定性分析的一般步骤

第八讲
第二章
定性分析
8-6
二、初步试验
初步试验的种类很多， 初步试验的种类很多，下面是其中最常用的几 项。 （一）焰色试验 有些元素可以使无色火焰呈现出具有特征的颜 这种性质对于分析单一化合物很有帮助。 色。这种性质对于分析单一化合物很有帮助。复杂 物质中如果存在着几种具有焰色反应的物质， 物质中如果存在着几种具有焰色反应的物质，则因 颜色的互相干扰而不能得到满意的结果。 颜色的互相干扰而不能得到满意的结果。 作焰色试验时， 作焰色试验时，要求被试验的物质具有较大的 挥发性。因此，除用铂丝蘸取试样外， 挥发性。因此，除用铂丝蘸取试样外，还要蘸取浓 HCl； 或者以浓 润湿试样后， ； 或者以浓HCl润湿试样后 ， 再以铂丝蘸取 。 润湿试样后 再以铂丝蘸取。 这样，在灼烧时便产生挥发性较大的氯化物， 这样，在灼烧时便产生挥发性较大的氯化物，焰色 反应较为明显。 反应较为明显。
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8-4
(二) 颜色 物质的颜色是鉴别物质的重要性质之一， 物质的颜色是鉴别物质的重要性质之一 ， 必须认真加以观察和研究。 必须认真加以观察和研究 。 如果一种物质的 晶体无色， 晶体无色 ， 那么这不仅划定了可能有的离子 的范围也排除了一大批构成有色物质的离子。 的范围也排除了一大批构成有色物质的离子 。 值得注意的是，如无水CuSO4和无水 和无水FePO4等 值得注意的是，如无水 都是白色的。 另外， 都是白色的 。 另外 ， 人工制成的和天然产的 物质，颜色常有不同。例如沉淀生成的HgS是 物质，颜色常有不同。例如沉淀生成的 是 黑色的，而天然的HgS(砂)则具有鲜艳的红色。 则具有鲜艳的红色。 黑色的，而天然的 砂 则具有鲜艳的红色
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8-2
一、试样的外表面观察和准备
拿到试样后的第一步工作是对试样的外表进行 初步的观察。 初步的观察。这种观察虽然不能代替以后的分析工 作，但准确认真的观察却能给我们提供一些重要的 参考性资料，大有益于以后工作的顺利进行。 参考性资料，大有益于以后工作的顺利进行。对于 分析工作者来说，一方面要力求弄清这个试样“ 分析工作者来说，一方面要力求弄清这个试样“是 什么” 同样重要的，也要尽可能弄清它“ 什么”；同样重要的，也要尽可能弄清它“不是什 这样，可以简化分析步骤，节省时间和精力， 么”。这样，可以简化分析步骤，节省时间和精力， 使必须做的工作做得更好。 使必须做的工作做得更好。 试样的外表观察主要注意以下几点： 试样的外表观察主要注意以下几点：
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8-1
2-4 定性分析的一般步骤（简述） 定性分析的一般步骤（简述）
定性分析一般步骤。 定性分析一般步骤 。 这些步骤大体上包括以 下五个内容： 下五个内容：
(一 ) (二 ) (三 ) (四 ) (五 )
试样的外表观察和准备； 试样的外表观察和准备； 初步试验； 初步试验； 阳离子分析； 阳离子分析； 阴离子分析； 阴离子分析； 分析结果的判断。 分析结果的判断。
些 天然 某 些天 然 产的或 经过 灼烧的 氧化物 ， 例 如 Al2O3 、 Cr2O3、 Fe2O3、 SnO2、SiO2等是很难溶的，对于它们只好采 等是很难溶的， 、 、 、 用熔融的办法。 等可用酸性熔剂(如 用熔融的办法 。 A12O3、Fe2O3等可用酸性熔剂 如 K2S2O7、 KHSO4等)熔融； SiO2、SnO2等可用碱性溶剂 如Na2CO3、 熔融； 等可用碱性溶剂(如 熔融 K2CO3等 )熔融； 对 Cr2O3则用碱性溶剂加氧化剂 熔融； 则用碱性溶剂加氧化剂(NaNO3)熔 熔融 熔 融，使其转化为可溶于水的铬酸盐。 使其转化为可溶于水的铬酸盐。
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8-12
4．硅酸盐 硅酸盐可用碱性熔剂(Na2CO3+K2CO3)熔融，使 熔融， 硅酸盐可用碱性熔剂 熔融 其转化为硅酸钠，然后再以水溶解。 其转化为硅酸钠，然后再以水溶解。
四、阴离子分析
