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1、8 无机定性分析Inorganic Qualitative Analysis,晨雾与原始森林,8.1 定性分析基本知识,8.1.1 化学分析 定性分析（Qualitative Analysis）- 鉴定样品中所含有的组分（化合物、离子、原子、元素、官能团） 定量分析（Quantitative Analysis）-分析样品中各组分的相对含量。 结构分析（Structural Analysis）-确定物质的分子结构。,8.1.2 系统分析和分别分析,分别分析 是在其他离子共存的条件下，不需要经过分离或者用简易的分离方法除去干扰离子，直接鉴定某种离子的方法 。 例如，检验Al3+,Fe3+混合液中的
2、Fe3+, 可以直接加入KSCN或K4Fe(CN)6,不需要经过复杂的分离或掩蔽。 Fe3+nSCN-=Fe(SCN)n3-n(血红色溶液) Fe3+K+ Fe(CN)6 4-=KFe Fe(CN)6(兰色沉淀),系统分析,是按照一定的步骤和顺序将离子逐步分离后，再鉴定的分析方法。 它首先将离子分成若干组，然后在每一组中再进一步分离直到彼此不再干扰鉴定为止。,硫化氢系统分析（阳离子）,混合液,NH4+,Fe2+,Fe3+,HCl,AgCl,PbCl2 盐酸组,溶液,0.3mol.L1HCl+H2S,PbS CuS HgS Bi2S3 硫化氢组,NH3-NH4+-(NH4)2S,溶液,ZnS C
3、oS FeS MnS NiS Ai(OH)3 Cr(OH)3 硫化铵组,NH3-NH4+-(NH4)2CO3,溶液,Mg2+ K+ Na+ 易溶组,BaCO3 CaCO3 碳酸胺组,两酸两碱系统分析（阳离子）,混合液,Na+ NH4+,Fe2+,Fe3+,HCl,AgCl,PbCl2 盐酸组,溶液,H2SO4+CH3CH2OH,PbSO4 CaSO4 BaSO4 硫酸组,NH3-NH4+-H2O2,溶液,Fe(OH)3 MnO(OH)2 Ai(OH)3 Cr(OH)3 Bi(OH)3 NH2HgCl 氨组,NaOH,溶液,Zn(OH)42- K+ Na+ NH4+ 易溶组,Cu(OH)2 Co
4、(OH)2 Ni(OH)3 Mg(OH)2 碱组,8.1.3 定性分析的化学反应,分离或掩蔽离子的反应：要求反应进行得完全、迅速、用起来方便。 鉴定离子反应-对试样某组分存在与否能作出确定结论的化学反应。有明显外部特征： （1）沉淀的生成或溶解 （2）溶液颜色的改变 （3）特殊气体的排出 （4）特殊气味（如酯类）的产生等,8.1.4 鉴定反应的灵敏性和选择性,灵敏性： 最低浓度是指在一定条件下，某鉴定反应能得出肯定结果时该离子的最低浓度，符号以B表示，单位常用gmL-1表示； 检出限量是指在一定条件下，某鉴定反应所能检出的某离子的最小质量，符号以m表示，单位常用g表示。 最低浓度和检出限量的关
5、系为：m=BV V为鉴定时所取试液的体积。 最低浓度愈低，检出限量愈小，鉴定反应愈灵敏。,例如：,鉴定反应 检出限量/g 最低浓度/（ g .g-1） Ba2+CrO42- =BaCrO4 3.5 70 Ca2+C2O42- =CaC2O4 1.0 20,选择性 若一种试剂只与几种离子起反应，则该试剂称为这几种离子的选择性试剂。 若一种试剂能在其他离子共存时不受干扰地鉴定某种离子，则这一反应的选择性最好，称为专属反应或特效反应，该试剂则称为某种离子的专属试剂或特效试剂。,8.1.5 空白实验和对照试验,空白试验是用蒸馏水代替试样，按照鉴定某种离子时完全相同的程序，试验待鉴定离子是否仍可检出-溶
