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四、 阴离子的分别鉴定 用分别分析方法鉴定阴离子 æ—¶ ,本来可以按任意顺序进行。但毕ç«

第七讲 第二章 定性分析 7-1. 四、 阴离子的分别鉴定 用分别分析方法鉴定阴离子 时 ,本来可以按任意顺序进行。但毕竟阴离子之间也有干扰,因此先鉴定干扰离子是有利的,当已知其不存在时,被干扰离子的鉴定就大为省事。 (一) SO 4 2- 的鉴定

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四、 阴离子的分别鉴定 用分别分析方法鉴定阴离子 æ—¶ ,本来可以按任意顺序进行。但毕ç«

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  1. 第七讲 第二章 定性分析 7-1 四、 阴离子的分别鉴定 用分别分析方法鉴定阴离子时,本来可以按任意顺序进行。但毕竟阴离子之间也有干扰,因此先鉴定干扰离子是有利的,当已知其不存在时,被干扰离子的鉴定就大为省事。 (一)SO42-的鉴定 SO42-与BaCl2生成不溶于酸的白色BaSO4沉淀这是鉴定SO42-的很好的反应。但应注意,S2O32-在酸性溶液中有白色乳浊状的S缓慢析出;大量SiO32-存在时与酸生成H2SiO3的白色胶体。但这两种产物与BaSO4的结晶形沉淀易于区别。 m=5mg, c=1:104(100ppm)。

  2. 第七讲 第二章 定性分析 7-2 (二)SiO32-的鉴定 1. NH4C1试法 在含有SiO32-的试液中加HNO3至呈微酸性,加热除去溶液中的CO2然后冷却,加稀氨水至碱性,再加饱和NH4Cl并加热。NH4+与SiO32-作用生成白色胶状硅酸沉淀: SiO32-+2NH4+=H2SiO3 ↓+ 2NH3 阴离子对此反应无干扰。阳离子中两性元素离子此时可生成氢氧化物沉淀,但它们在以Na2CO3处理试样后即被除去。 2. 钼蓝试法 SiO32-与(NH4)2MoO4在微酸性溶液中生成可溶性的硅钼酸铵,使溶液呈黄色:

  3. 第七讲 第二章 定性分析 7-3 SiO32- + 12MoO42- + 4NH4+ + 22H+=(NH4)4[Si(Mo3O10)4] + 11H2O 硅钼酸根具有很高的氧化性,能将一些不很强的还原剂如联苯胺等氧化,本身还原为钼蓝。钼蓝是钼的蓝色氧化物,钼的平均价数在5、6之间,其组成随反应条件而变。 联苯胺的氧化产物也是蓝色的,称为联苯胺蓝。由于反应中得到两种蓝色产物,所以反应很灵敏。 PO43-和AsO43-也能跟(NH4)2MoO4生成组成类似的磷钼酸铵和砷钼酸铵沉淀,但它们不溶于HNO3中,借此可以同硅钼酸铵分离。少量混到HNO3溶液中的部分可以加H2C2O4掩蔽。掩蔽的机理是H2C2O4与(NH4)2MoO4能生成络合物H2[MoO3•C2O4],使磷钼酸铵受到破坏,而硅钼酸铵因比较稳定,所受影响很小。

  4. 第七讲 第二章 定性分析 7-4 (三) PO43-的签定 PO43-与(NH4)2MoO4生成黄色磷钼酸铵(NH4)3[P(Mo3O10)4]沉淀。此沉淀溶于氨或碱中,但不溶于酸。在微酸性溶液中,即是处于沉淀状态,也有很高的氧化性,可将联苯胺氧化为联苯胺蓝,本身还原为钼蓝。 AsO43-、SiO32-的干扰,可以加酒石酸消除。酒石酸能与钼酸生成稳定的络合物,从而不再与这两种干扰离子反应,而磷钼酸铵因较难溶,故所受影响很小。 使用玻璃器皿时,溶液中经常含有微量SiO32-,故在鉴定PO43-时,无论是否已鉴定出SiO32-,都要采取消除SiO32-干扰的措施。

