环境化学课件-第四组阳离子混合液分析

第四组阳离子混合液分析一、实验目的1．掌握第四组阳离子分组的依据和反应条件。2．掌握本组阳离子的鉴定方法，熟记本组离子鉴定反应及其特征。3．应用第四组阳离子分析特性分析鉴定含第四阳离子的未知溶液并报告分析结果。第一页，编辑于星期一：十四点二十一分。Ba2＋、Sr2＋、Ca2+、K+、Na+、NH4+、Mg2+混合液分析

Ba2＋、Sr2＋、Ca2+、K+、Na+、NH4+、Mg2+NH4+的鉴定(气室法)NaOH→NH3↑→湿pH试纸呈碱色，示有NH4+

NH4Cl—NH3·H2OΔ2min60-70℃（pH≈92mol·L-1(NH4)2CO3

BaCO3、CaCO3、SrCO3K+、Na+、NH4+、Mg2+

1mol·L-1(NH4)2CO3洗涤沉6mol·L-1HAcBa2＋、Sr2＋、Ca2+液（弃）第二页，编辑于星期一：十四点二十一分。或:１mol·L-1HCl3mol·L-1NaAcKMnO4玫瑰红酸钠H2SO4?红棕色沉淀红色结晶示有Ba2＋3mol·L-1NaAc调pH≈4～5１mol·L-1K2CrO4

BaCrO4沉淀Sr2＋、Ca2+

、CrO4２－?颜色?

用热水洗涤沉淀离心液合并NaOH(6mol·L-1)

沉淀不溶解

示有Ba2＋

Ba2＋、Sr2＋、Ca2+液（弃）第三页，编辑于星期一：十四点二十一分。Sr2＋、Ca2+

、CrO4２－6mol·L-1NH3·H2ONa2CO3(S)CaCO3、SrCO3液CrO4２－（弃）1mol·L-1(NH4)2CO3洗涤沉淀２mol·L-1HAc溶解沉淀Sr2＋的检出:玫瑰红酸钠(pH＝6～7)红棕色沉淀

HCl沉淀溶解示有Sr2＋Sr2＋、Ca2+

饱和(NH4)2SO4

SrSO4↓白

Ca(SO4)22-示有Ca2＋

CaC2O4↓白示有Sr2＋第四页，编辑于星期一：十四点二十一分。（2）K+、Na+、Mg2+分析

K+、Na+、NH4+、Mg2+

混合液→坩埚→6mol·L-1HNO310滴→△至近干，利用余热蒸干,强火灼烧至不在有白烟，将NH3除尽，冷却。

6mol·L-1HAc2滴、水6~7滴。温热→离心试管→离心分离。除NH4+Mg2+的鉴定

１滴混合液→点滴板→２滴镁试剂→6mol·L-1生成蓝色沉淀或溶液变蓝示有Mg2+

Mg2+的鉴定

１滴混合液→点滴板→氨性缓冲液→铬黑Ｔ

溶液呈紫红色

示有Mg2+

Na+的鉴定：3滴试液→试管→浓HAc呈酸性,醋酸铀酰数滴，95％乙醇

示有Na+第五页，编辑于星期一：十四点二十一分。

K+、Na+、Mg2+

K+

的鉴定１滴混合液→试管Na3Co(NO2)6

生成黄色沉淀示有K+

K+

的鉴定１滴混合液→试管四苯硼化钠生成白色沉淀示有K+

*NH4+与Na3Co(NO2)6也生成橙色(NH4)3Co(NO2)6沉淀，但它在热溶液中分解。第六页，编辑于星期一：十四点二十一分。第四组阳离子的分析（一）本组离子的分析特性

钙钠组：Ba2+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+（均无色）

第四组，可溶组

1·离子价态的稳定性

每种离子只有一种价态，且稳定。K+、Ca2+、Ba2+、Na+激发发射光谱（可见光区）焰色反应Ba2+：黄绿色Ca2+：砖红色K+：紫色Na2+：黄色2·难溶化合物：碳酸盐、铬酸盐、硫酸盐、磷酸盐

见下表：第四组离子与常用试剂的反应第七页，编辑于星期一：十四点二十一分。Ba2+Ca2+Mg2+K+Na+NH4+(NH4)2CO3BaCO3↓白CaCO3↓白（MgOH)2CO3↓白———(NH4)2CO3+NH4ClBaCO3↓白CaCO3↓白————K2CrO4BaCrO4↓黄—————(NH4)2C2O4BaC2O4↓白CaC2O4↓白————NaOH—Ca(OH)2↓白※Mg(OH)2↓白——NH3↑NH3——Mg(OH)2↓白———H2SO4BaSO4↓白CaSO4↓白※

————焰色反应黄绿色砖红色—紫色黄色离子试剂第四组离子与常用试剂的反应第八页，编辑于星期一：十四点二十一分。3·络合物形成氨羧类螯合物；Ca2+→Ca(SO4)22-(组内分离）；Ba2+

