高職化工科新課程適用 陽離子定性分析實驗

內容 第一章 陽離子第一屬分析 第二章 陽離子第二A屬分析 第三章 陽離子第二B屬分析 第四章 陽離子第三A屬分析 第五章 陽離子第三B屬分析 第六章 陽離子第四屬分析 第七章 陽離子第五屬分析

第一章 陽離子第一屬分析 原理 實驗步驟 流程圖 實驗記錄

一、 原理 屬試劑 鉛離子的分離與確認 銀離子的分離與確認 亞汞離子的確認

1. 屬試劑 第一屬陽離子的屬試劑為稀HCl(aq) 。 1. 屬試劑 第一屬陽離子的屬試劑為稀HCl(aq) 。 Pb2+，Ag+，Hg22+與稀HCl(aq) 分別生成 PbCl2，AgCl，Hg2Cl2沉澱(皆白色)。 Pb2+ + 2Cl- PbCl2  (白色) Ag+ + Cl- AgCl  (白色) Hg22+ + 2Cl- Hg2Cl2  (白色) PbCl2的Ksp較大，在第一屬不易完全沉澱而被留到第二屬。

2. 鉛離子的分離與確認 分離： PbCl2對水的溶解度隨溫度升高而增大，可溶於熱水。AgCl及Hg2Cl2不溶於熱水，所以可用熱水分離PbCl2。 確認： Pb2+遇K2CrO4生成黃色PbCrO4沉澱。

3. 銀離子的分離與確認 AgCl +2NH3 [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl- 分離： AgCl可溶於氨水，而Hg2Cl2不溶，所以可用氨水分離AgCl 與Hg2Cl2。 AgCl +2NH3 [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl- 確認： [Ag(NH3)2]+(aq)遇硝酸生成白色AgCl沉澱。 [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl- +2H+ AgCl + 2NH4+ (白)

3. 亞汞離子的確認 Hg2Cl2被氨水自身氧化還原為白色的HgNH2Cl 沉澱及黑色的 Hg，呈灰白色。 Hg2Cl2+2NH3 HgNH2Cl  + Hg  + NH4+ + Cl- (白) (黑)

二、實驗步驟-1 步驟一 第一屬陽離子之沉澱 1.取分析液約20滴於離心試管內，加入4 滴3M HCl(aq) ，充分混合後，離心分離。 Hg2Cl2，AgCl，PbCl2 3M HCl Gr Ⅰ~Ⅴ Gr Ⅱ~Ⅴ

二、實驗步驟-2 步驟二 鉛離子之分離 2.於沉澱中加入6~7滴熱水，在水浴中加熱3分鐘，趁熱離心分離。 Pb2+ 熱水 Hg2Cl2 AgCl PbCl2 熱水 Hg2Cl2 AgCl

二、實驗步驟-3 步驟三 鉛離子之確認 3.含鉛離子之澄清液中加入4滴1M K2CrO4，若有黃色沉澱生成，確認有Pb2+存在。 PbCrO4 黃色沉澱 Pb2+

二、實驗步驟-4 步驟四 銀離子之分離 4.含銀及亞汞之沉澱物中加入10滴濃NH3(aq)，攪拌完全後離心分離。 Hg2Cl2 ，Hg，Hg2O (灰白) 15M NH3(aq) Hg2Cl2 AgCl Ag(NH3)2+

二、實驗步驟-5 步驟五 銀離子之確認 5.含銀離子之離心液中加入3M HNO3酸化，若有白色沉澱產生確認有Ag+存在。 3M HNO3 AgCl 白色沉澱 Ag(NH3)2+

二、實驗步驟-6 步驟六 亞汞離子之確認 6.含汞之沉澱物中加入2滴濃HNO3溶解沉澱後，加入3滴SnCl2(aq) ，若有灰色沉澱產生，確認有Hg2+存在。 Hg2Cl2 Hg Hg2O (灰白) Hg2Cl2，Hg 灰色 濃HNO3 Hg2+ SnCl2

三、流程圖 Gr Ⅰ~Ⅴ K2CrO4 PbCrO4 黃色沉澱 Pb2+ 熱水 3M Hg2Cl2 HCl 15M Hg NH3(aq) AgCl PbCl2 熱水 3M HCl Hg2Cl2 Hg Hg2O (灰白) 15M NH3(aq) Gr Ⅰ~Ⅴ Hg2Cl2 AgCl Gr Ⅱ~Ⅴ Ag(NH3)2+ 3M HNO3 AgCl 白色 沉澱

三、實驗記錄 物質名稱 試劑 結果 說明 GrⅠ~Ⅴ 3M HCl 白色沉澱(1) 陽離子第一屬 熱水 部份沉澱溶解(2) PbCl2可溶 離心液(2) 1M K2CrO4 黃色沉澱 有Pb2+ 沉澱(2) 15M NH3(aq) 黑色沉澱及部份可溶(3) 有Hg22+ 離心液(3) 3M HNO3 白色沉澱 有Ag+

第二章 陽離子第二A屬分析 原理 實驗步驟 流程圖 實驗記錄

一、原理 屬試劑 鉛離子的分離與確認 汞離子的分離與確認 銅離子的分離與確認 鎘離子的分離與確認 鉍離子的分離與確認

1.屬試劑-1 本屬離子有Pb2+、Hg2+、Cu2+、Cd2+、Bi3+、As3+、Sb3+、Sn4+等在0.3M[H+]中與H2S形成硫化物沉澱。 Pb2+ + H2S PbS + 2H+ Cu2+ + H2S CuS + 2H+ Cd2+ + H2S CdS + 2H+ 2Bi3+ + 3 H2S Bi2S3 + 6H+ 2As5+ + 5H2S As2S5 + 10H+ Sn4+ + 2H2S SnS + 4H+ 2Sb5+ + 3H2S Sb2S5 + 10H+ H2S為毒性氣體，為避免傷害身體，一般以硫代乙醯胺作為沉澱劑。 CH3CSNH2 + H2O CH3CONH2 + H2S

