阳离子的分离与鉴定

阳离子的分离与鉴定

阳离子的分离与鉴定

一. 实验目的

1. 掌握用两酸三碱系统分析法对常见阳离子进行分组分离的原理和方法。

2. 掌握分离、鉴定的基本操作与实验技能。

二. 实验原理

阳离子的种类较多，常见的有二十多种，个别检出时，容易发生相互干扰，所以一般阳

离子分析都是利用阳离子某些共同特性，先分成几组，然后再根据阳离子的个别特性加以检

出。凡能使一组阳离子在适当的反应条件下生成沉淀而与其它组阳离子分离的试剂称为组试

剂，利用不同的组试剂把阳离子逐组分离再进行检出的方法叫做阳离子的系统分析。在阳离

子系统分离中利用不同的组试剂，有很多不同的分组方案。如硫化氢分组法，两酸、两碱系

统分组法。下面介绍一种以氢氧化物酸碱性与形成配合物性质不同为基础，以HCl、H2SO4、

NH3 H2O、NaOH、(NH4)2S为组试剂的两酸三碱分组方法。本方法将常见的二十多种阳离

子分为六组。

第一组： 盐酸组 Ag+，Hg22+，Pb2+

第二组： 硫酸组 Ba2+，Ca2+，Pb2+

第三组： 氨合物组 Cu2+，Cd2+，Zn2+，Co2+，Ni2+

第四组： 易溶组 Na+，NH4+，Mg2+， K+

、、第五组： 两性组 Al3+，Cr3+，SbIIIV，SnIIIV

第六组： 氢氧化物组 Fe2+，Fe3+， Bi3+，Mn2+，Hg2+

用系统分析法分析阳离子时，要按照一定的顺序加入组试剂，将离子一组一组沉淀下来，

具体分离方法如下表。

表 阳离子分组步骤

试液 (用个别检出法鉴定NH4+、Fe2+、Fe3+)

( Hg

)

(两性组) (氢氧化物组)

(第三组硫化物) (第四组易溶组) AlO2、Cr O4 Fe (OH)3、

3 2 K+、Na+、Mg2+、NH4+ SbO4、SnO3 MnO(OH)2、

NaBiO3、HgNH2Cl 2

阳离子的分离与鉴定

每组分出后，继续再进行组内分离，直至鉴定时相互不发生干扰为止。在实际分析中，

如发现某组离子整组不存在（无沉淀产生）、这组离子的分析就可省去。从而大大简化了分

析的手续。

1. 第一组 盐酸组阳离子的分析

本组阳离子包括Ag+、Hg22+、Pb2+，它们的氯化物难溶于水，其中PbCl2可溶于NH4Ac

和热水中，而AgCl可溶于NH3x H2O中,因此检出这三种离子时，可先把这些离子沉淀为氯

化物，然后再进行鉴定反应。

本组阳离子与其它组阳离子的分离

取分析试液20滴，加入6mol L 1 HCl至沉淀完全，离心分离。沉淀用1mol L 1 HCl

数滴洗涤后按下法鉴定Pb2+、Ag+、Hg22+的存在(离心液中含二～六组阳离子，应保留)。

(1) Pb2+的鉴定

将上面得到的沉淀加入3mol L 1 NH4Ac 5滴，在水浴中加热搅拌，趁热离心分离，在

黄色沉淀表示有Pb2+存在。沉淀用3mol L 1 NH4Ac离心液中加入K2Cr2O7或K2CrO4 2～3滴，

数滴加热洗涤除去Pb2+，离心分离后，保留沉淀作Ag+ 和Hg22+的鉴定。

PbCl2 + Ac = [PbAc]++ Cl

[PbAc]+ + CrO4 2 = PbCrO4↓+ Ac

(2) Ag+和Hg22+的分离和鉴定

1 将上面保留的沉淀，滴加6molxLNH3x H2O 5～6滴，不断搅拌，沉淀变为灰黑色，表

示有Hg22+存在。

Hg2Cl2 + 2NH3 = HgNH2Cl↓+Hg↓+ 2NH4++ Cl

离心分离，在离心液中滴加HNO3酸化，如有白色沉淀产生，表示有Ag+ 存在。

AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl

[Ag(NH3)2]+ + Cl + 2H+ = AgCl↓+ 2 NH4+

第一组阳离子的分析步骤如下表。

表 第一组阳离子分析

PbCl2、AgCl、Hg2

Cl2 4–

溶液 沉淀

[PbAc]+ AgCl、Hg 2Cl2

K2CrO4 沉淀

PbCrO4

(黄色) 3)2]+ HgNH2Cl + Hg

HNO3 (灰黑色)

