泛 件 主要依据各离子硫化物溶解度的显著差异, 】 案 , 主要依据各离子硫化物溶解度的显著差异 , 将常见的阳离 子分成四组. 子分成四组.
硫化铵组, 硫化铵组,铁组 可溶组,钙钠组 可溶组,
-
Ba2+,Ca2+ ,Mg2+ K+,Na+,NH4+
用系统分析法分析阳离子时, 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, 顺序加入若干种试剂,将离子按组逐一地沉淀出 这些分组用的试剂称为组试剂 组试剂. 来.这些分组用的试剂称为组试剂.
【 漳 州 师 范 学 院 化 学 系 】
【
第二讲 第二章 定性分析 2-5
第二章 常见离子的定性分析2.2.3
§ §2.2.3 2.2.3阳离子第二组（硫化氢组）阳离子第二组（硫化氢组）Pb 2+ 、Bi 3+ 、 Cu 2+ 、 Cd2+Hg 2+ 、As Ⅲ,Ⅴ 、Sb Ⅲ,Ⅴ 、SnⅡ,Ⅳ组试剂: 0.3mol/LHCl 存在下的H2S 。
• 本组离子的共同特性是 本组离子的共同特性是在稀的 在稀的HCl HCl 溶液中与 溶液中与H2 S S 可生成 硫化物沉淀硫化物沉淀，按本组被分出的顺序，称为第二组，按所用的试剂称为硫化氢组。
㈠ 主要特性1. 离子的存在形式Ⅲ，Ⅴ Ⅲ，Ⅴ Ⅱ，ⅣAs Ⅲ，Ⅴ 、Sb Ⅲ，Ⅴ 、Sn Ⅱ，Ⅳ 的存在形式n n 2. 氧化性和还原性氧化性和还原性Pb Pb 、 、Bi Bi 、 、Cd 仅各有 仅各有1 1种重要阳离子：种重要阳离子：Pb 2+ 、 、Bi 3+ 、、Cd 2+Cu Cu 、 、Hg Hg 有两种价态的离子：有两种价态的离子：Cu 2+ 、 、Cu + 、 、Hg2 2+ 、 、Hg 2+Cu + 在溶液中不稳定，易被氧化为 在溶液中不稳定，易被氧化为Cu 2+ ； ；Cu 2+ 有氧化性，可利用 有氧化性，可利用Cu 2+ 被还原为被还原为Cu +的反应进行鉴定的反应进行鉴定：它们的氧化性和还原 Hg 2 2+ 很容易被进一步还原，得到黑色的金属汞，故 色的金属汞，故Hg 2+ 还原为 还原为Hg 2 2+ 的反应常用于 常用于Hg Hg 的鉴定的鉴定 Sb Ⅲ Ⅲ, ,Ⅴ 、 、Sn Ⅱ Ⅱ, ,Ⅳ ：：它们的氧化性和还原 性在分析上很重要性在分析上很重要 AsAs 有三种价态，即正三价、正五价、 负三价。
负三价的 负三价。
负三价的As As 主要以 主要以AsH 3 形式存 在， 在，AsH 3 还原力极强，能将 还原力极强，能将AgNO 3 中的 中的 Ag + 还原为金属 还原为金属Ag Ag ，是 ，是AsAs 的一种重要检 出反应。
第二章 常见离子的定性分析2.2.1-2.2.2
⑶ 在分离第二组沉淀后，所得清液 中加入NH3· H2O至弱碱性，再加 NH4Cl, (NH4)2S，把第3组离子沉淀并 分离出来。 ⑷ 在分离第三组沉淀后所得清液中， 加入(NH4)2CO3，把第四组的离子沉淀 并分离出来。 最后留在试液中未被沉淀的离子， 即是第五组离子：Mg2+、K+、Na+、 NH4+。
Ⅱ V 组
H2O2,0.3mol/L HCl,NH4I及H2S
IIIV组
NH3+NH4Cl, (NH4)2S
Al(OH)3 Cr(OH)3 Fe2S3 FeS
MnS CoS NiS ZnS
IV，V组
NH3+NH4Cl,(NH4)2CO3
II组
硫化氢组 III组
硫化铵组
BaCO3 SrCO3 CaCO3
盐酸组分析步骤
1. P.73 3题 2. 沉淀第1组阳离子为什么要在酸性溶液 中进行？若在碱性条件下进行，将会 发生什么后果？ 3. 向未知试液中加入第1组试剂HCl时， 未生成沉淀，是否表示第1组阳离子都 不存在？
