第三组阳离子的分析

第四节第三组阳离子的分析

一、本组离子的分析特性

本组包括由7种元素形成的8种离子：Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+，称为铁组，它们的氯化物溶于水，在0.3mol·L-1HCl溶液中不形成硫化物沉淀，只能在

NH

3-NH

4

Cl(pH≈9)溶液中与(NH

4

)

2

S或硫代乙酰胺反应生成硫化物或氢氧化物沉淀，按分组顺

序称为第三组，按所用试剂称为硫化铵组。

1.离子的颜色——预测某些有色离子是否存在

常见阳离子中带有颜色的，除Cu2+以外，其余都集中到本组，而本组中只有Al3+和Zn2+无色。

作用：此性质可用作未知离子的预测。

应注意的问题：

（1）当含量少时，即使溶液无色，也不能排除有少量有色离子的存在。

（2）当不同的颜色发生互补现象时，溶液虽然无色也不能排除有色离子的存在。

如Co2+:Ni2+=1:3

互补规律：（对角线互补为无色）

2.离子的价态

本组除Al 3+

与Zn 2+

外，都有两种以上的价态，如Fe(2,3)，Mn(2,3,4,5,6,7)，Cr(2,3,6),Co(2,3)，Ni(2,3)等。可应用于分离和鉴定反应之中。正因为这样，本组许多离子的分析反应都与其价态的变化有关，有的还有重要的分析意义。

氧化还原反应在分析中的应用 (1)分离离子：掩蔽或沉淀

以NaOH 沉淀Co(OH)2时，因它的溶解度较大，且容易被过量的NaOH 部分溶解为HCoO 2-，所以沉淀不完全。为使沉淀完全，一般都将Co(OH)2氧化为Co(OH)3。Co(OH)2很容易被氧化，甚至放置在空气中都可逐渐转变为Co(OH)3。在实验条件下，通常是加Na 2O 2作为氧化剂：

2Co(OH)2+Na 2O 2+2H 2O ＝2Co(OH)3↓+2Na ++2OH -

(2)鉴定离子

Mn 2+在稀溶液中接近无色，而MnO 4-却有鲜明的紫红色。利用这一性质，可将Mn 2+氧化为MnO 4-而加以鉴定，灵敏度很高（m=1μg ，c=16ppm ）。

又如，Cr 3+的鉴定方法之一，是先在碱性溶液中将它氧化为黄色的CrO 42-（不够灵敏、受有色离子的干扰），然后再在酸性溶液中进一步氧化为蓝色的过氧化铬CrO 5。这是铬比较特效的方法。

(3)溶解难溶化合物

一般的溶解度小的硫化物或氧化物均可用氧化还原法溶解。 CoS+H 2O 2+2H +==Co 2++S ↓+2H 2O MnO 2+2H ++H 2O 2==Mn 2++2H 2O+O 2↑ MnO 2+4H ++4Cl -==MnCl 2+2H 2O+Cl 2↑

(4)预处理离子

如As Ⅴ到As Ⅲ、Sn Ⅱ到Sn Ⅳ的转化

3.形成络离子的能力

本组离子形成络离子的能力较强。这一性质对本组某些离子的分离和鉴定有很大的方便。例如Zn 2+、Co 2+、Ni 2+与NH 3生成络离子的性质可用于它们与其它离子的分离；在一定条件下，Fe 3+；和Co 2+与NH 4SCN 形成有色的络合物，这一性质可用于相应离子的鉴定。

配位反应在分析中的应用

(1)鉴定离子

如Fe 2+在pH=2-9下，与邻二氮菲生成深红色配位化合物

用这类反应鉴定离子，在分析检验上经常使用。阳Ⅲ组Al 3+、Fe 3+、Fe 2+、Zn 2+、Co 2+、Ni 2+

均用此类鉴定反应。 (2)掩蔽离子（不分离）

如鉴定Co 2+时，Co 2+与NH 4SCN 生成蓝色络合物Co(SCN)42-，但Fe 3+有干扰，此时可用NaF 掩蔽Fe 3+。

分离

(3)分离

如Ag+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Cu2+与Fe3+的分离，可用过量的氨水，形成Fe(OH)

3

↓，其余的均形成配位化合物。

(4)溶解难溶化合物

如AgCl可用氨水溶解。

4.与(NH4)2反应

5．沉淀的性状

易形成胶体沉淀，特别是NiS。

二、组试剂与分离条件

本组组试剂为NH

3－NH

4

Cl(pH=9)存在下的(NH

4

)

2

S或硫代乙酰胺(加热)。与组试剂作用时

本组离子有的生成硫化物，有的则生成氢氧化物：

Fe2++S2-＝FeS↓(黑) 2Fe3++3S2-＝Fe

2S

3

↓(黑)

Mn2++S2-＝MnS↓(肉色) Zn2++S2-＝ZnS↓(白) Co2++S2-＝CoS↓(黑) Ni2++S2-＝NiS↓(黑)

2A13++3S2-+6H

2O＝2A1(OH)

3

↓(白)+3H

2

S↑

2Cr3++3S2-+6H

2O＝2Cr(OH)

3

↓(灰绿)+3H

2

S↑

因Fe3+、Al3+与Cr3+的氢氧化物溶解度很小，当溶液一旦变成微碱性（如在氨性溶液中）

时，它们首先就会以氢氧化物的形式析出，加入组试剂后，只有Fe(OH)

3转化为黑色Fe

2

S

3

沉

淀。

为了使本组离子沉淀完全，并与第四组离子有效分离，且所得的沉淀便于离心沉降，在进行沉淀时应注意控制酸度和防止硫化物形成胶体等问题。