1.屬試劑-2 以3MKOH將第二屬的硫化物沉澱分成A、B兩副屬。 GrⅡA：HgS、PbS、Bi2S3、CuS、CdS(可溶屬) GrⅡB：As2S5、Sb2S5、SnS2(不溶屬) 4As2S5 + 24 OH- 5AsS43- + 3AsO43- + 12H2O 4Sb2S5 + 24 OH- 5SbS43- + 3SbO43- + 12H2O 4SnS2 + 6 OH- 2SnS33- + 3SnO33- + 3H2O 可溶屬

2.鉛離子的分離與確認 PbS可溶於3MHNO3。 3PbS +2NO3- + 8H+ 3Pb2+ +2NO + 3S +4H2O Pb2+ 遇濃氨水生成Pb(OH)NO3沉澱 Pb2+ NO3- + NH3 +H2O Pb(OH)NO3 + NH4+ Pb(OH)NO3可溶於醋酸溶液中，與鉻酸根生成PbCrO4黃色沉澱，可確認Pb2+。 Pb2+ + CrO42- PbCrO4 黃色沉澱

3.汞離子的分離與確認 HgS不溶於3MHNO3，可溶於王水形成錯離子。 3HgS +2NO3- + 8H+ +12Cl- 3[HgCl4]2- +2NO + 3S +4H2O [HgCl4]2- 遇氯化亞錫生成白色Hg2Cl2沉澱可確認Hg2+。 2[HgCl4]2- + [SnCl4]2- Hg2Cl2 +[SnCl6]2- + 4Cl- 白色沉澱

4.銅離子的分離與確認 CuS可溶於3MHNO3。 3CuS +2NO3- + 8H+ 3Cu2+ +2NO + 3S +4H2O Cu2+ 遇濃氨水生成可溶性的Cu[(NH3)4]2+錯離子。 Cu2+ + 4NH3 Cu[(NH3)4]2+ Cu[(NH3)4]2+與KCN生成穩定的[Cu(CN)3]2-錯離子。此錯離子不與H2S生成沉澱，。 Cu[(NH3)4]2+與黃血鹽生成紅棕色沉澱。 2Cu2+ +[Fe(CN)6]2- Cu2[Fe(CN)6] 紅棕色沉澱

5.鎘離子的分離與確認 CdS可溶於3MHNO3。 3CdS +2NO3- + 8H+ 3Cd2+ +2NO + 3S +4H2O Cd2+ 遇濃氨水生成可溶性的Cd[(NH3)4]2+錯離子。 Cd2+ + 4NH3 Cd[(NH3)4]2+ Cd[(NH3)4]2+與KCN生成穩定的[Cd(CN)4]2-錯離子不穩定，此錯離子與H2S生成CdS的黃色沉澱，。 2[Cd(CN)4]2- +H2S 2HCN +2CN- +CdS 黃色沉澱

6.鉍離子的分離與確認 Bi2S3可溶於3MHNO3。 Bi2S3 + 2NO3- + 8H+ 2Bi3+ +2NO + 3S +4H2O Bi3+ 遇濃氨水生成BiONO3的白色沉澱。 Bi3+ + NO3- +2NH3 +H2O BiONO3 +2NH4+ BiONO3遇3M KOH生成BiOOH沉澱。 BiONO3 +OH- BiOOH +NO3- BiOOH被亞錫酸根離子還原成黑色鉍金屬，可確認Bi3+。 2BiOOH +3HSnO2- +3OH- +5H2O Bio + 3[Sn(OH)6]2- 黑色沉澱

二、實驗步驟-1 步驟一 陽離子第二屬之沉澱 陽離子 GrⅡ~V 陽離子 GrⅢ~V 0.3M HCl中 H2S(硫代乙醯胺) 步驟一 陽離子第二屬之沉澱 1.在含有GrⅡ~V之試液中加入5滴濃HNO3及5滴濃HCl，加熱蒸乾。 2.加入一滴濃HCl，加入1mL的水，倒入試管中。 3.加入10滴5%TAA，於水浴中煮沸3分鐘，離心分離。 0.3M HCl中 H2S(硫代乙醯胺) HgS，PbS，Bi2S3，CuS，CdS，As2S5，Sb2S5，SnS2 陽離子 GrⅡ~V 加熱 陽離子 GrⅢ~V

二、實驗步驟-2 步驟二 A與B副屬之分離 4.於含陽離子第二屬之沉澱中加入10滴3MKOH，徹底攪拌，離心分離。 AsS43- HgS，PbS，Bi2S3， CuS，CdS GrⅡA HgS PbS Bi2S3 CuS CdS As2S5 Sb2S5 SnS2 3MKOH AsS43- SbS43- SnS32- GrⅡB

二、實驗步驟-3 步驟三 汞離子之分離 5.於GrⅡA之硫化物沉澱中，加入15滴3MHNO3，攪拌均勻，水浴中加熱3分鐘，離心分離。沉澱物為的硫化汞。 HgS HgS PbS Bi2S3 CuS CdS 3M HNO3 Bi3+，Pb2+， Cu2+，Cd2+