讨论:
§ 2.2.1 阳离子第一组（盐酸组）
第一组阳离子：Ag+、Hg22+、Pb2+ 组试剂：稀HCl ㈠ 主要特性 1. 离子的存在形式 Ag+、Pb2+、Hg22+ （Hg+∶Hg+）
2. 几种难溶化合物 ⑴ 氯化物
Ag+
Hg22+ Pb2+
Cl-
AgCl↓ （白色）
Hg2Cl2 ↓（白色）
本组氯化物沉淀的条件是： 在室温下的酸性试液中，加入适当过量的 稀HCl。(为使本组离子沉淀完全，必须加入适 当过量的HCl，利用同离子效应降低沉淀的溶 解度。在系统分析中，考虑到Bi3+，Sb3+的水 解，酸应过量。) 为了防止氯化银生成难以分离的胶体沉淀， 沉淀作用宜在加热至近沸的酸溶液中进行。
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Cr(OH)3 灰绿
Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2
红棕 浅绿 空气中O2 Fe(OH)3 红棕 浅粉红 空气中O2 MnO(OH)2
棕褐
Sn(OH)2 白
Sn(OH)4 白
碱式盐 白
Mg(OH)2 白 HgNH2Cl 白 HgNH2Cl 白＋Hg 黑
Hg22+ + CO32-
Hg2CO3 HgO + Hg + CO2
(NH4)2S
MnS
FeS 黑 Fe2S3 ＋ FeS 黑 ZnS 白 α－CoS 黑 α－NiS 黑 Al(OH)3 白 Cr(OH)3 灰绿
HCl 放置或加热 β－CoS
不溶于稀HCl，溶于HNO3
β－NiS 溶于强碱及稀HCl
Cu2HgI4 (橙红)
AgCl (白)
IIB组
3PbS + 2NO3- + 8H+ = 3Pb2+ + 3S + 2NO + 4H2O 3CdS + 2NO3- + 8H+ = 3Cd2+ + 3S + 2NO + 4H2O Bi2S3 + 2NO3- + 8H+ = 2Bi3+ + 3S + 2NO + 4H2O 3CuS + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 3S + 2NO + 4H2O
Cu(NH3)42+ 深蓝
Cd(NH3)42+ 无色
Zn(NH3)42+ 无色 Co(NH3)62+ 土黄
空气中O2
Co(NH3)63+ 粉红
Ni(NH3)62 Fe3+
Fe2+ Mn2+ Sn2+ Sn4+ Pb2+ Mg2+ Hg2+ Hg22+
NH3
Al(OH)3 白
As2S3 + 6CO32- + 3H2O = AsS33- + AsO33- + 6HCO3-
Sb2S3 + 6H+ + 12Cl- = 2SbCl63- + 3H2S SnS2 + 4H+ + 6Cl- = SnCl62- + 2H2S
SnCl62- + Pb = SnCl42- + PbCl2
适量 NaOH
Al(OH)3 白 Cr(OH)3 灰绿
AlO2- 无色 CrO2- 亮绿
Zn(OH)2 白 Pb(OH)2 白
过量 NaOH
ZnO22-无色 PbO22-无色
SbO(OH) 白
SbO2- 无色
Sn(OH)2 白
SnO22-无色
Sn(OH)4或H4SnO4 白
SnO32-无色
Cu(OH)2 浅蓝 浓NaOH，加热 少量溶解，生成CuO22- 蓝
Cr3+ + 4OH- = CrO2- + 2H2O 2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- = 2CrO42-
+ 4H2O
