阳离子第三A属分析(上)

1、單元八陽離子第三A屬分析(上)臺北市立松山工農化工科謝榮忠製作大綱一.原理二.實驗步驟三.流程圖四.實驗記錄一、原理1.屬試劑2.分屬試劑3.鋁離子的分離與確認4.鉻離子的分離與確認5.鋅離子的分離與確認1.屬試劑-11)第三屬陽離子共有七種：Fe3+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Al3+及Cr3+。2)在氨-氯化銨的緩衝溶液中與H2S產生沉澱：Al(OH)3、Cr(OH)3、Fe2S3、CoS、NiS、MnS及ZnS。2Fe3+ + 3H2S Fe2S3 +6H+Co2+ + H2S CoS +2H+Ni2+ + H2S NiS +2H+Mn2+ + H2S MnS +2H+Zn

2、2+ + H2S ZnS +2H+Al3+ + 3OH- Al(OH)3Cr3+ + 3OH- Cr(OH)31.屬試劑-23)第三屬陽離子硫化物之Ksp較第二屬陽離子之硫化物大，所以在0.3M H+ 之酸性環境中不生沉澱；但是在鹼性緩衝溶液中可產生沉澱。硫化物Ksp分屬ZnS1.610-23CoS5.010-22NiS1.010-22FeS6.310-18MnS1.110-15HgS1.610-52CdS8.010-271.屬試劑-34)H+ 的濃度不能太低，否則第四屬的Mg2+ 也會沉澱。5)以氨-氯化銨緩衝溶液控制溶液的H+於弱鹼性，可使第四屬氫氧化鎂不會沉澱。氫氧化物Ksp分屬Al(O

3、H)31.010-32Cr(OH)31.010-30Mg(OH)21.110-112.分屬試劑-11)第三屬陽離子之沉澱物以KOH及Na2O2分為A、B兩分屬。2)Al(OH)3、Zn(OH)2均可溶於KOH中生成可溶性錯離子。3)Cr(OH)3加熱太久會不溶於KOH，所以用Na2O2將鉻離子氧化成CrO42-而可溶。Al(OH)3 + OH- Al(OH)4-Zn(OH)2 + 4OH- Zn(OH)42-Cr(OH)4- + OH- Cr(OH)4-2Cr(OH)4- +3O22- 2CrO42- + 4OH- +2H2O2.分屬試劑-24)第三屬陽離子之分屬 A：Al(OH)4-、Zn(

4、OH)42- 、CrO42- B：Fe2S3、CoS、NiS、MnS3.鋁離子的分離與確認1)鋁離子在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Al(OH)3沉澱。Al3+ + 3NH3 +3H2O Al(OH)3 +3NH4+2)Al(OH)3在過量KOH中生成Al(OH)4-的可溶性錯離子。Al(OH)3 + OH- Al(OH)4-3)Al(OH)3遇鋁試劑呈粉紅色沉澱。鋁試劑為一種有機色素，被Al(OH)3吸附後呈現鮮明紅色。4.鉻離子的分離與確認-11)Cr3+在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Cr(OH)3沉澱。Cr3+ + 3NH3 +3H2O Cr(OH)3 +3NH4+2)Cr(OH)3可溶於過量KO

5、H中生成Cr(OH)4-的可溶性錯離子。Cr(OH)3 + OH- Cr(OH)4-3)於過氧化鈉存在下Cr(OH)4-被氧化成CrO42-2Cr(OH)4- +3O22- 2CrO42- + 4OH- +2H2O4.鉻離子的分離與確認-24)CrO42-與醋酸鋇生成黃色BaCrO4沉澱。CrO42- + Ba2+ BaCrO45) BaCrO4可溶於HCl而成為HCrO4-，遇H2O2反應生成藍色的CrO5，此物不穩定迅即分解，藍色消失。BaCrO4 + H+ Ba2+ +HCrO4-HCrO4- + 2H2O2 + H+ CrO5 + 3H2O藍色不穩定溶液Zn2+ + 4NH3 Zn(N

6、H3)42+5.鋅離子的分離與確認-1Zn2+ + H2S ZnS1) 鋅離子在氨-氯化銨的緩衝溶液中生成ZnS的白色沉澱。2) ZnS可溶於硝酸成Zn2+。3) Zn2+遇KOH生成Zn(OH)42-的可溶性錯離子。4) Zn(OH)42-於酸性溶液中酸化成Zn2+後，遇氨-氯化銨緩衝溶液生成Zn(NH3)42+的可溶性錯離子。5.鋅離子的分離與確認-25) Zn(NH3)42+與H2S(或硫代乙醯)生成ZnS的白色沉澱，可確認鋅離子Zn(NH3)42+ + S2- ZnS + 4NH4+白色沉澱確認Zn2+二、實驗步驟-11. 取20滴v屬的混合液於離心試管中，加入4滴飽和NH4Cl，然後