按照本书的顺序阴离子的分析放在阳离子分析 之后进行(也有先分析阴离子的 因此， 也有先分析阴离子的)。 之后进行 也有先分析阴离子的 。因此，在分析阴离 子时有可能充分利用阳离子分析中已经得出的结论， 子时有可能充分利用阳离子分析中已经得出的结论 ， 对各种阴离子存在的可能性作出一些推断。 对各种阴离子存在的可能性作出一些推断。 例如， 例如 ， 从已经鉴定出的阳离子以及试样的溶解 性出发， 可以推断某些阴离子有无存在的可能。 性出发 ， 可以推断某些阴离子有无存在的可能 。 假 设阳离子中有Ag 而试样又溶于水， 设阳离子中有 +，而试样又溶于水，那么阴离子的 第二组不能存在； 如果这个水溶液呈酸性， 第二组不能存在 ； 如果这个水溶液呈酸性 ， 则第一 组的大部分也不能存在。 组的大部分也不能存在。
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8-5
试样的准备 在对试样进行外表观察后， 在对试样进行外表观察后，必须准备用于分析 的试样。对于分析试样的要求是组成均匀， 的试样。对于分析试样的要求是组成均匀，易于溶 解或熔融。因此如果试样是固体物质， 解或熔融。因此如果试样是固体物质，常常得要充 分研细。这一方面能使各种组分均匀混合， 分研细。这一方面能使各种组分均匀混合，另一方 面颗粒细小也易于同溶剂或熔剂作用， 面颗粒细小也易于同溶剂或熔剂作用，便于溶解或 熔融。当然，在试样组成均匀， 熔融。当然，在试样组成均匀，又易为一般溶剂所 溶解的情况下，研细的手续也可以免去。 溶解的情况下，研细的手续也可以免去。 试样准备好后要分作四份： 试样准备好后要分作四份：一份按下节所述进 行初步试验，一份作阳离子分析， 行初步试验，一份作阳离子分析，第三份作阴离子 分析：第四份保留备用。 分析：第四份保留备用。
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8-7
（二）灼烧试验 在一端封闭的玻璃管中，装入少许试样， 在一端封闭的玻璃管中，装入少许试样，起初 缓绥加热，然后灼烧，观察玻璃管中的变化。 缓绥加热，然后灼烧，观察玻璃管中的变化。 （三）溶剂的作用 研究各种溶剂对试样的作用， 研究各种溶剂对试样的作用，是初步试验中最 重要的内容。 重要的内容。它不仅可以提供给我们很多关于试样 组成的资料， 组成的资料，而且还使我们知道该用什么溶液来制 备分析试液。 备分析试液。 在定性分析中通常用的溶剂有水、盐酸、硝酸、 在定性分析中通常用的溶剂有水、盐酸、硝酸、 王水等。试验的顺序一般是：先冷，后热；先稀， 王水等。试验的顺序一般是：先冷，后热；先稀， 后浓；先单一酸再混合酸，先非氧化性酸再氧化性 后浓；先单一酸再混合酸， 酸。
五、分析结果的判断
在完成了试样分析的全过程后， 在完成了试样分析的全过程后，最后要对分析 结果作出一个总的结论,回答试样 是什么” 回答试样“ 结果作出一个总的结论 回答试样“是什么”的问题 。
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8-14
在回答这个问题的时候，首先要把观察、试验、 在回答这个问题的时候，首先要把观察、试验、 分析得来的资料综合起来考虑， 分析得来的资料综合起来考虑，而且不允许这些资料 之间发生相互矛盾或不合理的情况。例如， 之间发生相互矛盾或不合理的情况。例如，试样溶于 加酸时产生气体， 就不能同时有Pb 水、就不能同时有 2+和S2-；加酸时产生气体，就必 须找到至少一种挥发性的阴离子，等等。 须找到至少一种挥发性的阴离子，等等。 其次， 其次，要注意到我们所采用的分析方法主要是湿 而湿法鉴定的独立组分是离子， 法，而湿法鉴定的独立组分是离子，因此它在判断原 试样“是什么”的时候，有很大的局限性。例如， 试样“是什么”的时候，有很大的局限性。例如，仅 仅根据分析结果是K 这一事实， 仅根据分析结果是 +、Na+、C1-、NO3-这一事实，我 还是KNO3+NaCl。 们无从得知原试样是KCl+NaNO3 还是 。 们无从得知原试样是 在这种情况下，只报告上述四种离子也就够了。 在这种情况下，只报告上述四种离子也就够了。 但是在某些情况下，根据原试样的物理观察， 但是在某些情况下，根据原试样的物理观察，再 结合分析者已有的化学知识， 结合分析者已有的化学知识，也可能对原试样作出近 一步的判断。 一步的判断。
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8-3