  5. 第七讲 第二章 定性分析 7-5 此反应适于在滤纸上进行,方法是:取定量滤纸,滴加1滴以HNO3酸化过的试样,然后滴加事先已配在一起的(NH4)2MoO4和酒石酸试剂,微干,加联苯胺1摘,放在氨气上熏,以降低酸度,如出现蓝色斑点,表示有PO43-存在。 (四) S2-、S2O32-、SO32-的鉴定 由于S2-对S2O32-、SO32-的鉴定都有干扰,故这3种离子在一起研究比较方便。 1. S2-的鉴定 在碱性溶液中,S2-与亚硝酰铁氰化钠Na2[Fe(CN)5NO]溶液生成紫色络合物: S2-+4Na++[Fe(CN)5NO]2-=Na4[Fe(CN)5NOS] 当有SO32-存在时,能与试剂生成淡红色络合物,但不致掩盖由S2-所生的紫色,故无干扰。

  6. 第七讲 第二章 定性分析 7-6 2. S2-的除去 取一部分试液,加入固体CdCO3,由于CdS的溶解度较CdCO3为小,故CdCO3发生转化: S2-+CdCO3=CdS↓+CO32- S2-即被除去。 3. S2O32-的鉴定 取除去S2-的试液一部分加入稀HCl,S2O32-存在时生成不稳定的H2S2O3,然后逐渐分解,析出SO2和S,使溶液呈现出白色浑浊: S2O32-+2H+=H2S2O3 H2S2O3=H2O+SO2↑+S↓ 当S2O32-较稀时,反应较慢,可加热促其分解。

  7. 第七讲 第二章 定性分析 7-7 S2-本来对此反应无干扰,但实际上硫化物溶液中经常含有多硫离子Sx2-,当酸化溶液时,也析出硫: Sx2-+2H+=H2S↑+(x-1)S↓ 因此,鉴定S2O32-前将S2-除去是必要的。 (四) SO32-的鉴定 在酸性溶液中,由SO32-生成的SO2气体可使KIO3-淀粉溶液首先还原为I2-淀粉而显蓝色,继而又将还原为而使蓝色褪去。试液按上述方法除S2-后,仍有S2O32-干扰鉴定。S2O32-存在时,向除试液中加入饱和Sr(NO3)2,使生成SrSO3沉淀(由于沉淀生成缓慢,须等候5-10min)。沉淀离心沉降后充分洗涤,加稀HCl使其溶解,生成的SO2气体可使KIO3-淀粉溶液变蓝,然后褪色。反应在气室或验气装置中进行。

  8. 第七讲 第二章 定性分析 7-8 (取除S2-的试液的另一部分(此溶液为中性),加品红1滴若红色褪去表示有SO32-。SO32-在中性溶液中可使品红转变为无色化合物。 S2-有同样反应,故S2-存在时必先除去。另外,此反应必须在中性溶液中进行,若为酸性可加CdCO3中和,若为碱性,可加1滴酚酞,然后通人CO2至酚酞的红色褪去。) (五) CO32-的鉴定 制备阴离子分析试液时,加入了大量Na2CO3,故欲鉴定CO32-须取原试样进行。 CO32-与酸作用生成CO2,它使Ba(OH)2溶液变浑: CO32-+2H+=H2O+CO2↑ CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O SO32-、S2O32-与酸作用生成SO2也能使Ba(OH)2变浑,故它们存在时应加3%H2O2,将它们氧化。

  9. 第七讲 第二章 定性分析 7-9 (六) Cl-、Br-、I-的鉴定 由于强还原性阴离子S2-、SO32-、S2O32-等干扰Br-和I-的鉴定,所以首先要向试液中加入稀HNO3和AgNO3,使Cl-、Br-、I-等沉淀为银盐,以便同强还原性离子分开。 1. Cl-的鉴定 以12%(NH4)2CO3处理银盐沉淀,只有AgCl能溶解,生成Ag[(NH3)]2+将此溶液酸化,AgCl白色沉淀又重新析出。 2. AgBr、AgI的处理 为了使Br-和I-重新进人溶液,在AgBr与AgI的沉淀上加锌粉和水并加热处理,反应按下式进行: 2AgBr+Zn=2Ag↓+Zn2++2Br- 2AgI+Zn=2Ag↓+Zn2++2I-