6、剂、辅助试剂或器皿等可能引进外来离子。 对照试验以已知离子的溶液代替试液，用同样方法进行试验-用以检查试剂是否失效或是反应条件是否控制正确。,8.1.6 定性分析反应的条件,离子的浓度 溶液的酸度 溶剂的影响 干扰物的影响 反应的温度,8.1.7 定性分析的一般步骤,（1）试样的外表观察和准备 （2）初步试验 （3）阴离子分析 （4）阳离子分析 （5）分析结果的判断,（1）试样的外表观察和准备,样品的形状（晶态、非晶态） 样品的颜色,（2）初步试验,焰色试验 某些元素在高温火焰上灼烧时呈现出的不同的特征颜色。,（2）初步试验,溶剂对试样的溶解作用 通常使用的溶剂顺序： 水、稀HCl、浓HCl、
7、稀HNO3、 浓HNO3、王水，分别在冷时和加热时处理，观察溶解情况和其他的反应现象，由此可对样品有初步的估计。 选择最先能溶解试样的溶剂制成溶液，待分析。,练习,有 四 种 固 体 混 合 物(AgCl, KNO3, PbCl2, CuS)， 请 你 选 择 四 种 试 剂( 或 溶 剂) 将 上 述 固 体 逐 一 溶 解， 要 求 每 加 一 种 试 剂 或 溶 剂 只 能 溶 解 一 种 物 质，并不影响其他物质的存在形式。,H2O 、H2O(热水)、NH3、HNO3,（3）阴离子分析,利用常用试剂与未知试液反应，初步估计阴离子的存在。常用的试剂为： 稀盐酸、稀硫酸-挥发性阴离子 Ba
8、Cl2-生成难溶钡盐 AgNO3+HNO3-难溶性银盐 KI-淀粉+H2SO4-氧化性阴离子 I2+H2SO4+淀粉-强还原性阴离子 KMnO4+ H2SO4-还原性阴离子,通过实验初步判断那些离子存在，再利用特性反应进行分别鉴定。,练习 阴离子试样的初步试验,某无色阴离子未知试液进行初步实验时，观察到下列现象 试液酸化时有气体产生； 中性溶液中加BaSO4无沉淀产生； 试液中加AgNO3/HNO3产生黑色沉淀； 在H2SO4使I2-淀粉及KMnO4试液褪色； 酸性条件下不能使KI-淀粉变蓝。 试判断哪些离子可能存在？哪些离子不可能存在？,可能存在：S2- Cl- Br - I- 不可能存在：
9、SO42-、 PO43-、 CO32-、 C2O42-、CrO42-、MnO4-、NO3-、NO2-,某混合溶液中含有三种阴离子，当向其中滴加AgNO3溶液时有沉淀不断生成，直至沉淀完全。离心分离，洗涤沉淀，呈砖红色，溶液呈紫色。当用稀HNO3处理沉淀时，部分沉淀溶解，得到橙色溶液和白色沉淀。再离心分离，并洗涤白色沉淀，而后将其加入稀氨水中，白色沉淀溶解。将前述紫色溶液以硫酸酸化，在加入足量的Na2SO3，紫色消失。根据上述实验现象，确定混合溶液中含有哪三种阴离子。,MnO4-、Cl-、CrO42-,（4）阳离子分析,利用常用试剂与试样反应，初步判断可能存在的阳离子。常用的试剂有： 盐酸-氯化
10、物沉淀性质 （Ag+、Pb2+、Hg22+） 硫酸-硫酸盐沉淀性质 （Ba2+、Sr2+、Ca2+、Pb2+、Ag+),氢氧化钠-氢氧化物沉淀性质,不生成氢氧化物沉淀， K+、Na、NH4+、 Ba2+、Sr2+、Ca2+、 As( III)、As（V） 氢氧化物沉淀溶于过量的氢氧化钠 Al3+、Cr3、Zn2、Pb2、Cu2+等。 氢氧化物沉淀不溶于过量的氢氧化钠 Fe3+、 Fe2+、 Mn2+、 Cd2+、 Ag+、 Hg2+、 Hg22+、 Mg2+、 Co2+、 Ni2+、 Bi3+等。,与氨反应氨盐的性质,与氨不反应的离子： K+、Na、NH4+、 Ba2+、Sr2+、Ca2+、
11、As( III)、As（V） 与氨反应生成沉淀，沉淀溶于过量氨： Cd2+、 Ag+、 Zn2+、 Cu2+、 Ni2+、 Co2+ 与氨反应生成沉淀，沉淀不溶于氨： Fe3+、 Fe2+、 Mn2+、 Hg2+、Cr3+、Al3+、Pb2+、 Mn2+、 Hg22+、 Mg2+、 Bi3+、Sn2+、Sn4+.,与碳酸铵反应碳酸盐性质,与碳酸铵不反应的离子： K+、Na、NH4+、 As( III)、As（V） 与碳酸铵生成沉淀，沉淀溶于酸： Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mn2+、Ag+ 与碳酸铵反应生成氢氧化物沉淀： Al3+、 Sn2+、Sn4+、 Cr3+ 与碳酸铵反应生成碱式碳酸盐
