單元五 陽離子第二 A 屬分析 ( 上 )
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1. 屬試劑 -1
1) 本屬離子有 Pb2+ 、 Hg2+ 、 Cu2+ 、 Cd2+ 、 Bi3+ 、 As3+ 、 Sb3+ 、 Sn4+ 等在 0.3M[H+] 中與 H2S 形成硫化物沉澱。
Pb2+ + H2S PbS +
2H+ Cu2+ + H2S CuS +
2H+
Cd2+ + H2S CdS +
2H+
2Bi3+ + 3 H2S Bi2S3 +
6H+
2As5+ + 5H2S As2S5 +
10H+
Sn4+ + 2H2S SnS +
4H+
2Sb5+ + 3H2S Sb2S5 +
10H+
2) H2S 為毒性氣體,為避免傷害身體,一般以硫代乙醯胺作為沉澱劑。 CH3CSNH2 + H2O CH3CONH2 + H2S
1. 屬試劑 -2
3) 以 3MKOH 將第二屬的硫化物沉澱分成 A、 B兩副屬。 GrⅡA: HgS 、 PbS 、 Bi2S3、 CuS 、 CdS( 可溶屬 ) GrⅡB: As2S5、 Sb2S5、 SnS2( 不溶屬 )
4As2S5 + 24 OH- 5AsS43- + 3AsO4
3- + 12H2O
4Sb2S5 + 24 OH- 5SbS43- + 3SbO4
3- + 12H2O
4SnS2 + 6 OH- 2SnS33- + 3SnO3
3- + 3H2O
可溶屬
2. 鉛離子的分離與確認1) PbS 可溶於 3MHNO3。
3PbS +2NO3- + 8H+ 3Pb2+
+2NO + 3S +4H2O
2) Pb2+ 遇濃氨水生成 Pb(OH)NO3 沉澱
Pb2+ NO3- + NH3 +H2O
Pb(OH)NO3 + NH4+
3) Pb(OH)NO3 可溶於醋酸溶液中,與鉻酸根生成 PbCrO4 黃色沉澱,可確認 Pb2+ 。Pb2+ + CrO4
2- PbCrO4 黃色沉澱
3. 汞離子的分離與確認1) HgS 不溶於 3MHNO3,可溶於王水形成錯離子。
3HgS +2NO3- + 8H+ +12Cl- 3[HgCl4]2-
+2NO + 3S +4H2O
2) [HgCl4]2- 遇氯化亞錫生成白色 Hg2Cl2 沉澱可確認 Hg2+ 。
2[HgCl4]2- + [SnCl4]2- Hg2Cl2 +[SnCl6]2- + 4Cl-
白色沉澱
4. 銅離子的分離與確認1) CuS 可溶於 3MHNO3。
3CuS +2NO3- + 8H+ 3Cu2+
+2NO + 3S +4H2O
2) Cu2+ 遇濃氨水生成可溶性的 Cu[(NH3)4]2+ 錯離子。
Cu2+ + 4NH3 Cu[(NH3)4]2+
3) Cu[(NH3)4]2+ 與 KCN 生成穩定的 [Cu(CN)3]2- 錯離子。此錯離子不與 H2S 生成沉澱,。
4) Cu[(NH3)4]2+ 與黃血鹽生成紅棕色沉澱。
2Cu2+ +[Fe(CN)6]2- Cu2[Fe(CN)6]紅棕色沉澱
5. 鎘離子的分離與確認1) CdS 可溶於 3MHNO3。
3CdS +2NO3- + 8H+ 3Cd2+
+2NO + 3S +4H2O
2) Cd2+ 遇濃氨水生成可溶性的 Cd[(NH3)4]2+ 錯離子。