  10. 第七讲 第二章 定性分析 7-10 3. I-和Br-的鉴定 取处理好的溶液加稀H2SO4酸化,同时加入几滴CCl4滴,滴加氯水,振荡。CCl4层显紫色,示有I-;继续加入氯水I2被氧化为IO3-,紫色消失,CCl4层出现Br2的红棕色或BrCl黄色,示有Br-。 (七) NO2-的鉴定 NO2-在HAc性溶液中能使对氨基苯磺酸重氮化,然后与α-萘胺生成红色偶氮染料,这是鉴定NO2-的特效反应。 m=0.01mg,c=1:5×106(0.2ppm)

  11. 第七讲 第二章 定性分析 7-11 (八) NO3-的鉴定 1. 二苯胺试法 将试液以H2SO4酸化,加二苯胺的浓H2SO4溶液NO3-存在时溶液变为深蓝色: 但此反应受到NO2-的干扰,所以必须事先加入尿素将NO2-破坏: 2 NO2-+CO(NH2)2+2H+=CO2↑+2N2↑+3H2O m=0.5μg ,c=1:105(10ppm)。 2. 还原为NO2-试法 NO3-在HAc酸性中,可用金属Zn还原为NO2-: NO3-+Zn+3HAc=NO2-+Zn2++2Ac-+H2O 然后以鉴定NO2-的反应来鉴定。 如果NO2-存在需要事先除去。

  12. 第七讲 第二章 定性分析 7-12 (九) Ac-的鉴定 1. 生成乙酸戊酯试法 在Ac-中加浓H2SO4和戊醇、使其在加热下反应,可生成乙酸戊酯CH3COOC5H11出现特殊的水果香味: 2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH CH3COOH+C5H11OH= CH3COOC5H11+H2O 2. 硝酸镧试法 在Ac-或HAc存在时,La(NO3)3与I2溶液在氨性中生成暗蓝色沉淀。此颜色可能是由于碱式醋酸镧吸附I2所产生。 S2-、S2O32-、SO32-等强还原性阴离子以及SO42-、PO43-等与La3+生成难溶盐的阴离子有干扰,前者可加稀HCl破坏,后者可在中性微碱性试液中加入BaCl2处理。

  13. 第七讲 第二章 定性分析 7-13 思 考 题 1、为什么阴离子的氧化还原性一般比阳离子更为突出?为什么在酸性溶液中阴离子不能共存的情况比在碱性溶液中为多? 2、阴离子怎样分组?阴离子分组的意义和阳离子分组的意义有何不同? 3、有一阴离子未知溶液,经过本书所列的各项初步试验后,都未得到肯定结果。试判断还对哪些阴离子进行鉴定?

  14. 第七讲 思考题 7-14 1.答:组成阴离子的元素,不像阳离子那样,往往具有不同的价态,所以其氧化还原性质更为突出。含氧的氧化性阴离子,随着酸度的增大而电极电位增高,氧化力增强,所以具有氧化还原性质的阴离子,在酸性条件下比在碱性条件下更容易发生反应。

  15. 第七讲 思考题 7-15 2.答:(1)阴离子的分组是根据钡盐和银盐的溶解度不同,将阴离子分为3组。钡盐难溶于水的为第一组;银盐难溶于稀硝酸的为第二组;钡盐和银盐溶于水的为第三组。 (2)阴离子的分组与阳离子不同,阳离子的分组主要是为了各组之间的分离,而阴离子的分组只是为了检查该组离子是否存在。

  16. 第七讲 思考题 7-16 3.答:由分组实验肯定第一、二组阴离子不存在;由挥发性实验和氧化还原性实验,肯定NO2-不存在。所以只有NO3-和Ac-不能肯定,还需进行鉴定。

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