12、沉淀： Fe3+、 Fe2+、 Hg2+、Pb2+、 Hg22+、 Mg2+、 Bi3+、Co2+、Ni2+. Cd2+、 Cu2+.,与硫化氢或硫化铵反应硫化物的性质,与（NH4）2S的反应生成硫化物沉淀 Ag+、Pb2+、Cu2+、Hg2+、Cd2+、Fe2+、Zn2+； Ag+、Pb2+、Cu2+的硫化物沉淀溶于热HNO3中， HgS可溶于王水和FeCl3， 其它硫化物沉淀可用稀酸溶解。 与（NH4）2S的反应生成氢氧化物沉淀 Cr3+、Al3+,通过实验初步判断那些离子存在，再利用特性反应进行分别鉴定。,练习 阳离子初步试验,某溶液中可能含有Ag+，Zn2+，Hg22+，Ni2+等离子
13、，现进行下列实验： (1)加入NaCl试剂产生白色沉淀。 (2)加过量浓氨水，有灰黑色沉淀生成，过滤后溶液呈蓝紫色。 (3)滤液中加入硝酸，产生白色沉淀。 试推断溶液中肯定存在哪些离子？,Hg22+ Ag+ Ni2+,酸 性 未 知 液，下 列 四 种的 定 性 分 析 报 告 中合理的是： a、Pb2、Ba2、I-、NO3- b、Hg22+ 、Cu2+ 、NO3- 、Cl- c、Fe3、 Mn2、I-、SO32- d、Fe3、Ba2、Br-、NO3- 下 列 离 子 能 够 大 量 共 存 的 一 组 是： a、Na、K、Al(OH)4-、Cr2O72- b、Fe3、Na2、SCN-、 C2
14、O42 c、K、H2S、NH4+、SO32- d、Co2+ 、Cu2+ 、NO3- 、SO42-,（5）分析结果的判断,根据前面的分析，得出试样的组分。 重新分析、核实实验步骤和现象、逐一进行推理。 给出分析结论。,10.2.1 重要阳离子的鉴定反应 Ag+离子的鉴定 Ag+(无色)+Cl- AgCl(白色沉淀) AgCl(白色沉淀)+2NH3 Ag(NH3)+(无色) Ag(NH3)+(无色)+H+Cl-= AgCl(白色沉淀)+NH4+ 反应的捡出限量2.5g Ag, 最低浓度10 g /mL. Pb2+ Hg22+ ?,8.2 部分离子的鉴定,NH4+ 离子的鉴定,K2HgI4的KOH溶
15、液称为奈氏试剂。 NH3 +2HgI42-+ 3OH-=Hg2ONH2I+7I-+2H2O 红棕色沉淀 由于一些重金属离子与碱作用生成各种有色沉淀干扰鉴定，所以鉴定时应把NH3赶出，利用验气装置来鉴定，此时反应特效。 灵敏度：检出限量0.05g，最低浓度1gmL-1。,K+离子的鉴定,Na+2K+Co(ONO)63- =K2NaCo(ONO)6 （黄色） 强酸和强碱能使试剂分解： 2Co(ONO)63-+10H+=2Co2+5NO+7NO2+5 H2O Co(ONO)63-+3OH-=Co(OH)3+ 6NO2- 常见阳离子中最主要的干扰是NH4+ ，它也能与试剂反应生成黄色沉淀（NH4）2N
16、aCo(NO2)6。但在沸水中加热1-2分钟后，(NH4)2NaCo(NO2)6沉淀完全分解。 灵敏度：检出限量4g，最低浓度80gmL-1。,Ca2+离子的鉴定,Ca2+离子与（NH4）2C2O4在pH4的醋酸介质中生成白色结晶形沉淀： Ca2+ + C2O42- = CaC2O4（白色） 此沉淀溶于强酸，但不溶于HAc。 当Ba2+干扰时，可加入饱和（NH4)2SO4数滴,生成BaSO4沉淀，而CaSO4能以配合物(NH4)2Ca(SO4)2形式存在。分离沉淀后，取离心液在pH4的醋酸介质中加入（NH4)2C2O4，生成白色结晶形沉淀示有Ca2+离子存在。 灵敏度：检出限量1g，最低浓度20gmL-1。,Ba2+离子的鉴定,Ba2+ + CrO42- = BaCrO4(黄色沉淀) 此沉淀溶于稀HCl或稀HNO3但不溶于H
