CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH Giới thiệu hệ thống các phân tích định tính • Hệ thống phân tích sunfua – Phân tích được hầu hết các ion – Độc hại • Hệ thống phân tích photphat - amoniac • Hê thống phân tích axit – bazơ – Được sử dụng rộng rãi – Được áp dụng trong chương này HỆ THỐNG PHÂN TÍCH AXIT-BAZƠ Nhóm Thuốc thử nhóm Các cation thuộc nhóm Sản phẩm tạo thành sau khi tác dụng với thuốc thử nhóm Nhóm axit Nhóm I HCl loãng Ag + , Pb 2+ , Hg 2 2+ AgCl , PbCl 2 , Hg 2 Cl 2 Nhóm II H 2 SO 4 loãng Ba 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ (Pb 2+ ) BaSO 4 , SrSO 4 , CaSO 4 , PbSO 4 Nhóm bazơ NhómIII NaOHdư + H 2 O 2 Al 3+ , Cr 3+ , Zn 2+ ,… AlO 2 2- , CrO 4 2- , ZnO 2 2- , Nhóm IV NH4OHdư Fe 3+ , Bi 3+ , Mn 2+ , Mg 2+ Fe(OH) 3 , Bi(OH) 3 , Mn(OH) 2 ,Mg(OH) 2 Nhóm V NH4OHdư Cu 2+ , Cd 2+ , Hg 2+ , Co 2+ , Ni 2+ Các phức amiacat [Me(NH 3 ) 4 ] 2+ NhómVI Không có thuốc thử nhóm Na + , K + , NH 4 + Phân tích định tính cation nhóm 1 • Đặc tính chung của cation nhóm 1 • Thuốc thử chung của nhóm 1 • Phân tích hệ thống cation nhóm 1 Đặc tính chung của cation nhóm 1 • Nhóm 1 cation gồm : Ag+ ; Hg 2 2+; Pb2+, các nguyên tố này nằm trong các nhóm khác nhau của hệ thống tuần hoàn. Chúng có 18 electron ở lớp ngoài cùng hoặc (18 + 2) electron ở 2 lớp ngoài cùng, đó là nguyên nhân tại sao chúng lại tác dụng giống nhau đối với các ion halozenua. Thuốc thử chung của nhóm 1 • Các cation nhóm 1 phản ứng với HCl tạo kết tủa clorua màu trắng và HCl được xem như là thuốc thử nhóm cho các ion nhóm 1. AgNO 3 + HCl → AgCl ↓ + HNO 3 Pb(NO 3 ) 2 + 2 HCl → PbCl 2 ↓ + 2 HNO 3 Hg 2 (NO 3 ) 2 + 2 HCl → Hg 2 Cl 2 ↓ + 2 HNO 3 • Các kết tủa của AgCl, Hg 2 Cl 2 và PbCl 2 có độ tan trong nước không giống nhau . AgCl và Hg 2 Cl 2 không tan trong nước nóng còn PbCl 2 tan trong nước nóng. Ta có thể lợi dụng tính chất này để tách riêng PbCl 2 ra khỏi hỗn hợp cation nhóm 1. • Trong dung dịch NH 3 , kết tủa Hg 2 Cl 2 ↓ sẽ hoá đen do tạo thành NH 2 HgCl + Hg • Kết tủa AgCl không tan trong axit vô cơ loãng và dung dịch kiềm nhưng tan trong NH 3 , ( NH 