物理,化学经济学实验课件245第二章定性分析
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第五讲
第二章 定性分析
5-1
五、第四组阳离子的分析
（一）本组离子的主要性质 本组包括Ca2+、Ba2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+六 种离子，称为钙钠组。按照本组分出的顺序称为第 四组。由于没有组试剂，故又称为可溶组。
本组离子的主要性质如下： 1. 离子价态的稳定性 本组离子的价态稳定，而且每种离子只有一种 价态，所以它们在水溶液中很难发生氧化还原反应。 它们的金属都是很强的还原剂，因而其离子在水溶 液中不被还原性金属(如Zn)还原。
此反应在一般阳离子中无干扰，但实验室空气
中含氮时，容易发生过度检出现象，为此最好同时
作空白试验。
m=0.05μg C=1:106(1ppm)
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6
第五讲
第二章 定性分析
5-7
5. K+的鉴定
A．Na3Co(NO2)6试法 K+ 在 中 性 或 HAc 酸 性 溶 液 中 与 亚 硝 酸 钴 钠
羧络合剂，如与EDTA生成的螯合物常用于掩蔽和
定量之用。Ba2+、Sr2+与玫瑰红酸钠试剂生成的螯
合物为红棕色沉淀，用于这两种离子的鉴定。Ca2+
与乙二醛双缩(2-羟基苯胺)(GBHA)生成的红色螯合
物，可用于鉴定Ca2+。借助Ca2+能与SO42-生成 Ca(SO4)22-络离子,可用于Ca2+与Ba2+、Sr2+的分离。
当Ba2+存在时，可向溶液中加入饱和(NH4)2SO4 数 滴 ， 使 用 其 生 成 沉 淀 ， 而 CaSO4 生 成 络 合 物 (NH4)2Ca(SO4)2。分出沉淀后，吸取离心液后进行。
GBHA试法 在碱性溶液中， Ca2+与乙二醛双
缩（2-羟基苯胺）可生成红色螯合物沉淀。加入碳酸
钠可使Ba2+与试剂的螯合物分解。
第二章 定性分析
5-9
B．四苯硼化钠试法 在中性、碱性或HAc酸性溶液，K+与四苯硼化 钠生成溶解度很小的白色沉淀：
K++[B(C6H5)4]-=K[B(C6H5)4]↓ NH4+与试剂生成类似的沉淀，事先必须以灼 烧方法(见前述)除去。其他重金属离子的干扰可在 pH=5时加EDTA掩蔽。Ag+的干扰可预先以HCl沉 出，或加KCN掩蔽。
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2
第五讲
第二章 定性分析
5-3
（二） 本组离子的分别鉴定
1. Ba2+的鉴定
K2CrO4试法 取已除去NH4+的酸性溶液1滴， 置于黑色点滴板上，加1滴NaAc以降低溶液的酸性
(生成HAc-NaAc缓冲溶液pH=4-5) 然后加K2CrO41 滴，Ba2+存在时生成黄色BaCrO4沉淀。
玫瑰红酸钠试法 Ba2+与玫瑰红酸钠在中性溶
m＝1μg，c＝1:5×105(2ppm)。
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第五讲
第二章 定性分析
5-10
6. Na+的鉴定 醋酸铀酰锌试法
Na+ 在 中 性 或 HAc 酸 性 溶 液 中 与 醋 酸 铀 锌
Zn(UO2)3(Ac)3生成柠檬黄色结晶形沉淀： Na++Zn2++3UO22++9Ac-+9H2O＝
NaAc·Zn(Ac)2·3UO2(Ac)2·9H2O↓ 反应产物的溶度积不够小，且容易形成过饱和 溶液，故应加入过量试剂和乙醇数滴搅拌，以促进 沉淀的生成。 强酸强碱能使试剂分解。PO43-、AsO43-等能与 试剂生成锌盐沉淀，它们存在时应加以分离。
使NO2-还原为NO，也不应存在。
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第二章 定性分析
5-8
常见阳离子中最主要的干扰是NH4+，它也能与试剂 生成黄色沉淀(NH4)2Na[Co(NO2)6]。 Bi3+、SbⅢ、 SnⅡ等在弱酸性条件下发生水解的离子也有干扰。
这些干扰离子可用灼烧法除去。铵盐在灼烧后
分解，其他易水解的盐一般在灼烧后转变为难熔的
Na3Co(NO2)6生成黄色结晶形沉淀，沉淀的组成因 反应条件而异，但主要产物是含两个K+的盐：
2K++Na++Co(NO2)63-＝K2Na[Co(NO2)6↓ 强酸强碱都能使试剂遭到破坏：
Co(NO2)63-+3OH-＝Co(OH)3↓+6NO22Co(NO2)63-+1OH+＝2Co2++5NO↑+7NO2-+5H2O I-及其他强还原剂能使试剂中的Co3+还原为Co2+，
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第五讲
第二章 定性分析
5-2
2. 难溶化合物