Cd2+ + 4NH3 Cd[(NH3)4]2+
3) Cd[(NH3)4]2+ 與 KCN 生成穩定的 [Cd(CN)4]2- 錯離子不穩定,此錯離子與 H2S 生成 CdS 的黃色沉澱,。2[Cd(CN)4]2- +H2S 2HCN +2CN- +CdS黃色沉澱
6. 鉍離子的分離與確認1) Bi2S3可溶於 3MHNO3。
Bi2S3 + 2NO3- + 8H+ 2Bi3+
+2NO + 3S +4H2O
2) Bi3+ 遇濃氨水生成 BiONO3 的白色沉澱。
Bi3+ + NO3- +2NH3 +H2O BiONO3
+2NH4+
3) BiONO3 遇 3M KOH 生成 BiOOH 沉澱。BiONO3 +OH- BiOOH +NO3
-
4) BiOOH 被亞錫酸根離子還原成黑色鉍金屬,可確認 Bi3+ 。
2BiOOH +3HSnO2- +3OH- +5H2O Bio + 3[Sn(OH)6]2-
黑色沉澱
二、實驗步驟 -1
1. 在含有 GrⅡ~V 之試液中加入 5滴濃 HNO3及 5滴濃 HCl ,加熱蒸乾。2.加入一滴濃 HCl ,加入 1mL 的水,倒入試管中。3.加入 10 滴 5%TAA ,於水浴中煮沸 3分鐘,離心分離。
步驟一 陽離子第二屬之沉澱
陽離子GrⅡ~V
0.3M HCl 中H2S( 硫代乙醯胺 )
加熱
HgS , PbS , Bi2S3 , CuS , CdS ,As2S5 , Sb2S5 , SnS2
陽離子GrⅢ~V
二、實驗步驟 -2
4. 於含陽離子第二屬之沉澱中加入 10滴 3MKOH ,徹底攪拌,離心分離。
步驟二 A 與 B副屬之分離
HgSPbSBi2S3
CuSCdSAs2S5
Sb2S5
SnS2
3MKOH
Gr AⅡ
AsS43-
SbS43-
SnS32-
Gr BⅡ
HgS , PbS , Bi2S3 ,CuS , CdS
二、實驗步驟 -3
5. 於 GrⅡA之硫化物沉澱中,加入 15滴 3MHNO3,攪拌均勻,水浴中加熱 3分鐘,離心分離。沉澱物為的硫化汞。
步驟三 汞離子之分離
3M HNO3
HgS
Bi3+ , Pb2+ ,Cu2+ , Cd2+
HgSPbSBi2S3
CuSCdS
二、實驗步驟 -4
6. 於硫化汞沉澱中滴加 1滴濃 HNO3和 3滴濃 HCl ,水浴中煮沸 3分鐘。
7.加入 3滴 0.5M 的 SnCl2,若有白或灰色沉澱生成,確認 Hg2
+存在。
步驟四 汞離子之確認
HgS王水
[HgCl4]2-
SnCl2
Hg2Cl2 , Hg
灰色沉澱確認 Hg2+
二、實驗步驟 -5
8. 於含 Pb2+、 Cu2+、 Cd2+及 Bi3+的澄清液中加入濃氨水,攪拌均勻後,水浴中加熱 3分鐘,離心分離。沉澱物含鉛及鉍,澄清液含銅及鎘離子。
步驟五 鉛及鉍離子之分離
Bi3+
Pb2+
Cu2+
Cd2+
濃 NH3(aq)
BiONO3
Pb(OH)NO3
Cu[(NH3)4]2+
Cd[(NH3)4]2+
二、實驗步驟 -6
9. 於含鉛與鉍之沉澱物中加入 3MKOH ,攪拌均勻後離心分離。
10. 沉澱中加入新配製的 NaHSnO2,若有黑色沉澱生成,確認Bi3+存在。
步驟六 鉍離子之分離與確認
Bio黑色沉澱確認 Bi3+
BiONO3
Pb(OH)NO3
3MKOHBiOOH
HSnO2-
HPbO2-