二、實驗步驟-4 步驟四 汞離子之確認 6.於硫化汞沉澱中滴加1滴濃HNO3和3滴濃HCl，水浴中煮沸3分鐘。 步驟四 汞離子之確認 6.於硫化汞沉澱中滴加1滴濃HNO3和3滴濃HCl，水浴中煮沸3分鐘。 7.加入3滴0.5M的SnCl2，若有白或灰色沉澱生成，確認Hg2+存在。 王水 SnCl2 HgS [HgCl4]2- Hg2Cl2，Hg 灰色沉澱 確認Hg2+

二、實驗步驟-5 步驟五 鉛及鉍離子之分離 8.於含Pb2+、Cu2+、Cd2+及Bi3+的澄清液中加入濃氨水，攪拌均勻後，水浴中加熱3分鐘，離心分離。沉澱物含鉛及鉍，澄清液含銅及鎘離子。 BiONO3 Pb(OH)NO3 Bi3+ Pb2+ Cu2+ Cd2+ 濃NH3(aq) Cu[(NH3)4]2+ Cd[(NH3)4]2+

二、實驗步驟-6 步驟六 鉍離子之分離與確認 9. 於含鉛與鉍之沉澱物中加入3MKOH，攪拌均勻後離心分離。 步驟六 鉍離子之分離與確認 9. 於含鉛與鉍之沉澱物中加入3MKOH，攪拌均勻後離心分離。 10.沉澱中加入新配製的NaHSnO2，若有黑色沉澱生成，確認Bi3+存在。 Bio 黑色沉澱 確認Bi3+ BiOOH 3MKOH HSnO2- BiONO3 Pb(OH)NO3 HPbO2-

二、實驗步驟-7 步驟七 鉛離子之確認 11.於含鉛之澄清液中加入1滴6MHAc及3滴3MNH4Ac，混合均勻後加入2滴1M K2CrO4，若有黃色沉澱生成，確認Pb2+存在。 HAc HPbO2- PbCrO4 黃色沉澱 確認Pb2+ K2CrO4

二、實驗步驟-8 步驟八 銅離子之確認 12. 將含銅及鎘之錯離子的澄清液分成兩半，取一半加入3HAc成酸性，再加入1小匙粉狀K4Fe(CN)6，若有紅棕色沉澱生成，確認Cu2+存在。 HAc Cu2Fe(CN)6 紅棕色沉澱 確認Cu2+ Cu[(NH3)4]2+ Cd[(NH3)4]2+ K4Fe(CN)6

二、實驗步驟-9 步驟九 鎘離子之確認 13. 取另一半含銅及鎘的錯離子溶液，加入10 滴1MKCN，加入3M KOH成鹼性，加入20滴甲醛水溶液，然後滴加5滴的TAA，若有黃色沉澱生成，確認Cd2+存在。 KOH，HCHO H2S KCN CdS 黃色沉澱 確認Cd2+ [Cu(CN)3]2- [Cd(CN)4]2- Cu[(NH3)4]2+ Cd[(NH3)4]2+

三、流程圖-1 陽離子 GrⅡ~V 陽離子 AsS43- GrⅢ~V SbS43- SnS32- HgS PbS Bi2S3 HgS CuS CdS As2S5 Sb2S5 SnS2 HgS PbS Bi2S3 CuS CdS 3MKOH 0.3M HCl中 H2S(硫代乙醯胺) 陽離子 GrⅡ~V GrⅡA 加熱 陽離子 GrⅢ~V AsS43- SbS43- SnS32- GrⅡB

三、流程圖-1 陽離子 GrⅡ~V 陽離子 AsS43- GrⅢ~V SbS43- SnS32- HgS PbS Bi2S3 HgS CuS CdS As2S5 Sb2S5 SnS2 HgS PbS Bi2S3 CuS CdS 3MKOH 0.3M HCl中 H2S(硫代乙醯胺) 陽離子 GrⅡ~V GrⅡA 加熱 陽離子 GrⅢ~V AsS43- SbS43- SnS32- GrⅡB

三、流程圖-2 王水 SnCl2 HgS [HgCl4]2- Hg2Cl2 HgS PbS Bi2S3 CuS CdS 3M HNO3 白色沉澱 確認Hg2+ BiONO3 Pb(OH)NO3 Bi3+ Pb2+Cu2+ Cd2+ 濃NH3(aq) GrⅡA Cu[(NH3)4]2+ Cd[(NH3)4]2+

三、流程圖-3 Bio 黑色沉澱 確認Bi3+ BiOOH 3MKOH HSnO2- BiONO3 Pb(OH)NO3 HPbO2- HAc PbCrO4 黃色沉澱 確認Pb2+ K2CrO4 HAc Cu2Fe(CN)6 紅棕色沉澱 確認Cu2+ K4Fe(CN)6 Cu[(NH3)4]2+ Cd[(NH3)4]2+ KOH，HCHO H2S KCN CdS 黃色沉澱 確認Cd2+ [Cu(CN)3]2- [Cd(CN)4]2-

四、實驗記錄-1 Hg2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+ Pb2+ H2S HgS 黑色 Bi2S3 CuS CdS 黃色 PbS SnCl2 Hg2Cl2或Hg灰色 PbCl2 白色 NH3(aq) HgNH2Cl Bi(OH)3 Cu(OH)2 淺藍色 Cd(OH)2 Pb(OH)2 過量氨水 Cu(NH3)42+深藍色 Cd(NH3)42+ 無色 NaOH 離子 試劑

四、實驗記錄-2 Hg2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+ Pb2+ CrO42- PbCrO4 黃色 SO42- PbSO4 白色 K4Fe(CN)6 Cu2Fe(CN)6 紅棕色 Cd2Fe(CN)6 離子 試劑