本组二价离子有较多的难溶化合物，如碳酸盐、
铬酸盐、硫酸盐、草酸盐和磷酸盐；而一价离子的
难 溶 化 物 则 很 少 ， 如 K2Na[Co(NO2)6] 和 NaAc·Zn(Ac)2·3UO2(Ac)2·9H2O。
3. 络合物
来自百度文库
本组离子生成络合物的倾向很小：主要是与氨
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第五讲
第二章 定性分析
5-5
3. 镁的鉴定 Mg2+在碱性溶液中与对-硝基偶氮间苯二酚(镁 试剂)生成天蓝色沉淀。一些现象表明，此天蓝色沉 淀是Mg(OH)2吸附存在于碱性溶液中的试剂(一种偶 氮染料)而生成的，此试剂在酸性溶液中显黄色，在 碱性溶液中显紫红色，被Mg(OH)2吸附后显天蓝色。 很多重金属离子有干扰。一类是在碱性溶液中 生成氢氧化物沉淀的离子，它们或者由于沉淀本身 有颜色或者由于吸附试剂而显色；另一类是在碱性 溶液中生成偏酸根的离子，如Al3+、Cr3+、Zn2+、 Pb2+、SnⅡ，Ⅳ 等，它们的阴离子易被Mg(OH)2吸附， 从而妨碍Mg(OH)2吸附试剂。
液中生成红棕色沉淀，此沉淀不溶于稀HCl溶液，
但经稀HCl溶液处理后，沉淀的颗粒变得更细小，
颜色更鲜红色。这一反应宜在滤纸上进行。
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第五讲
第二章 定性分析
5-4
2. Ca2+的鉴定
CaC2O4试法 向试液加入(NH4)2C2O4，pH>4， Ca2+ 存 在 时 生 成 白 色 CaC2O4 沉 淀 。 以 浓 HCl 润 湿 CaC2O4沉淀，作焰色反应，显砖红色。
氧化物。作法是：将试液移入微钳锅中，蒸发至干，
然后灼烧至不冒白烟（但NH4NO3无此现象）为止 冷却后加水煮沸，离心沉降。吸取部分离心液，检
查NH4+是否己完全除净。如已除净，则取离心液以 HAc酸化，加入试剂，黄色沉淀示有K+。
m＝4μg C＝1:1.25×104(80ppm)。
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第五讲
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第五讲
第二章 定性分析
5-6
4. NH4+的鉴定 NH4+与碱作用生成NH3，加热可促使其挥发。
NH4++OH-=NH3↑+H2O 生成的NH3气可在气室中用湿润的红色石蕊试纸、 pH试纸或滴以奈氏试剂的滤纸检验。NH3气可使石 蕊试纸或pH试纸显出碱性颜色，使奈氏试剂的斑点
变为红棕色。
第二章 定性分析
5-1
五、第四组阳离子的分析
（一）本组离子的主要性质 本组包括Ca2+、Ba2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+六 种离子，称为钙钠组。按照本组分出的顺序称为第 四组。由于没有组试剂，故又称为可溶组。
本组离子的主要性质如下： 1. 离子价态的稳定性 本组离子的价态稳定，而且每种离子只有一种 价态，所以它们在水溶液中很难发生氧化还原反应。 它们的金属都是很强的还原剂，因而其离子在水溶 液中不被还原性金属(如Zn)还原。
此反应在一般阳离子中无干扰，但实验室空气
中含氮时，容易发生过度检出现象，为此最好同时
作空白试验。
m=0.05μg C=1:106(1ppm)
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5. K+的鉴定
A．Na3Co(NO2)6试法 K+ 在 中 性 或 HAc 酸 性 溶 液 中 与 亚 硝 酸 钴 钠
羧络合剂，如与EDTA生成的螯合物常用于掩蔽和
定量之用。Ba2+、Sr2+与玫瑰红酸钠试剂生成的螯
合物为红棕色沉淀，用于这两种离子的鉴定。Ca2+
与乙二醛双缩(2-羟基苯胺)(GBHA)生成的红色螯合
物，可用于鉴定Ca2+。借助Ca2+能与SO42-生成 Ca(SO4)22-络离子,可用于Ca2+与Ba2+、Sr2+的分离。
当Ba2+存在时，可向溶液中加入饱和(NH4)2SO4 数 滴 ， 使 用 其 生 成 沉 淀 ， 而 CaSO4 生 成 络 合 物 (NH4)2Ca(SO4)2。分出沉淀后，吸取离心液后进行。
GBHA试法 在碱性溶液中， Ca2+与乙二醛双
缩（2-羟基苯胺）可生成红色螯合物沉淀。加入碳酸
钠可使Ba2+与试剂的螯合物分解。
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5-9
B．四苯硼化钠试法 在中性、碱性或HAc酸性溶液，K+与四苯硼化 钠生成溶解度很小的白色沉淀：
K++[B(C6H5)4]-=K[B(C6H5)4]↓ NH4+与试剂生成类似的沉淀，事先必须以灼 烧方法(见前述)除去。其他重金属离子的干扰可在 pH=5时加EDTA掩蔽。Ag+的干扰可预先以HCl沉 出，或加KCN掩蔽。