H+
CH3CSNH2+2H2O
CH3COONH4+H2S
CH3CSNH2+3OH-
CH3COO-+NH3+S2-+H2O
CH3CSNH2+2NH3
CH3C(NH2)NH+NH4++HS-
Ag2O 褐
HgO 黄
Hg2O 黑
碱式盐 蓝
浓NaOH
碱式盐 浅绿
Co(OH)2 粉红 Ni(OH)2 绿
Ag+ Cu2+ Cd2+ Zn2+ Co2+ Ni2+
适量NH3
Ag2O 褐 碱式盐 蓝绿 Cd(OH)2 白 Zn(OH)2 白 碱式盐 蓝 碱式盐 浅绿
过量NH3
Ag(NH3)2+ 无色
H gS 黑 A s2S3 黄 A s2S3 黄 Sb2S5 橙 Sb2S3 橙 SnS2 黄
溶于王水 不 溶 于 浓 H C l， 溶 于 N aO H 溶 于 浓 H C l， 也 溶 于 N aO H
SnS 褐
溶 于 浓 H C l， 不 溶 于 N aO H
Mn2+ Fe2+ Fe3+ Zn2+ Co2+ Ni2+ Al3+ Cr3+
Mg2+ Fe3+ Fe2+ Mn2+ Cd2+ Ag+ Hg2+ Hg22+ Co2+ Ni2+
NaOH
Mg(OH)2 白 Fe(OH)3 红棕 Fe(OH)2 浅绿
浓NaOH 少量生成FeO2空气中O2 Fe(OH)3 红棕
Mn(OH)2 浅粉红色 空气中O2 MnO(OH)2 棕褐
Cd(OH)2 白
+ I2 + 2H2O
NO3- + Zn + 2HAc = NO2- + Zn2+ + 2Ac- + H2O
SiO32- + 2NH4+ = H2SiO3
+ 2NH3
S2
O
23
+
2H+
=S
+ SO2
+ H2O
2Br- + Cl2 = Br2 + 2ClI2 + 5Cl2 + 6H2O = 2IO3- + 10Cl- + 12H+
CN- + Br2 = BrCN + Br-
2NO2- + 2I- + 4H+ = 2NO
A g+ P b2+ C u2+ C d2+ B i3+ H g22+ H g2+ A s(V ) A s3+ Sb(V ) Sb3+ S n 4+ S n 2+
~ 0.3M H C l H 2S
A g2S 黑
PbS 黑
CuS 黑 CdS 黄
溶 于 热 HNO3
B i2S 3 褐
H gS ＋ H g 黑
Ag+ Pb2+ HCl Hg22+
AgCl 白，溶于氨水 PbCl2 白，溶于热水 Hg2Cl2 白
Ba2+ Sr2+ Ca2+ Pb2+ Hg22+
H2SO4
BaSO4 白 SrSO4 白 CaSO4 白 PbSO4 白，溶于NH4Ac，生成Pb（Ac）3-
Hg2SO4 白
Al3+ Cr3+ Zn2+ Pb2+ Sb3+ Sn2+ Sn4+ Cu2+
SnCl42- + 2HgCl2 = Hg2Cl2 SnCl42- + Hg2Cl2 = 2Hg
+ SnCl62+ SnCl62-
黑
黑
浅粉红
白
黑
黑
MnO(OH)2 + H2O2 + 2H+ = Mn2+ + O2
+ 3H2O
2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ = 2MnO4- + 5Na+ + 5Bi3+ + 7H2O
PbCrO4 + 4OH- = PbO22- + CrO42- + 2H2O
2AsS33-+ 6HAc = As2S3↓ +3H2S↑ +6Ac2SbS33-+ 6HAc = Sb2S3↓ +3H2S↑ +6AcSnS32- + 2HAc = SnS2↓ + H2S↑ + 2AcHgS22 -+ 2HAc = HgS↓ + H2S↑ + 2Ac-