第三章 陽離子第二B屬分析 原理 實驗步驟 流程圖 實驗記錄

一、原理 砷離子的分離與確認 銻離子的分離與確認 錫離子的分離與確認

1.砷離子的分離與確認 砷酸根離子(AsO43-)與硫砷根離子(AsS43-)的混合溶液在弱酸中會沉澱成As2S5。 As2S5不溶於濃HCl(aq) ，但可溶於濃HNO3。 As2S5 + 10NO3- + 8H+ 2H2AsO4- +5S +10NO2 +2H2O H2AsO4-在草酸鈉的弱鹼溶液中成為AsO43-離子。 AsO43-遇硝酸銀生成Ag3AsO4的紅棕色沉澱。 AsO43- + 3Ag+ Ag3AsO4 紅棕色

2.銻離子的分離與確認 銻酸根離子(SbO43-)與硫銻根離子(SbS43-)的混合溶液在弱酸中會沉澱成Sb2S5與Sb2S3 。 Sb2S3 +6H+ +12Cl- 2[SbCl6]3- +3H2S [SbCl6]3- 與草酸生成白色沉澱，但此沉澱不安定，與H2S生成Sb2S3沉澱。 [SbCl6]3- +C2O42- +H2O [SbO(C2O4)]- +2H+ +6Cl- 2[SbO(C2O4)]- + 3H2S Sb2S3 + 2HC2O4- + 2H2O 橘紅色沉澱

3.錫離子的分離與確認 錫酸根離子(SnO32-)與硫錫根離子(SnS32-)的混合溶液在弱酸中會沉澱成SnS2 。 SnS2可溶於濃鹽酸中生成錯離子[SnCl6]2-。 SnS2 +4 H+ + 6Cl- [SnCl6]2- +2 H2S [SnCl6]2-於酸性溶液中被Mg還原成亞錫的錯離子。 [SnCl6]2- + Mg [SnCl4]2- +Mg2+ +2Cl- [SnCl4]2-使HgCl2還原成Hg2Cl2及Hg之白色或灰色沉澱。 [SnCl4]2- +2HgCl2 Hg2Cl2 + [SnCl6]2- 白色沉澱

二、實驗步驟-1 步驟一 第二B屬之沉澱 1. 於含有第二B屬的硫化物錯離子溶液中加入3MHCl成酸性，攪拌均勻後離心分離保留沉澱。 AsO43-，AsS43-，SbO43- SbS43-，SnO32-，SnS32- As2S5，Sb2S5，SnS2

二、實驗步驟-2 步驟二 砷離子之分離 2. 於含有第二B屬的硫化物沉澱中加入10滴濃HCl ，水浴中加熱1分鐘後離心分離，澄清液為錫與銻之錯離子，沉澱為砷的硫化物。 濃 HCl As2S5 Sb2S5 SnS2 As2S5 [SbCl6]3- [SnCl6]2-

二、實驗步驟-3 步驟三 砷離子之確認 3. 加入4滴濃HNO3至砷的硫化物沉澱中，以水浴加熱5分鐘，使沉澱溶解，加入30滴2.5M的NaAc，再加入5滴0.5M的AgNO3，若有紅棕色沉澱產生，確認有As3+或As5+存在。 濃 HNO3 NaAc Ag+ AsO43- Ag3AsO4 As2S5 H2AsO4- 紅棕色沉澱確認As5+

二、實驗步驟-4 步驟四 銻離子之確認 4.將含有銻及錫的澄清液分作兩份，於其中一份加入15滴的0.25M(NH4)2C2O4，然後加入5滴TAA，並於水浴中加熱3分鐘，若有橘紅色沉澱生成，確認Sb3+或Sb5+存在。 [SbO(C2O4)]- [Sn(C2O4)3]2- [SbCl6]3- [SnCl6]2- (NH4)2C2O4 H2S 橘紅色沉澱確認Sb3+ Sb2S3 加熱

二、實驗步驟-5 步驟五 錫離子之確認 5. 另一份溶液中加入等量3M的HCl，加入一片約4公分的鎂帶，直至完全溶解為止，加入4滴飽和HgCl2，若有灰色沉澱生成，確認Sn2+或Sn4+存在。 Mg HCl HgCl2 Hg2Cl2 Hg [SbO(C2O4)]- [Sn(C2O4)3]2- [SnCl4]2- 灰色沉澱確認Sn2+

三、流程圖 濃 HNO3 NaAc Ag+ AsO43- As2S5 紅棕色沉澱確認As5+ AsO43- AsS43- SbO43- H2AsO4- Ag3AsO4 紅棕色沉澱確認As5+ AsO43- AsS43- SbO43- SbS43- SnO32- SnS32- 3M HCl 濃 HCl As2S5 Sb2S5 SnS2 HgCl2 Mg HCl Hg2Cl2 Hg [SnCl4]2- 灰色沉澱確認Sn2+ [SbCl6]3- [SnCl6]2- (NH4)2C2O4 [SbO(C2O4)]- [Sn(C2O4)3]2- Sb2S3 H2S 加熱 橘紅色沉澱確認Sb3+

三、流程圖 濃 HNO3 NaAc Ag+ AsO43- As2S5 紅棕色沉澱確認As5+ AsO43- AsS43- SbO43- H2AsO4- Ag3AsO4 紅棕色沉澱確認As5+ AsO43- AsS43- SbO43- SbS43- SnO32- SnS32- 3M HCl 濃 HCl As2S5 Sb2S5 SnS2 HgCl2 Mg HCl Hg2Cl2 Hg [SnCl4]2- 灰色沉澱確認Sn2+ [SbCl6]3- [SnCl6]2- (NH4)2C2O4 [SbO(C2O4)]- [Sn(C2O4)3]2- Sb2S3 H2S 加熱 橘紅色沉澱確認Sb3+