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第二章 定性分析
5-3
（二） 本组离子的分别鉴定
1. Ba2+的鉴定
K2CrO4试法 取已除去NH4+的酸性溶液1滴， 置于黑色点滴板上，加1滴NaAc以降低溶液的酸性
(生成HAc-NaAc缓冲溶液pH=4-5) 然后加K2CrO41 滴，Ba2+存在时生成黄色BaCrO4沉淀。
玫瑰红酸钠试法 Ba2+与玫瑰红酸钠在中性溶
m＝1μg，c＝1:5×105(2ppm)。
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6. Na+的鉴定 醋酸铀酰锌试法
Na+ 在 中 性 或 HAc 酸 性 溶 液 中 与 醋 酸 铀 锌
Zn(UO2)3(Ac)3生成柠檬黄色结晶形沉淀： Na++Zn2++3UO22++9Ac-+9H2O＝
NaAc·Zn(Ac)2·3UO2(Ac)2·9H2O↓ 反应产物的溶度积不够小，且容易形成过饱和 溶液，故应加入过量试剂和乙醇数滴搅拌，以促进 沉淀的生成。 强酸强碱能使试剂分解。PO43-、AsO43-等能与 试剂生成锌盐沉淀，它们存在时应加以分离。
使NO2-还原为NO，也不应存在。
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5-8
常见阳离子中最主要的干扰是NH4+，它也能与试剂 生成黄色沉淀(NH4)2Na[Co(NO2)6]。 Bi3+、SbⅢ、 SnⅡ等在弱酸性条件下发生水解的离子也有干扰。
这些干扰离子可用灼烧法除去。铵盐在灼烧后
分解，其他易水解的盐一般在灼烧后转变为难熔的
Na3Co(NO2)6生成黄色结晶形沉淀，沉淀的组成因 反应条件而异，但主要产物是含两个K+的盐：
2K++Na++Co(NO2)63-＝K2Na[Co(NO2)6↓ 强酸强碱都能使试剂遭到破坏：
Co(NO2)63-+3OH-＝Co(OH)3↓+6NO22Co(NO2)63-+1OH+＝2Co2++5NO↑+7NO2-+5H2O I-及其他强还原剂能使试剂中的Co3+还原为Co2+，
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2. 难溶化合物
本组二价离子有较多的难溶化合物，如碳酸盐、
铬酸盐、硫酸盐、草酸盐和磷酸盐；而一价离子的
难 溶 化 物 则 很 少 ， 如 K2Na[Co(NO2)6] 和 NaAc·Zn(Ac)2·3UO2(Ac)2·9H2O。
3. 络合物
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3. 镁的鉴定 Mg2+在碱性溶液中与对-硝基偶氮间苯二酚(镁 试剂)生成天蓝色沉淀。一些现象表明，此天蓝色沉 淀是Mg(OH)2吸附存在于碱性溶液中的试剂(一种偶 氮染料)而生成的，此试剂在酸性溶液中显黄色，在 碱性溶液中显紫红色，被Mg(OH)2吸附后显天蓝色。 很多重金属离子有干扰。一类是在碱性溶液中 生成氢氧化物沉淀的离子，它们或者由于沉淀本身 有颜色或者由于吸附试剂而显色；另一类是在碱性 溶液中生成偏酸根的离子，如Al3+、Cr3+、Zn2+、 Pb2+、SnⅡ，Ⅳ 等，它们的阴离子易被Mg(OH)2吸附， 从而妨碍Mg(OH)2吸附试剂。
液中生成红棕色沉淀，此沉淀不溶于稀HCl溶液，
但经稀HCl溶液处理后，沉淀的颗粒变得更细小，
颜色更鲜红色。这一反应宜在滤纸上进行。
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第二章 定性分析
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2. Ca2+的鉴定
CaC2O4试法 向试液加入(NH4)2C2O4，pH>4， Ca2+ 存 在 时 生 成 白 色 CaC2O4 沉 淀 。 以 浓 HCl 润 湿 CaC2O4沉淀，作焰色反应，显砖红色。
氧化物。作法是：将试液移入微钳锅中，蒸发至干，
然后灼烧至不冒白烟（但NH4NO3无此现象）为止 冷却后加水煮沸，离心沉降。吸取部分离心液，检
查NH4+是否己完全除净。如已除净，则取离心液以 HAc酸化，加入试剂，黄色沉淀示有K+。
m＝4μg C＝1:1.25×104(80ppm)。
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第二章 定性分析
5-6
4. NH4+的鉴定 NH4+与碱作用生成NH3，加热可促使其挥发。
NH4++OH-=NH3↑+H2O 生成的NH3气可在气室中用湿润的红色石蕊试纸、 pH试纸或滴以奈氏试剂的滤纸检验。NH3气可使石 蕊试纸或pH试纸显出碱性颜色，使奈氏试剂的斑点
变为红棕色。