单元九阳离子第三A属分析课件

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1大綱原理實驗步驟流程圖實驗記錄大綱原理2一、原理屬試劑分屬試劑鋁離子的分離與確認鉻離子的分離與確認鋅離子的分離與確認一、原理屬試劑31.屬試劑-1第三屬陽離子共有七種：Fe3+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Al3+及Cr3+。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++3H2SFe2S3+6H+Co2++H2SCoS+2H+Ni2++H2SNiS+2H+Mn2++H2SMnS+2H+Zn2++H2SZnS+2H+Al3++3OH-Al(OH)3Cr3++3OH-Cr(OH)31.屬試劑-1第三屬陽離子共有七種：Fe3+、Co2+、Ni41.屬試劑-2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ZnS1.6×10-23ⅢCoS5.0×10-22ⅢNiS1.0×10-22ⅢFeS6.3×10-18ⅢMnS1.1×10-15ⅢHgS1.6×10-52ⅡCdS8.0×10-27Ⅱ1.屬試劑-2第三屬陽離子硫化物之Ksp較第二屬陽離子之硫化51.屬試劑-3[H+]的濃度不能太低，否則第四屬的Mg2+

也會沉澱。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(OH)31.0×10-32ⅢCr(OH)31.0×10-30ⅢMg(OH)21.1×10-11Ⅳ1.屬試劑-3[H+]的濃度不能太低，否則第四屬的Mg2+62.分屬試劑-1第三屬陽離子之沉澱物以KOH及Na2O2分為A、B兩分屬。Al(OH)3、Zn(OH)2均可溶於KOH中生成可溶性錯離子。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-1第三屬陽離子之沉澱物以KOH及Na2O2分為72.分屬試劑-2第三屬陽離子之分屬ⅢA：Al(OH)4-、Zn(OH)42-、CrO42-

ⅢB：Fe2S3、CoS、NiS、MnS2.分屬試劑-2第三屬陽離子之分屬83.鋁離子的分離與確認鋁離子在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Al(OH)3沉澱。Al3++3NH3+3H2OAl(OH)3+3NH4+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-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。3.鋁離子的分離與確認鋁離子在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Al(94.鉻離子的分離與確認-1Cr3+在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Cr(OH)3沉澱。Cr3++3NH3+3H2OCr(OH)3+3NH4+Cr(OH)3可溶於過量KOH中生成Cr(OH)4-的可溶性錯離子。Cr(OH)3+OH-Cr(OH)4-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-1Cr3+在氨-氯化銨緩衝溶液中生成104.鉻離子的分離與確認-2CrO42-與醋酸鋇生成黃色BaCrO4沉澱。CrO42-+Ba2+BaCrO4BaCrO4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4.鉻離子的分離與確認-2CrO42-與醋酸鋇生成黃色BaC11Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+5.鋅離子的分離與確認-1Zn2++H2SZnS鋅離子在氨-氯化銨的緩衝溶液中生成ZnS的白色沉澱。ZnS可溶於硝酸成Zn2+。Zn2+遇KOH生成Zn(OH)42-的可溶性錯離子。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)4]2+的可溶性錯離子。Zn2++4NH3[Zn(N125.鋅離子的分離與確認-2[Zn(NH3)4]2+與H2S(或硫代乙醯)生成ZnS的白色沉澱，可確認鋅離子[Zn(NH3)4]2++S2-ZnS+4NH4+白色沉澱確認Zn2+5.鋅離子的分離與確認-2[Zn(NH3)4]2+與H2S(13二、實驗步驟-11.取20滴Ⅲ~v屬的混合液於離心試管中，加入4滴飽和NH4Cl，然後逐滴加入濃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Ⅳ、V屬離子，沉澱為第Ⅲ屬硫化物與氫氣化物。陽離子Ⅲ～VNH3-NH4+H2SMnS，CoS，NiS，ZnSFe2S3，Al(OH)3，Cr(OH)3陽離子Ⅳ～V陽離子Ⅲ步驟一陽離子第三屬之沉澱二、實驗步驟-11.取20滴Ⅲ~v屬的混合液於離心試管中，14二、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ⅢA與ⅢB屬之分離HClHNO3KOHNa2O2Al(OH)4-，CrO42-Zn(OH)42-MnO2，Fe(OH)3Co(OH)3，Ni(OH)2陽離子ⅢB陽離子ⅢAGrⅢ陽離子MnS，CoSNiS，ZnSFe2S3，Al(OH)3Cr(OH)3二、實驗步驟-23.於沉澱中加入5滴濃HCl，3滴濃硝酸，15二、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ⅢAHClNH3-NH4+Al(OH)3CrO42-[Zn(NH3)4]2+二、實驗步驟-35.於澄清液中逐滴加入濃HCl使呈酸性，加16二、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-46.含Al(OH)3的沉澱中加入10滴3M17二、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)4]2+Ba(Ac)2BaCrO4[Zn(NH3)4]2+二、實驗步驟-57.於含有CrO42-及Zn(NH3)4218二、實驗步驟-68.於BaCrO4的沉澱中加入10滴3MHCl，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，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-68.於BaCrO4的沉澱中加入10滴3M19二、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3MHAc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)4]2+H2S加熱ZnS白色沉澱確認Zn2+二、實驗步驟-710.於含Zn(NH3)42+的澄清液中，20三、流程圖-1陽離子Ⅲ～VNH3-NH4+H2SMnSCoSNiSZnSFe2S3Al(OH)3Cr(OH)3陽離子Ⅳ～VHClHNO3陽離子ⅢKOHNa2O2Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-MnO2Fe(OH)3Co(OH)3Ni(OH)2陽離子ⅢB陽離子ⅢAGrⅢ陽離子三、流程圖-1陽離子NH3-NH4+MnS陽離子HCl陽離子21三、流程圖-1陽離子Ⅲ～VNH3-NH4+H2SMnSCoSNiSZnSFe2S3Al(OH)3Cr(OH)3陽離子Ⅳ～VHClHNO3陽離子ⅢKOHNa2O2Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-MnO2Fe(OH)3Co(OH)3Ni(OH)2陽離子ⅢB陽離子ⅢAGrⅢ陽離子三、流程圖-1陽離子NH3-NH4+MnS陽離子HCl陽離子22Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-三、流程圖-2陽離子ⅢAHClNH3-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)4]2+Ba(Ac)2BaCrO4HClH2O2CrO5藍色迅即消失確認Cr3+[Zn(NH3)4]2+H2S加熱ZnS白色沉澱確認Z