玫瑰红酸钠红色螯合物↓（二）本组离子的分别鉴定IV组离心液浓HAC煮沸S↓，除去H2S↑离心液蒸干灼烧除铵盐稀HCl溶液原试液氨性（或HAC）锌粉，△金属↓：消除共存离子的干扰溶液第九页，编辑于星期一：十四点二十一分。1·Ba2+的鉴定K2CrO4试法：溶液HAC—NaAC(pH≈4~5)K2CrO4BaCrO4↓(黄)浓HCl，铂丝火焰黄绿色BaCrO4↓不溶于HAC，与SrCrO4区别；BaCrO4↓不溶于NaOH，与PbCrO4区别；BaCrO4↓不溶于氨水，与Ag2CrO4区别。m=3.5μgρB=70μg·mL-1玫瑰红酸钠试法：

溶液中性玫瑰红酸钠红棕色↓稀HCl鲜红色↓（滤纸上）m=0.25μgρB=5μg·mL-1第十页，编辑于星期一：十四点二十一分。2·Ca2+的鉴定CaC2O4试法：

IV组离心液ONaONaBa2+OOBa↓饱和（NH4)2SO4BaSO4↓(NH4)2Ca(SO4)2(NH4)2C2O4(pH>4)CaC2O4↓(白色结晶形）m=1μgρB=20μg·mL-1GBHA试法：砖红色浓HCl，铂丝火焰试液碱性，乙二醛双缩（2-羟基苯胺）Na2CO3，CHCl3红色螯合物↓第十一页，编辑于星期一：十四点二十一分。—OH—NC—CHHN—HO——N—OC—CHHN—O—Cam=0.05μgρB=1μg·mL-13.Mg2+的鉴定除氨盐的溶液碱性对硝基偶氮间苯二酚（镁试剂）天蓝色↓消除干扰离子：微酸性试液+锌粉→除去大部分二组阳离子,NH3+NH4Cl+TAA△→除去剩余干扰离子;加碱煮沸除铵盐m=0.5μgρB=10μg·mL-1镁试剂H+黄色OH-紫红色Mg(OH)2第十二页，编辑于星期一：十四点二十一分。4·NH4+的鉴定（气室法）取原试液碱，△试纸试纸变色试纸：①红色石蕊试纸→变蓝；

②

pH试纸→变碱色；

③奈氏试纸（K2HgI4的KOH溶液）→斑点变为红棕色NH4++OH-=NH3↑+H2ONH3+2HgI42-+OH-=I—HgI—HgNH2I↓+5I-+H2O注：防止过度检出，做空白试验m=0.05μgρB=1μg·mL-1△原试液NaOH第十三页，编辑于星期一：十四点二十一分。5·K+的鉴定Na3Co(NO2)6试法：除氨盐的溶液中性（或HAC）Na3Co(NO2)6黄色结晶形↓2K++Na++Co(NO2)63-=K2Na[Co(NO2)6]↓(组成随条件而变)强酸强碱破坏试剂：Co(NO2)63-+3OH-=Co(OH)3↓+6NO2-2Co(NO2)63-+10H+=2Co2++5NO↑+7NO2↑+5H2O主要干扰：NH4+→（NH4）2Na[Co(NO2)6]↓（黄色）m=4μgρB=80μg·mL-1四苯硼化钠试法：除氨盐的溶液中性、碱性(或HAC)四苯硼化钠白色↓K++[B（C6H5）4]-=K[B（C6H5）4]↓（白）m=1μgρB=20μg·mL-1第十四页，编辑于星期一：十四点二十一分。6·Na+的鉴定醋酸铀酰锌试法：除氨盐的溶液中性或HAC酸性醋酸铀酰锌（1：8），乙醇，玻棒磨擦器壁柠檬黄色结晶形↓Na++Zn2++3UO22-+9AC-+9H2O=NaAC·Zn(AC)2·3UO2(AC)2·9H2O原试液饱和Ba(OH)2至碱性除去在部分阳离子、PO43-、AsO43-等阴离子（NH4）2CO3除Ba2+灼烧除铵盐m=12.5μgρB=250μg·mL-1第十五页，编辑于星期一：十四点二十一分。六、阳离子I~IV组系统分析简表I~IV组分别鉴定NH4+、Fe3+和Fe2+室温，HCl，[Cl-]=0.5mol·L-1，[H+]=2.0~2.4mol·L-1II~IV组AgCl(白)，Hg2Cl2(白)，PbCl2(白)0.3mol·L-1HCl,H2S,△或0.6~0.2mol·L-1HCl,TAA,△III~IV组PbS(黑)，Bi2S3(黑褐)，CuS(黑)，CdS(亮黄)，HgS(黑)，As2S3(淡黄)