沉淀 AgCl (白色)

2. 第二组 硫酸组阳离子的分析

本组阳离子包括Ba2+、Ca2+、Pb2+，它们的硫酸盐都难溶于水，但在水中的溶解度差异

较大，在溶液中生成沉淀的情况也不同，Ba2+能立即析出BaSO4沉淀，Pb2+缓慢地生成PbSO4

沉淀，CaSO4溶解度稍大，Ca2+只有在浓的Na2SO4中生成CaSO4沉淀但加入乙醇后溶解度

能显著地降低。

用饱和Na2CO3溶液加热处理这些硫酸盐时，可发生下列转化。

MSO4 + CO32 = MCO3 + SO42

虽然BaSO4的溶解度小于BaCO3，但用饱和Na2CO3反复加热处理，大部分BaSO4也可

转化为BaCO3。这三种碳酸盐都能溶于HAc中。

阳离子的分离与鉴定

硫酸盐组阳离子与可溶性草酸盐如(NH4)2C2 O4作用生成白色沉淀，其中BaC2O4的溶解

度较大，能溶于HAc。PbSO4能溶于饱和NH4Ac，利用这一性质，可与Ba2+、Ca2+分离。

本组阳离子与三、四、五、六组阳离子的分离

1 将分离第一组后保留的溶液，（含二～六组阳离子），在水浴中加热，逐滴加入1mol L

H2SO4至沉淀完全后，再过量数滴，加入95%乙醇4～5滴，静置3～5min，冷却后离心分

离（离心液中含三～六组阳离子，应予保留）沉淀用混合溶液（10滴1mol L H2SO4加入

乙醇3、4滴）洗涤1～2次后，弃去洗涤液，在沉淀中加入3mol LNH4 Ac 7～8滴，加

热搅拌，离心分离，离心液按第一组鉴定Pb2+的方法鉴定Pb2+的存在。

沉淀中加入10滴饱和Na2CO3溶液，置沸水浴中加热搅拌1～2min，离心分离，弃去离

心液，沉淀再用饱和Na2CO3同样处理2次后，用约10滴去离子水洗涤一次，弃去洗涤液，

沉淀用HAc数滴溶解后，加入NH3 H2O调节pH = 4～5，加入K2CrO4 2～3滴，加热搅拌，

生成黄色沉淀，表示有Ba2+存在。

离心分离，在离心液中，加入饱和(NH4)2C2O4溶液2～3滴，温热后，慢慢生成白色沉

淀，表示有Ca2+存在。

第二组的阳离子分析步骤如下表。

表 第二组阳离子分析

BaSO4、CaSO4

K2CrO4 加Na2CO3转化 沉淀

PbCrO4

(黄色) HAc

溶液 沉淀

(NH4)2C2O4 BaCrO4

(黄色)

沉淀

CaC2O4

(白色) 1 1

3. 第三组 氨合物组阳离子的分析

本组阳离子包括Cu2+、Cd2+、Zn2+、Co2+、Ni2等离子，它们和过量的氨水都能生成相

应的氨合物，故本组称为氨合物组。Fe3+、Al3+、Mn2+、Cr3+、Bi3+、Sb3+、Sn2+、Sn4+等离

子在过量氨水中因生成氢氧化物沉淀而与本组阳离子分离。由于Al(OH)3是典型的两性氢氧

化物，能部分溶解在过量氨水中，因此加入铵盐如NH4Cl使OH 的浓度降低，可以防止

Al(OH)3的溶解。但是由于降低了OH 的浓度，Mn2+形成氢氧化物沉淀不完全，如在溶液中

加入H2O2，则Mn2+可被氧化而生成溶解度较小的MnO(OH)2棕色沉 …… 此处隐藏：2843字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……