四、實驗記錄 As3+ As5+ Sb3+ Sb5+ Sn2+ Sn4+ H2S NaOH 過量 可溶 AgNO3 HgCl2 As2S3 黃色 As2S5 Sb2S3 橘紅色 Sb2S5 SnS 棕色 SnS2 NaOH Sb2O3 白色 Sb2O5 Sn(OH)2 Sn(OH)4白色 過量 可溶 AgNO3 Ag3AsO3 Ag3AsO4 HgCl2 Hg2Cl2 離子 試劑

第四章 陽離子第三A屬分析 原理 實驗步驟 流程圖 實驗記錄

一、原理 屬試劑 分屬試劑 鋁離子的分離與確認 鉻離子的分離與確認 鋅離子的分離與確認

1.屬試劑-1 第三屬陽離子共有七種：Fe3+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Al3+及Cr3+。 在氨-氯化銨的緩衝溶液中與H2S產生沉澱：Al(OH)3、Cr(OH)3、Fe2S3、CoS、NiS、MnS及ZnS。 2Fe3+ + 3H2S Fe2S3 +6H+ Co2+ + H2S CoS +2H+ Ni2+ + H2S NiS +2H+ Mn2+ + H2S MnS +2H+ Zn2+ + H2S ZnS +2H+ Al3+ + 3OH- Al(OH)3 Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3

1.屬試劑-2 硫化物 Ksp 分屬 ZnS 1.6×10-23 Ⅲ CoS 5.0×10-22 NiS 1.0×10-22 FeS 6.3×10-18 MnS 1.1×10-15 HgS 1.6×10-52 Ⅱ CdS 8.0×10-27 第三屬陽離子硫化物之Ksp較第二屬陽離子之硫化物大，所以在0.3M [H+] 之酸性環境中不生沉澱；但是在鹼性緩衝溶液中可產生沉澱。

1.屬試劑-3 以氨-氯化銨緩衝溶液控制溶液的[H+]於弱鹼性，可使第四屬氫氧化鎂不會沉澱。 氫氧化物 Ksp 分屬 [H+] 的濃度不能太低，否則第四屬的Mg2+ 也會沉澱。 以氨-氯化銨緩衝溶液控制溶液的[H+]於弱鹼性，可使第四屬氫氧化鎂不會沉澱。 氫氧化物 Ksp 分屬 Al(OH)3 1.0×10-32 Ⅲ Cr(OH)3 1.0×10-30 Mg(OH)2 1.1×10-11 Ⅳ

2.分屬試劑-1 Al(OH)3 + OH- Al(OH)4- Zn(OH)2 + 4OH- Zn(OH)42- 第三屬陽離子之沉澱物以KOH及Na2O2分為A、B兩分屬。 Al(OH)3、Zn(OH)2均可溶於KOH中生成可溶性錯離子。 Cr(OH)3加熱太久會不溶於KOH，所以用Na2O2將鉻離子氧化成CrO42-而可溶。 Al(OH)3 + OH- Al(OH)4- Zn(OH)2 + 4OH- Zn(OH)42- Cr(OH)4- + OH- Cr(OH)4- 2Cr(OH)4- +3O22- 2CrO42- + 4OH- +2H2O

2.分屬試劑-2 第三屬陽離子之分屬 ⅢA：Al(OH)4-、Zn(OH)42- 、CrO42- ⅢB：Fe2S3、CoS、NiS、MnS

3.鋁離子的分離與確認 Al3+ + 3NH3 +3H2O Al(OH)3 +3NH4+ Al(OH)3在過量KOH中生成Al(OH)4-的可溶性錯離子。 Al(OH)3 + OH- Al(OH)4- Al(OH)3遇鋁試劑呈粉紅色沉澱。 鋁試劑為一種有機色素，被Al(OH)3吸附後呈現鮮明紅色。

4.鉻離子的分離與確認-1 2Cr(OH)4- +3O22- 2CrO42- + 4OH- +2H2O Cr3+在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Cr(OH)3沉澱。 Cr3+ + 3NH3 +3H2O Cr(OH)3 +3NH4+ Cr(OH)3可溶於過量KOH中生成Cr(OH)4-的可溶性錯離子。 Cr(OH)3 + OH- Cr(OH)4- 於過氧化鈉存在下Cr(OH)4-被氧化成CrO42- 2Cr(OH)4- +3O22- 2CrO42- + 4OH- +2H2O

4.鉻離子的分離與確認-2 CrO42- + Ba2+ BaCrO4 CrO42-與醋酸鋇生成黃色BaCrO4沉澱。 CrO42- + Ba2+ BaCrO4 BaCrO4可溶於HCl而成為HCrO4-，遇H2O2反應生成藍色的CrO5，此物不穩定迅即分解，藍色消失。 BaCrO4 + H+ Ba2+ +HCrO4- HCrO4- + 2H2O2 + H+ CrO5 + 3H2O 藍色不穩定溶液

5.鋅離子的分離與確認-1 鋅離子在氨-氯化銨的緩衝溶液中生成ZnS的白色沉澱。 Zn2+ + H2S ZnS ZnS可溶於硝酸成Zn2+。 Zn2+遇KOH生成Zn(OH)42-的可溶性錯離子。 Zn(OH)42-於酸性溶液中酸化成Zn2+後，遇氨-氯化銨緩衝溶液生成[Zn(NH3)4]2+的可溶性錯離子。 Zn2+ + 4NH3 [Zn(NH3)4]2+