7、逐滴加入濃NH3，至溶液呈鹼性。2. 加入10滴5%TAA，於沸水中加熱5分鐘，離心分離。澄清液含第、V屬離子，沉澱為第屬硫化物與氫氣化物。陽離子VNH3-NH4+H2SMnS，CoS，NiS，ZnSFe2S3，Al(OH)3，Cr(OH)3陽離子V陽離子步驟一 陽離子第三屬之沉澱二、實驗步驟-23. 於沉澱中加入5滴濃HCl，3滴濃硝酸，水浴中加熱使完全溶解。4. 加入3MKOH使呈鹼性，加入約0.3g的Na2O2，攪拌均勻，於水浴中加熱3分鐘，離心分離。步驟二 陽離子A與B屬之分離HClHNO3KOHNa2O2Al(OH)4-，CrO42-Zn(OH)42-MnO2，Fe(OH)3Co(O

8、H)3，Ni(OH)2陽離子B陽離子AGr 陽離子MnS，CoSNiS，ZnSFe2S3，Al(OH)3Cr(OH)3二、實驗步驟-35. 於澄清液中逐滴加入濃HCl使呈酸性，加入20滴飽和NH4Cl，再逐滴加入濃NH3使呈鹼性，水浴中加熱3分鐘，離心分離，沉澱為Al(OH)3，澄清液為鉻及鋅的錯離子。步驟三 鋁離子之分離Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-陽離子AHClNH3-NH4+Al(OH)3CrO42-Zn(NH3)42+二、實驗步驟-46. 含Al(OH)3的沉澱中加入10滴3MHCl使完全溶解，水浴中加熱3分鐘，加入3滴鋁試劑(Aluminon) ，再加入3MNH3使呈

9、鹼性，水浴中加熱2分鐘，離心分離，若有紅色沉澱，確認Al3+。步驟四 鋁離子之確認Al(OH)3HCl、NH3Al(OH)3沉澱色料紅色沉澱確認Al3+鋁試劑二、實驗步驟-57. 於含有CrO42-及Zn(NH3)42+的澄清液中加入1M的Ba(Ac)2，直到沉澱完全，離心分離，沉澱為BaCrO4，澄清液為鋅的錯離子。步驟五 鉻離子之分離CrO42-Zn(NH3)42+Ba(Ac)2BaCrO4Zn(NH3)42+二、實驗步驟-68. 於BaCrO4的沉澱中加入10滴3M HCl，於水浴中加熱1分鐘，離心分離，捨棄固體殘渣。9.在濾紙上滴加2滴澄清液，再加入2滴H2O2，若有藍色生成且瞬間消失

10、，確認有Cr離子存在。步驟六 鉻離子之確認BaCrO4HClH2O2CrO5藍色迅即消失確認Cr3+二、實驗步驟-710. 於含Zn(NH3)42+的澄清液中，加入5滴5%TAA，水浴中加熱3分鐘，會有白色沉澱生成，再加入3M HAc使呈酸性，若白色沉澱溶解，確認Zn2+存在。步驟六 鋅離子之確認Zn(NH3)42+H2S加熱ZnS白色沉澱確認Zn2+三、流程圖-1陽離子VNH3-NH4+H2SMnSCoSNiSZnSFe2S3Al(OH)3Cr(OH)3陽離子VHClHNO3陽離子KOHNa2O2Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-MnO2Fe(OH)3Co(OH)3Ni(OH)2陽離子B陽離子AGr 陽離子三、流程圖-1陽離子VNH3-NH4+H2SMnSCoSNiSZnSFe2S3Al(OH)3Cr(OH)3陽離子VHClHNO3陽離子KOHNa2O2Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-MnO2Fe(OH)3Co(OH)3Ni(OH)2陽離子B陽離子AGr 陽離子Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-三、流程圖-2陽離子AHClNH3-NH4+Al(OH)3HCl、NH3鋁試劑Al(OH)3沉澱色料紅色沉澱確認Al3+CrO42-Zn(NH3)42+Ba(Ac)2BaCrO4HClH2O2CrO5藍色迅即消失確認Cr3+