4 ) 2 CO 3 , Na 2 S 2 O 3 và KCN do tạo phức tan. • AgCl và PbCl 2 tan được trong dung dịch HCl đậm đặc, nhất là khi đun nóng. Nhưng khi pha loãng dung dịch này, kết tủa lại xuất hiện. • Kết tủa Hg 2 Cl 2 ↓ chỉ tan trong HNO 3 đặc và nước cường thuỷ Một số thuốc thử thường dùng Dùng thuốc thử KI hay KBr: • Ag+ + I- = AgI ↓ vàng • Ag+ + Br-=AgBr↓vàng nhạt • Hg 2 2+ + 2I- = Hg 2 I 2 ↓xanh lục • Pb2+ + 2I- = PbI 2 ↓ vàng Dùng thuốc thử H 2 SO 4 loãng Pb2+ + SO 4 2- = PbSO 4 ↓ (trắng tinh thể) Chỉ có Pb2+ kết tủa • Dùng thuốc thử NaOH hay KOH : Ag+ + OH = Ag(OH) ↓ màu trắng – AgOH bị phân hủy rất nhanh: – 2AgOH = Ag 2 O↓đen + H 2 O – Ag 2 O không tan trong kiềm dư, nhưng dễ tan trong HNO 3 , NH 4 OH và bị ánh sáng phân hủy thành Ag kim loại. Pb2+ + 2OH-  Pb(OH) 2 ↓ trắng – Pb(OH) 2 ↓ tan trong NaOH dư do tạo thành plombit PbO 2 2- Hg 2 2+ + 2OH- → Hg 2 O ↓ + H 2 O • Dùng thuốc thử là dung dịch NH3 : 2Ag+ +2NH 4 OH=Ag 2 O↓+ NH 4 ++ H 2 O, kết tủa Ag2O tan trong thuốc thử dư Ag 2 O + 2NH 4 OH = 2[Ag(NH 4 ) 2 ]OH + 3H 2 O 2Hg 2 (NO 3 ) 2 + 4NH 3 + H 2 O = (NH 2 Hg 2 O)NH 3 ↓ = 2Hg0 ↓ + 3NH 4 NO 3 trong thuốc thử dư : Pb(NO3)2 + NH4OH = PbOHNO3 ↓ + NH 4NO3 Ag+(aq) + Cl-(aq) <==> AgCl(s) 2Ag+(aq) + 2NH3(aq) + 2H2O(l) <==> Ag2O(s) + 2NH4+(aq) + H2O(l) AgCl(s) + 2NH 3 (aq) <==> [Ag(NH 3 ) 2 ] + (aq) + Cl - (aq) 2Ag + (aq) + 2OH - (aq) <==> Ag 2 O(s) + H 2 O(l) Pb 2+ (aq) + 2Cl - (aq) <==> PbCl 2 (s) PbCl 2 (s) + 2Cl - (aq) <==> [PbCl 4 ] 2- (aq) Pb 2+ (aq) + SO 4 2- (aq) <==> PbSO 4 (s) PbSO 4 (s) + 4OH - (aq) <==> [Pb(OH) 4 ] 2- (aq) + SO 4 2- (aq) PbSO 4 (s) + 2CH 3 CO 2 - (aq) <==> Pb(CH 3 CO 2 ) 2 (aq) + SO 4 2- (aq) [...]... SO 42- (aq) SrSO4(s) Sr2+(aq) + C2O 42- (aq) SrC2O4(s) Sr2+(aq) + CrO 42- (aq) SrCrO4(s) SrC2O4(s) + 2H+(aq) Sr2+(aq) + H2C2O4(aq) Sr2+(aq) + CO 32- (aq) SrCO3(s) Sơ đồ phân tích nhóm II Ca2+, Ba2+, Sr2+ + CH3COOH + K2CrO4 Ly tâm Ca2+, Sr2+ +(NH4)2SO4bh+ t0C Ly tâm Ca2+ + (NH4)2C2O4 CaC2O4↓( trắng) SrSO4↓( trắng) BaCrO4 kt vàng) Phân tích định tính cation nhóm 3 • Đặc tính chung của cation...Hg 22+ (aq) + 2Cl-(aq) Hg2Cl2(s) 