5.鋅離子的分離與確認-2 [Zn(NH3)4]2+與H2S(或硫代乙醯)生成ZnS的白色沉澱，可確認鋅離子 [Zn(NH3)4]2+ + S2- ZnS + 4NH4+ 白色沉澱確認Zn2+

二、實驗步驟-1 步驟一 陽離子第三屬之沉澱 1. 取20滴Ⅲ~v屬的混合液於離心試管中，加入4滴飽和NH4Cl，然後逐滴加入濃NH3，至溶液呈鹼性。 2. 加入10滴5%TAA，於沸水中加熱5分鐘，離心分離。澄清液含第Ⅳ、V屬離子，沉澱為第Ⅲ屬硫化物與氫氣化物。 MnS，CoS，NiS，ZnS Fe2S3，Al(OH)3，Cr(OH)3 陽離子 Ⅲ NH3-NH4+ H2S 陽離子 Ⅲ～V 陽離子 Ⅳ～V

二、實驗步驟-2 步驟二 陽離子ⅢA與ⅢB屬之分離 3. 於沉澱中加入5滴濃HCl，3滴濃硝酸，水浴中加熱使完全溶解。 4. 加入3MKOH使呈鹼性，加入約0.3g的Na2O2，攪拌均勻，於水浴中加熱3分鐘，離心分離。 陽離子ⅢB KOH Na2O2 HCl HNO3 MnO2，Fe(OH)3 Co(OH)3，Ni(OH)2 MnS，CoS NiS，ZnS Fe2S3，Al(OH)3 Cr(OH)3 Gr Ⅲ 陽離子 Al(OH)4-，CrO42- Zn(OH)42- 陽離子ⅢA

二、實驗步驟-3 步驟三 鋁離子之分離 5. 於澄清液中逐滴加入濃HCl使呈酸性，加入20滴飽和NH4Cl，再逐滴加入濃NH3使呈鹼性，水浴中加熱3分鐘，離心分離，沉澱為Al(OH)3，澄清液為鉻及鋅的錯離子。 陽離子ⅢA Al(OH)3 HCl NH3-NH4+ Al(OH)4- CrO42- Zn(OH)42- CrO42- [Zn(NH3)4]2+

二、實驗步驟-4 步驟四 鋁離子之確認 6. 含Al(OH)3的沉澱中加入10滴3MHCl使完全溶解，水浴中加熱3分鐘，加入3滴鋁試劑(Aluminon) ，再加入3MNH3使呈鹼性，水浴中加熱2分鐘，離心分離，若有紅色沉澱，確認Al3+。 HCl、NH3 紅色沉澱確認Al3+ Al(OH)3 Al(OH)3沉澱色料 鋁試劑

二、實驗步驟-5 步驟五 鉻離子之分離 7. 於含有CrO42-及Zn(NH3)42+的澄清液中加入1M的Ba(Ac)2，直到沉澱完全，離心分離，沉澱為BaCrO4，澄清液為鋅的錯離子。 BaCrO4 Ba(Ac)2 CrO42- [Zn(NH3)4]2+ [Zn(NH3)4]2+

二、實驗步驟-6 步驟六 鉻離子之確認 8. 於BaCrO4的沉澱中加入10滴3M HCl，於水浴中加熱1分鐘，離心分離，捨棄固體殘渣。 步驟六 鉻離子之確認 8. 於BaCrO4的沉澱中加入10滴3M HCl，於水浴中加熱1分鐘，離心分離，捨棄固體殘渣。 9.在濾紙上滴加2滴澄清液，再加入2滴H2O2，若有藍色生成且瞬間消失，確認有Cr離子存在。 HCl H2O2 BaCrO4 CrO5 藍色迅即消失確認Cr3+

二、實驗步驟-7 步驟六 鋅離子之確認 10. 於含Zn(NH3)42+的澄清液中，加入5滴5%TAA，水浴中加熱3分鐘，會有白色沉澱生成，再加入3M HAc使呈酸性，若白色沉澱溶解，確認Zn2+存在。 H2S 加熱 ZnS [Zn(NH3)4]2+ 白色沉澱確認Zn2+

三、流程圖-1 MnO2 Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)2 MnS CoS NiS ZnS Fe2S3 Al(OH)3 Cr(OH)3 陽離子 Ⅲ HCl HNO3 KOH Na2O2 Gr Ⅲ 陽離子 陽離子ⅢB NH3-NH4+ H2S 陽離子 Ⅲ～V Al(OH)4- CrO42- Zn(OH)42- 陽離子 Ⅳ～V 陽離子ⅢA

三、流程圖-1 MnO2 Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)2 MnS CoS NiS ZnS Fe2S3 Al(OH)3 Cr(OH)3 陽離子 Ⅲ HCl HNO3 KOH Na2O2 Gr Ⅲ 陽離子 陽離子ⅢB NH3-NH4+ H2S 陽離子 Ⅲ～V Al(OH)4- CrO42- Zn(OH)42- 陽離子 Ⅳ～V 陽離子ⅢA

三、流程圖-2 HCl、NH3 鋁試劑 紅色沉澱確認Al3+ Al(OH)3 Al(OH)3沉澱色料 HCl H2O2 BaCrO4 Zn(OH)42- HCl H2O2 BaCrO4 CrO5 藍色迅即消失確認Cr3+ Ba(Ac)2 CrO42- [Zn(NH3)4]2+ 陽離子ⅢA H2S 加熱 ZnS [Zn(NH3)4]2+ 白色沉澱確認Zn2+

