定性分析的一般步骤

第八讲第二章定性分析8-12-4定性分析的一般步骤（简述）定性分析一般步骤。这些步骤大体上包括以下五个内容：(一)试样的外表观察和准备；(二)初步试验；(三)阳离子分析；(四)阴离子分析；(五)分析结果的判断。第八讲第二章定性分析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。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。对于分析工作者来说，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“不是什么”。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。试样的外表观察主要注意以下几点：第八讲第二章定性分析8-3(一)组成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。如果不是一种颗粒，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，还是无定形的，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，虽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，也可以同分析结果对照，增加分析结果的可靠性。第八讲第二章定性分析8-4(二)颜色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。如果一种物质的晶体无色，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。值得注意的是，如无水CuSO4和无水FePO4等都是白色的。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是黑色的，而天然的HgS(砂)则具有鲜艳的红色。第八讲第二章定性分析8-5试样的准备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，易于溶解或熔融。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，另一方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，又易为一般溶剂所溶解的情况下，研细的手续也可以免去。试样准备好后要分作四份：一份按下节所述进行初步试验，一份作阳离子分析，第三份作阴离子分析：第四份保留备用。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，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，则因颜色的互相干扰而不能得到满意的结果。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，还要蘸取浓HCl；或者以浓HCl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，焰色反应较为明显。第八讲第二章定性分析8-7（二）灼烧试验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。（三）溶剂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。它不仅可以提供给我们很多关于试样组成的资料，而且还使我们知道该用什么溶液来制备分析试液。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，后浓；先单一酸再混合酸，先非氧化性酸再氧化性酸。第八讲第二章定性分析8-8三、阳离子分折经过初步试验之后，试样溶于哪种溶剂已经清楚了，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，溶于1ml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，这时可把溶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。然后把分别得到的结果加以综合判断，作出结论。第八讲第二章定性分析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，硫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，如果需要考虑防止挥发损失，则一般应选择硝酸，因为硝酸盐不象氯化物那样易于挥发，在蒸发除去过量酸时不致遭到较大的损失；当然，王水只有在两种酸都不溶的情况才使用。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，会给分析带来一系列的麻烦。第八讲第二章定性分析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，在定性分析中称为不溶物。不溶物包括以下几类物质，对它们可进行分别处理。1.卤化银包括AgC1、AgBr、AgI等。AgCl可用氨水溶解，然后以HNO3酸化，如有白色沉淀生成，则表示有银。AgBr和AgI可以用Zn粉和稀H2SO4处理：2AgI+Zn+H2SO4＝2Ag+ZnSO4+2HI然后以HNO3溶解生成的银，再以Ag+的特效反应签定。第八讲第二章定性分析8-112．难溶硫酸盐包括BaSO4、SrSO4、CaSO4、PbSO4等，其中PbSO4溶于NH4Ac或NaOH;BaSO4、SrSO4、CaSO4可加浓Na2CO3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以用Ns2CO3和K2CO3的混合物熔融，使之转化为碳酸盐，继之以稀酸溶解。3．某些氧化物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、K2CO3等)熔融；对Cr2O3则用碱性溶剂加氧化剂(NaNO3)熔融，使其转化为可溶于水的铬酸盐。第八讲第二章定性分析8-124．硅酸盐硅酸盐可用碱性熔剂(Na2CO3+K2CO3)熔融，使其转化为硅酸钠，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，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，对各种阴离子存在的可能性作出一些推断。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。假设阳离子中有Ag+，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，则第一组的大部分也不能存在。第八讲第二章定性分析8-13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，其气体性质如何等等，这些都是阴离子分析中重要参考。根据上述推断，再加上分析阴离子的初步试验，那么最后必须鉴定的，可能只剩下为数不多的阴离子了。于是我们就可以针对这些阴离子进行分别分析。五、分析结果的判断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”的问题。第八讲第二章定性分析8-14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，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，试样溶于水、就不能同时有Pb2+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。其次，要注意到我们所采用的分析方法主要是湿法，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，仅仅根据分析结果是K+、Na+、C1-、NO3-这一事实，我们无从得知原试样是KCl+NaNO3还是KNO3+NaCl。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，再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。第八讲第二章定性分析8-15值得注意的是，有时分析结果中只有阳离子而没有阴离子，这种情形表明原试样是金属氢氧化物或氧化物。相反地，当只有阴离子而没有阳离子时，则说明原试样是酸或酸性氧化物。最后需要指出，定性分析虽然不解决各组分的含量问题，但也需要注意培养量的概念。比如根据鉴定反应中沉淀量的多少或颜色的深浅等判断哪种组分是大量的，哪种组分是中量的或少量的，这种粗略的划分在定性分析中也很有意义。例如，一试样的分析结果是含有大量Na+和SO32-，只有少量SO42-，那就说明原试样是Na2SO3，而SO42-只是由SO32-氧化而产生的一种杂质。第八讲第二章定性分析8-16思考题1、怎样判别某固体试样是有机物还是无机物？2、溶解试样的溶剂为什么一般不用硫酸和醋酸？3、制备阴离子分析试液时，为什么必须除去重金属离子？重金属离子对阴离子分析的干扰表现在哪些方面？第八讲思考题8-171.答：利用玻管灼烧实验，如果在灼烧时碳化变黑，有燃物臭味，并且玻管口附近壁上有焦油状物凝结时，则为有机物或含有有机物，否则为无机物。第八讲思考题8-182.答：因为硫酸与较多的阳离子生成难溶解的硫酸盐沉淀；醋酸的酸性太弱，溶解能力差，所以一般不用硫酸和醋酸溶解试样。第八讲思考题8-193.答：重金属离子（包括Mg2+和1-4组阳离子）中，有的本身具有颜色，有的具有氧化还原性质，有的与阴离子生成沉淀，这些性质都干扰阴离子的分析。所以在制备阴离子分析试液时，必须除去重金属阳离子。