二、實驗步驟 -7
11. 於含鉛之澄清液中加入 1滴 6MHAc 及 3滴 3MNH4Ac ,混合均勻後加入 2滴 1M K2CrO4,若有黃色沉澱生成,確認 Pb2
+存在。
步驟七 鉛離子之確認
HPbO2-
HAc
K2CrO4
PbCrO4黃色沉澱確認 Pb2+
二、實驗步驟 -8
12. 將含銅及鎘之錯離子的澄清液分成兩半,取一半加入 3HAc 成酸性,再加入 1小匙粉狀 K4Fe(CN)6,若有紅棕色沉澱生成,確認 Cu2+存在。
步驟八 銅離子之確認
Cu[(NH3)4]2+
Cd[(NH3)4]2+
HAc
K4Fe(CN)6
Cu2Fe(CN)6
紅棕色沉澱確認 Cu2+
二、實驗步驟 -9
13. 取另一半含銅及鎘的錯離子溶液,加入 10 滴 1MKCN ,加入 3M KOH 成鹼性,加入 20滴甲醛水溶液,然後滴加 5滴的 TAA ,若有黃色沉澱生成,確認 Cd2+存在。
步驟九 鎘離子之確認
Cu[(NH3)4]2+
Cd[(NH3)4]2+
KCN [Cu(CN)3]2-
[Cd(CN)4]2-
KOH , HCHOH2S
CdS黃色沉澱確認 Cd2+
三、流程圖 -1
陽離子Gr ~VⅡ
0.3M HCl 中H2S( 硫代乙醯胺 )
加熱
HgSPbSBi2S3
CuSCdSAs2S5
Sb2S5
SnS2
陽離子Gr ~VⅢ
3MKOHHgSPbSBi2S3
CuSCdS
Gr AⅡ
AsS43-
SbS43-
SnS32-
Gr BⅡ
三、流程圖 -1
陽離子Gr ~VⅡ
0.3M HCl 中H2S( 硫代乙醯胺 )
加熱
HgSPbSBi2S3
CuSCdSAs2S5
Sb2S5
SnS2
陽離子Gr ~VⅢ
3MKOHHgSPbSBi2S3
CuSCdS
Gr AⅡ
AsS43-
SbS43-
SnS32-
Gr BⅡ
三、流程圖 -2
3M HNO3
HgS
Bi3+
Pb2+
Cu2+
Cd2+
王水
HgSPbSBi2S3
CuSCdS
Gr AⅡ
[HgCl4]2-
SnCl2
Hg2Cl2
白色沉澱確認 Hg2+
濃 NH3(aq)
BiONO3
Pb(OH)NO3
Cu[(NH3)4]2+
Cd[(NH3)4]2+
三、流程圖 -3
HPbO2-
Bio黑色沉澱確認 Bi3+
BiONO3
Pb(OH)NO3
Cu[(NH3)4]2+
Cd[(NH3)4]2+
3MKOHBiOOH
HSnO2-
HAc
K2CrO4
PbCrO4黃色沉澱確認 Pb2+
HAc
K4Fe(CN)6
Cu2Fe(CN)6紅棕色沉澱確認 Cu2+
KCN [Cu(CN)3]2-
[Cd(CN)4]2-
KOH , HCHOH2S
CdS黃色沉澱確認 Cd2+
四、實驗記錄 -1
Hg2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+ Pb2+
H2SHgS黑色
Bi2S3
黑色CuS黑色
CdS黃色
PbS黑色
SnCl2
Hg2Cl2 或 Hg灰色
PbCl2
白色
NH3(aq)
HgNH2Cl白色
Bi(OH)3
白色Cu(OH)2
淺藍色Cd(OH)2
白色Pb(OH)2
白色
過量氨水Cu(NH3)4
2+ 深藍色
Cd(NH3)42+
無色
NaOHBi(OH)3
白色Cu(OH)2
淺藍色Cd(OH)2
白色
離子試劑