(一) 组成 如果试样是固体物质，首先要观察(必要 如果试样是固体物质，首先要观察 必要 时使用放大镜)它的组成是否均匀 它的组成是否均匀。 时使用放大镜 它的组成是否均匀。如果不是 一种颗粒，可以把它们分拨开， 一种颗粒 ， 可以把它们分拨开 ， 然后分别地 加以观察，看它们是结晶形的， 加以观察 ， 看它们是结晶形的 ， 还是无定形 以及是否存在着风化或潮解等现象。 的 ， 以及是否存在着风化或潮解等现象 。也 可以用湿的pH试纸检查其酸碱性 这些， 试纸检查其酸碱性。 可以用湿的 试纸检查其酸碱性。这些，虽 然暂时还不能得出任何结论， 然暂时还不能得出任何结论， 但对以后的分 析还是很有价值的，它既可以提供线索， 析还是很有价值的 ，它既可以提供线索 ，也 可以同分析结果对照， 可以同分析结果对照， 增加分析结果的可靠 性。
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8-10
(三)不溶于水也不溶于酸的试样 不溶于水也不溶于酸的物质， 不溶于水也不溶于酸的物质，在定性分析中称 不溶物。不溶物包括以下几类物质， 为不溶物。不溶物包括以下几类物质，对它们可进 行分别处理。 行分别处理。 1. 卤化银 包括 包括AgC1、AgBr、AgI等。AgCl可 、 、 等 可 用氨水溶解， 然后以HNO3 酸化， 如有白色沉淀生 用氨水溶解 ， 然后以 酸化 ， 成 ， 则 表 示 有 银 。 AgBr 和 AgI 可 以 用 Zn 粉 和 稀 H2SO4处理： 处理： 2AgI+Zn+H2SO4＝2Ag+ZnSO4+2HI 溶解生成的银，再以Ag 然后以HNO3溶解生成的银，再以 +的特效反 然后以 应签定。 应签定。
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8-11
2．难溶硫酸盐 包括BaSO4、 SrSO4、CaSO4、 PbSO4等 ， 其中 包括 、 、 PbSO4溶于 溶于NH4Ac或NaOH; BaSO4、SrSO4、CaSO4 或 、 可加浓Na 多次处理， 使之转化为碳酸盐， 可加浓 2CO3 多次处理 ， 使之转化为碳酸盐 ， 然 后以稀HNO3 溶解 。 当然 ， 所有这几种硫酸盐都可 溶解。 当然， 后以稀 以用Ns 的混合物熔融， 以用 2CO3和K2CO3的混合物熔融，使之转化为碳 酸盐，继之以稀酸溶解。 酸盐，继之以稀酸溶解。 3．某些氧化物
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8-8
三、 阳离子分折
经过初步试验之后， 经过初步试验之后，试样溶于哪种溶剂已经清 楚了， 根据可能出现的三种情况分述如下 可能出现的三种情况分述如下。 楚了，现根据可能出现的三种情况分述如下。 (一)溶于水的试样 这种情况最为简单， 可直接取20-30mg试样 ， 试样， 这种情况最为简单 ， 可直接取 试样 溶于1ml水中，按阳离子分析方案进行分析。 水中， 溶于 水中 按阳离子分析方案进行分析。 有时可能遇到部分溶于水的试样， 有时可能遇到部分溶于水的试样，这时可把溶 于水的部分单独加以分析，其不溶于水的部分， 于水的部分单独加以分析，其不溶于水的部分，按 以下所述处理。 以下所述处理。然后把分别得到的结果加以综合判 作出结论。 断，作出结论。
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8-13
又如，在选择制备阳离子分析试液的溶剂时， 又如，在选择制备阳离子分析试液的溶剂时，顺便 可以观察到这些试样加酸时有无气体排出， 可以观察到这些试样加酸时有无气体排出，其气体 性质如何等等，这些都是阴离子分析中重要参考。 性质如何等等，这些都是阴离子分析中重要参考。 根据上述推断， 根据上述推断，再加上分析阴离子的初步试验 那么最后必须鉴定的， ，那么最后必须鉴定的，可能只剩下为数不多的阴 离子了。 离子了。于是我们就可以针对这些阴离子进行分别 分析。 分析。
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8-9
(二)不溶于水但溶于酸的试样 用于溶解试样的酸包括盐酸、硝酸和王水， 用于溶解试样的酸包括盐酸、硝酸和王水，硫 酸因有较多的沉淀作用，不适于作溶剂。 酸因有较多的沉淀作用，不适于作溶剂。 在盐酸和硝酸都可用的情况下， 在盐酸和硝酸都可用的情况下，如果需要考虑 防止挥发损失，则一般应选择硝酸， 防止挥发损失，则一般应选择硝酸，因为硝酸盐不 象氯化物那样易于挥发， 象氯化物那样易于挥发，在蒸发除去过量酸时不致 遭到较大的损失；当然， 遭到较大的损失；当然，王水只有在两种酸都不溶 的情况才使用。 的情况才使用。 每种酸在使用时都要力求不太过量， 每种酸在使用时都要力求不太过量，而且尽量 使用稀的。过量太多的酸，尤其是浓酸， 使用稀的。过量太多的酸，尤其是浓酸，会给分析 带来一系列的麻烦。 带来一系列的麻烦。