三、實驗記錄 Al3+ Cr3+ Zn2+ NH3 Al(OH)3 Cr(OH)3 Zn(OH)2 過量NH3 [Zn(NH3)4]2+ NaOH 過量NaOH Al(OH)4- Cr(OH)4- Zn(OH)42- H2S ZnS 鋁試劑 紅色沉澱 離子 試劑

第五章 陽離子第三B屬分析 原理 實驗步驟 流程圖 實驗記錄

一、原理 錳離子的分離與確認 鐵離子的分離與確認 鈷離子的分離與確認 鎳離子的分離與確認

1.錳離子的分離與確認-1 Mn2+ + S2- MnS MnS沉澱可溶於HCl及HNO3。 MnS + 2H+ Mn2+ +H2S Mn2+於KOH及Na2O2溶液中生成MnO2沉澱。 Mn2+ +2OH- Mn(OH)2 Mn(OH)2 +Na2O2 +H2O MnO(OH)2 +2Na+ +2OH-

2Mn2+ + 5BO3- +14H+ 2MnO4- + 5Bi3+ +7H2O 1.錳離子的分離與確認-2 MnO(OH)2可溶於濃HCl中生成Mn2+。 MnO(OH)2 + 4H+ +2Cl- Mn2+ + Cl2 +3H2O 錳離子於酸性環境中，加入NaBiO3生成紫紅色的MnO4-。 2Mn2+ + 5BO3- +14H+ 2MnO4- + 5Bi3+ +7H2O 紫紅色溶液確認Mn2+

2.鐵離子的分離與確認-1 鐵離子在氨-氯化銨的緩衝溶液中生成Fe2S3的黑色沉澱。 2Fe3+ + 3H2S Fe2S3 + 6H+ Fe2S3沉澱可溶於HCl及HNO3 。 Fe2S3 + 6H+ 2Fe3+ +3H2S Fe3+遇KOH生成Fe(OH)3沉澱。 Fe3+ +3OH- Fe(OH)3

2.鐵離子的分離與確認-2 Fe(OH)3可溶於濃HCl中。 2Fe(OH)3 + 3H+ Fe3+ + 3H2O Fe3+與過量NH4CNS生成血紅色錯離子[Fe(CNS)6]3- 。 Fe3+ + 6CNS- [Fe(CNS)6]3- 血紅色錯離子確認Fe3+

3.鈷離子的分離與確認-1 鈷離子在氨-氯化銨的緩衝溶液中生成CoS的黑色沉澱。 Co2+ + H2S CoS + 2H+ CoS沉澱可溶於HCl及HNO3 。 CoS + 2H+ Co2+ + H2S Co2+遇KOH及Na2O2生成Co(OH)3沉澱。 Co2+ +2OH- Co(OH)2 Co(OH)2 +Na2O2 +2H2O 2Co(OH)3 +2Na+ +2OH-

3.鈷離子的分離與確認-2 Co(OH)3可溶於濃HCl。 2Co(OH)3 + 6H+ + 2Cl- 2Co2+ + Cl2 +6H2O 在裝Co2+ 溶液的試管內，沿管壁慢慢加入NH4CNS的酒精溶液，不予攪拌，則在兩層液交界處會產生一圈藍色環是[Co(CNS)4]2-的錯離子溶液，可確認鈷離子 。 藍色環確認Co2+存在 Co2+ +4CNS- [Co(CNS)4]2- 鐵離子會干擾鈷離子的確認，所以事先加入NaF使成安定的[FeF6]-。 Fe3+ +6F- [FeF6]3-

4.鎳離子的分離與確認-1 鎳離子在氨-氯化銨的緩衝溶液中生成NiS的黑色沉澱。 Ni2+ + H2S NiS + 2H+ NiS沉澱可溶於HCl及HNO3 。 NiS + 2H+ Ni2+ + H2S Ni2+遇KOH及Na2O2生成Ni(OH)2沉澱。 Ni2+ +2OH- Ni(OH)2

4.鎳離子的分離與確認-2 Ni(OH)2可溶於濃HCl。 Ni(OH)2 + 2H+ Ni2+ + 2H2O Ni2+ +2NH3 + 2C4H8O2N2 (C4H7N2O2)2Ni +2NH4+ 紅色沉澱確認Ni2+

二、實驗步驟-1 步驟一 錳離子的確認 1. 含有GrⅢB的沉澱物，加入濃HCl溶解後，加水稀釋成2mL，然後分成四部份。 2. 第一部份加入0.2g的NaBiO3，攪拌均勻，離心分離，溶液若呈紫紅色，確認Mn2+離子存在。 濃HCl NaBiO3 MnO2、Fe(OH)3、 Co(OH)3、Ni(OH)2 Mn2+ MnO4- 紫紅色確認錳離子

二、實驗步驟-2 步驟二 鐵離子的確認 3.第二部份加入2滴3M NH4CNS，若有血紅色溶液出現，確認Fe3+存在 。 Fe3+ 濃HCl MnO2、Fe(OH)3、 Co(OH)3、Ni(OH)2 Fe3+ [Fe(CNS)6]3- 血紅色確認鐵離子

二、實驗步驟-3 步驟三 鈷離子的確認 4.第三部份加入0.2g固體NaF，攪拌均勻後，沿管壁加入 NH4CNS的酒精溶液，若有藍色環在兩液交界處出現，確認Co2+存在 。 NaF NH4CNS 濃HCl MnO2、Fe(OH)3、 Co(OH)3、Ni(OH)2 Co2+ [Co(CNS)4]2- 藍色環確認鈷離子

