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Al3+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Zn2+离子混合液的分离和鉴定


作者: ffjianghui    发布日期: 2008-03-15

方法概述

这8种离子的氯化物都溶于水,在0.3mol/L盐酸溶液中不被硫化氢沉淀,但在 NH3 -NH4缓冲溶液中与硫化氢作用,Al3+和Cr3+生成 Al(OH)3和Cr(OH)3沉淀,其它的离子都生成相应的硫化物沉淀。这8 种阳离子组成硫化氢系统分析中的碱性硫化氢组或被称为铁铝组,在硫化氢系统分析程序上 又称为第三组

这些阳离子绝大多数是d区金属元素阳离子,未成对电子的存在使得它们的阳离子在水溶液中 呈现一定的颜色,同时又使它们具有强烈的形成配离子的倾向。下表是这些阳离子以及某些 配离子的颜色,但如果试液无色,也不能排除有色离子的存在,因为当某些离子含量很小或不 同颜色发生互补现象时,溶液几乎无色。


离子                                             颜色         
[Cr(H2O)6]3+                              蓝紫色      
[CrCl(H2O)5]2+                            绿色         
[Co(H2O)6]2+                             玫瑰红        
[Co(NH4)6]2+                              褐色         
[Co(NCS)4]2+                             蓝绿色         
[Co(NH3)5(H2O)]3+                     红色           
[Ni(H2O)6]2+                              淡绿色         
[Fe(H2O)6]2+                             淡绿色
[Fe(H2O)6]3+                             淡紫色
[Fe(OH)(H2O)5]2+                      琥珀色
[FeCl(H2O)5]2+                            黄色
[FeSCN]2+                                 血红色
[Mn(H2O)6]2+                            粉红色
[Ni(NH4)6]2+                              蓝紫色


在上述8种离子中,除Al3+和Zn2+以外,其它离子属不饱和电子构型, 由于次外层的d轨道电子可以全部或部分参与成键,因而常表现出可变价态,具有氧化还原性质。 这些性质在离子的分离和鉴定中显得十分重要。如利用Mn2+和Cr3+的还 原性,在碱性条件下可将它们氧化为MnO2和CrO42-。在酸 性条件下,NaBiO3氧化Mn2+为MnO4-的反应,被 用来鉴定Mn2+。

分析步骤






分析说明


在氢氧化钠作用下,两性元素铝,铬,锌的氢氧化物溶解在过量碱中,而与非两性元素分离。 同时锰和铬又被过氧化氢氧化成四价锰和六价铬。

Mn(OH)2 + H2O2 → MnO2 + 2H2O
MnO2和Co(OH)3在HNO3中溶解不显著,在酸性溶液中用 H2O2还原可提高溶解性,反应如下:
MnO2 + H2O2 + 2H+ → Mn2+ + 2H2O + O2
2Co(OH)3 + H2O2 +4H+ → 2Co2+ + 6H2O + O2
在酸性溶液中ClO3-将Mn2+氧化为MnO2而与 铁、钴、镍分离。
3Mn2+ + ClO3- + 3H2O → 3MnO2 + 6H+ + Cl-
用HNO2作还原剂将MnO2再还原为Mn2+,用铋酸钠氧化为 紫色的MnO4-,这是鉴定二价锰离子的特征反应:
2Mn2+ + 14H+ + 5NaBiO3 → 2MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O + 5Na+
利用铁、钴、镍离子与氨水不同作用,将其分离。三价铁离子与过量氨水作用只生成氢氧化 铁沉淀,而钴与镍都生成相应的氨配合离子而溶解。
实验中用两个反应证实铁离子的存在。在酸性溶液中,二价铁离子与铁氰化钾反应生成普鲁 士蓝沉淀,可证实二阶铁的存在。三价铁可与硫氰根离子作用显血红色。
Fe3+ + SCN- → [Fe(SCN)]2+
Co2+与SCN-反应生成蓝绿色的[Co(SCN)4]2-配离子, 可证实 Co2+存在。此配离子可被戊醇煤炭萃取。
为了防止铁离子的干扰,加入 NaF 使铁离子形成 [FeF6]3-,而将 铁离子掩蔽起来。
镍离子与丁二酮肟(HDMG)作用,生成红色的沉淀来鉴定镍的存在。
Cr2O72-与过氧化氢作用生成蓝色过氧化铬 CrO5,在 乙醚中显蓝色,可证实是铬的存在。
Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ → 2CrO5 + 5H2O
铝离子的证实中,在 HAc—NaAc缓冲溶液中,Al3+与铝试剂作用,生成红色沉淀。
锌离子用硫代乙酰胺(TAA)证实,TAA水解产生硫离子,而硫化锌是唯一的白色硫化物沉淀, 且溶于稀盐酸。

[ Last edited by huyuchem on 2007-1-27 at 22:57 ]
相关回复:

作者: petersa200   发布日期: 2007-03-04
无机化学习题?

作者: 兰陵王   发布日期: 2007-03-05
LZ的帖子还是很有意思的,蛮辛苦的。这里指出LZ的一处不妥:
原文说:“实验中用两个反应证实铁离子的存在。在酸性溶液中,二价铁离子与铁氰化钾反应生成普鲁 士蓝沉淀,可证实二阶铁的存在。三价铁可与硫氰根离子作用显血红色。“
结合LZ给出的分析步骤示意图,图中明明给出的是三价铁与亚铁氰化钾反应生成普鲁 士蓝沉淀的反应,证实的是三价铁的存在。而在文字解说中却一个字也没提。同时,文字解说中说到的分析步骤示意图中却没有包括。

另外,LZ 的方案似乎给人一种感觉: 经过酸性条件下H2O2、ClO3-的处理以后,溶液中还有二价铁的存在,于是”与铁氰化钾反应生成普鲁 士蓝沉淀“。请问LZ,经过你的一番处理,二价铁早已不存在了,此时会有普鲁 士蓝沉淀吗?更遑论”证实二阶铁的存在“了。

所以,LZ应该指明何时用铁氰化钾鉴定二价铁,何时用硫氰根离子鉴定三价铁,力求严谨,以免图或文字给人们带来不必要的误解和麻烦。

不知LZ是无意疏忽还是有意为之,敬听高论。

[ Last edited by 兰陵王 on 2007-3-5 at 10:20 ]

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