2Hg 22+ (aq) + 4NH3(aq) + NO3-(aq) + H2O(l) > 2Hg(l) + Hg2ONH2NO3(s) + 3NH4+(aq) Hg2Cl2(s) + 2NH3(aq) > Hg(l) + HgNH2Cl(s) + NH4+(aq) + Cl-(aq) Hg 22+ (aq) + 2OH-(aq) > Hg(l) + HgO(aq) + H2O(l) Phân tích hệ thống cation nhóm 1 Dung dịch phân tích + HCl loãng; Li tâm Kết tủa 1 + H2O đun sôi, lọc nóng Nước lọc 2 + KI (hoặc K2CrO4) Nước lọc 1 Kết tủa 2 + NH4OH PbI2↓... thì kết 2 2 7 tủa BaCrO được tạo thành, Sr2+ và Ca2+ còn nằm lại trong dung dịch và không ảnh hưởng đến việc tím Ba2+ 4 Ba2+(aq) + HSO4-(aq) BaSO4(s) + H+(aq) Ba2+(aq) + SO 42- (aq) BaSO4(s) Ba2+(aq) + CO 32- (aq) BaCO3(s) Ba2+(aq) + CrO 42- (aq) BaCrO4(s) 2BaCrO4(s) + 2H+(aq) 2Ba2+(aq) + Cr2O 72- (aq) + H2O(l) Ba2+(aq) + C2O 42- (aq) + H2O(l) BaC2O4.H2O(s) Sr2+(aq) + SO 42- (aq) ... 2H2O(l) Zn(OH )2( s) + 2NH4+(aq) Zn2+(aq) + 2OH-(aq) Zn(OH )2( s) Zn(OH )2( s) + 4NH3(aq) [Zn(NH3)4 ]2+ (aq) + 2OH-(aq) Zn(OH )2( s) + 2OH-(aq) [Zn(OH)4 ]2- (aq) 3Zn2+(aq) + 2K+(aq) + 2[ Fe(CN)6]4-(aq) K2Zn3[Fe(CN)6 ]2( s) * Phân tích nhóm: Al3+, Zn2+, Cr3+ NaOH, H2O2, NH4Cl Ly tâm bh (Al(OH)3↓) [Zn(NH3)4 ]2+ , CrO 42- HCl Al3+ Alirazin NH3, CH3COOH Kết tủa đỏ cam Al3+ (NH4)2Hg(SCN)4 ZnHg(SCN)4↓... O 2 4 2 Cr O 2- + H O 2 7 2 2H CrO + 3H O 2 6 2 (lớp rượu màu xanh) Cơ chế phản ứng này cũng đang còn nghiên cứu: Có tác giả cho rằng sản phẩm là CrO Sau đó nó phân hủy cho 5 Cr(III) H CrO tan trong dung môi hữu cơ, bị phân huỷ trong môi trường nước 2 6 Cr3+ + PO 3CrPO ↓ không tan trong HAc 4 4 2Cr(OH) +3 H O +4NaOH 2Na CrO +8H O 3 2 2 2 4 2 CrO 2- + 2 Ag+ Ag CrO ↓ 4 2 4 Phản ứng đặc trưng của Zn2+... Hg + NH2HgCl↓ Nước lọc 3 + HNO3 AgCl↓ trắng Phân tích định tính cation nhóm 2 • Đặc tính chung của cation nhóm 2 • Thuốc thử chung của nhóm • Phân tích hệ thống cation nhóm 2 Đặc tính chung của cation nhóm 2 Nhóm 2 cation gồm: Ca2+ , Sr2+ , Ba2+ là những nguyên tố thuộc nhóm hai trong hệ thống tuần hoàn, chúng có đầy đủ số electron lớp ngoài là 8, đó là cơ sở để chúng có những tính chất đinh tính gần... (NH4)2SO4 O Ion cản trở: Fe(III), Cr(III), Ca(II), Cu(II), Bi(III), một số chất oxy hóa mạnh C O O Al/3 Al 3+ + Alizarin Al3+/3 O OH O OH OH +Al3+ SO3Na SO3Na O O O Điều kiện phản ứng: pH từ 4 ,2 - 4,6, Ion cản trở Bi3+, Fe3+, Ca2+ Những ion Cr3+, Mn2+, Zn2+, Ni2+, Co2+chỉ cản trở khi nồng độ quá cao Phản ứng đặc trưng của Cr3+ 2Cr(OH) +3 H O +4NaOH 3 2 2 2CrO 2- + 2H+ 4 Cr O 2- + 2H+ +4H O 2 7 2 2 2Na... 3H2O(aq) Al(OH)3(s) + 3NH4+(aq) Al(OH)3(s) + OH-(aq) Al(OH)4-(aq) Al(OH)3(s) + 3H+(aq) Al3+(aq) + 3H2O(l) Al3+(aq) + 3OH-(aq) Al(OH)3(s) Al3+ + Alizarin Cr3+(aq) + 3NH3(aq) + 3H2O(l) Cr(OH)3(s) + 3NH4+(aq) Cr(OH)3(s) + OH-(aq) Cr(OH)4-(aq) (green) Cr3+(aq) + 3OH-(aq) Cr(OH)3(s) 2Cr(OH)4-(aq) + 3H2O2(aq) + 2OH-(aq) > 2CrO 42- (aq) + 8H2O(l) Zn2+(aq) + 2NH3(aq) + 2H2O(l)... của Zn2+ 1.Zn2+ +OHZn(OH )2 Có tình lưỡng tính 2. 3Zn2+ +2 K4[Fe(CN)6] K2 Zn3 [Fe(CN)6] ↓( tr) + 6K+ 3.Zn2++(NH4 )2[ Hg(SCN)4] Zn[Hg(SCN)4] ↓ + 2NH4+ 4.Zn2+ + Đithizon Muối nội phức màu đỏ tươi (Chiết được trong các dung môi hữu cơ như CCl 4 hoặc CH3Cl) Phản ứng khá nhạy lượng nhỏ nhất tìm được là 5γ Ion cản trở: Ag(I), Bi(III), Pb(II), Cu(II) trong trường hợp này thêm Na2S2O3 H N N C N S N Zn2+ Al3+(aq)... 0,097 2, 0 2. 10-4 CaSO4 Dùng thuốc thử CO3 2- BaCO + 2HCl = BaCl + H O + CO ↑ 3 2 2 2 SrCO +2HNO = Sr(NO ) + H O +CO ↑ 3 3 32 2 2 CaCO + 2CH COOH = Ca(CH COO) + H O + CO ↑ 3 3 3 2 2 2 Độ tan của các kết tủa BaCO , SrCO và CaCO trong nước xấp xỉ như nhau (6,9 10-6 mol/L; Tt CaCO = 4,8 3 3 3 3 10-9) Dùng thuốc thử CrO4 • • • • • • 2- Tạo kết tủa tinh thể màu vàng BaCrO , SrCrO ít tan trong nước (độ tan của . CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH Giới thiệu hệ thống các phân tích định tính • Hệ thống phân tích sunfua – Phân tích được hầu hết các ion – Độc hại • Hệ thống phân tích photphat. Zn 2+ ,… AlO 2 2- , CrO 4 2- , ZnO 2 2- , Nhóm IV NH4OHdư Fe 3+ , Bi 3+ , Mn 2+ , Mg 2+ Fe(OH) 3 , Bi(OH) 3 , Mn(OH) 2 ,Mg(OH) 2 Nhóm V NH4OHdư Cu 2+ , Cd 2+ , Hg 2+ , Co 2+ , Ni 2+ . HNO 3 Pb(NO 3 ) 2 + 2 HCl → PbCl 2 ↓ + 2 HNO 3 Hg 2 (NO 3 ) 2 + 2 HCl → Hg 2 Cl 2 ↓ + 2 HNO 3 • Các kết tủa của AgCl, Hg 2 Cl 2 và PbCl 2 có độ tan trong nước không giống nhau . AgCl và Hg 2 Cl 2