二、實驗步驟-4 步驟四 鎳離子的確認 5. 第四部份加入0.2g固體NaF，攪拌均勻後，加入3MNH3使溶液呈鹼性，然後加入4滴鎳試劑(Dimethylglyoxime) ，若有紅色沉澱產生，確認Ni2+存在 。 NaF 鎳試劑 濃HCl MnO2、Fe(OH)3、 Co(OH)3、Ni(OH)2 Ni2+ 鎳螯合物 紅色沉澱確認鎳離子

三、流程圖 Mn2+ Fe3+ Co2+ Ni2+ 濃HCl NaBiO3 MnO4- 陽離子ⅢB MnO2、Fe(OH)3、Co(OH)3、Ni(OH)2 濃HCl Mn2+ Fe3+ Co2+ Ni2+ NaF NH4CNS NaBiO3 NH4CNS NaF 鎳試劑 MnO4- [Fe(CNS)6]3- [Co(CNS)4]2- 鎳螯合物 紫紅色確認錳離子 血紅色確認鐵離子 紅色沉澱確認鎳離子 藍色環確認鈷離子

三、流程圖 Mn2+ Fe3+ Co2+ Ni2+ 濃HCl NaBiO3 MnO4- 陽離子ⅢB MnO2、Fe(OH)3、Co(OH)3、Ni(OH)2 濃HCl Mn2+ Fe3+ Co2+ Ni2+ NaF NH4CNS NaBiO3 NH4CNS NaF 鎳試劑 MnO4- [Fe(CNS)6]3- [Co(CNS)4]2- 鎳螯合物 紫紅色確認錳離子 血紅色確認鐵離子 紅色沉澱確認鎳離子 藍色環確認鈷離子

四、實驗記錄 Mn2+ Fe3+ Co2+ Ni2+ 離子顏色 淡紅 黃褐 粉紅 綠色 NH3 Mn(OH)2 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2 H2S MnS 淡紅色 Fe2S3 黑色 CoS NiS K4Fe(CN)6 Fe4[Fe(CN)6]3 藍色 NH4CNS [Fe(CNS)6]3- 血紅色 Co(CNS)42- 鎳試劑 鎳螯合物 紅色 離子 試劑

第六章 陽離子第四屬分析 原理 實驗步驟 流程圖 實驗記錄

一、原理 (一)屬試劑 (二)鈣離子的分離與確認 (三)鍶離子的分離與確認 (四)鋇離子的分離與確認 (五)鎂離子的分離與確認

(一) 屬試劑-1 1.第四屬陽離子有Ca2+、Sr2+、Ba2+及Mg2+。 2.本屬離子在氨化溶液中以(NH4)2CO3及(NH4)2HPO4為沉澱劑，可產生碳酸鹽及磷酸鹽沉澱。 Ba2+ + CO32- BaCO3 3Ba2+ +2HPO42- +2NH3 Ba3(PO4)2 +2NH4+

(一) 屬試劑-2 3.單獨使用(NH4)2CO3或(NH4)2HPO4為沉澱劑會有部份離子無法沉澱完全的缺點。 (A)單獨以CO32- [即(NH4)2CO3]為沉澱劑：因為過量的NH4+會消耗CO32-使沉澱不完全。 NH4+ +CO32- NH3 + HCO3- (B)單獨以HPO42-[ 即 (NH4)2HPO4]為沉澱劑：可使第四屬離子沉澱完全，但是PO43-的溶解度較差，須加入大量硫酸以使其轉換成HPO42-的狀態；而且磷酸鹽的揮發性較差，燄色反應效果不如碳酸鹽。

(一) 屬試劑-3 4.本屬離子可用燄色法協助確認。 燄色反應： Ca2+ 橘紅色 Sr2+ 暗紅色 Ba2+ 黃綠色 Mg2+ 無色

(二)鈣離子的分離與確認-1 1.鈣離子與碳酸根生成碳酸鈣沉澱。 2.鈣離子與磷酸氫根生成磷酸鈣沉澱。 Ca2+ + CO32- CaCO3 3Ca2+ +2HPO42- +2NH3 Ca3(PO4)2 +2NH4+

(二)鈣離子的分離與確認-2 3. 碳酸鈣可溶於醋酸溶液中 4. 磷酸鈣可溶於醋酸溶液中 CaCO3 + 2HAc Ca2+ +2Ac- +H2O +CO2 4. 磷酸鈣可溶於醋酸溶液中 Ca3(PO4)2 +4HAc 3Ca2+ +2H2PO4- + 4Ac-

(二)鈣離子的分離與確認-3 5. 鈣離子之分離：以草酸銨為沉澱劑可產生白色草酸鈣沉澱，鎂離子則不沉澱。 Ca2+ +C2O42- CaC2O4 6. 草酸鈣CaC2O4可溶於鹽酸中，燄色反應呈橘紅色。 CaC2O4 + H+ Ca2+ +HC2O4- 燄色成橘紅色確認Ca2+

(三)鍶離子的分離與確認-1 1.鍶離子與碳酸根生成碳酸鍶沉澱。 2.鍶離子與磷酸氫根生成磷酸鍶沉澱。 Sr2+ + CO32- SrCO3 3Sr2+ +2HPO42- +2NH3 Sr3(PO4)2 +2NH4+

(三)鍶離子的分離與確認-2 3. 碳酸鍶可溶於醋酸溶液中 4. 磷酸鍶可溶於醋酸溶液中 SrCO3 + 2HAc Sr2+ +2Ac- +H2O +CO2 4. 磷酸鍶可溶於醋酸溶液中 Sr3(PO4)2 +4HAc 3Sr2+ +2H2PO4- + 4Ac-

(三)鍶離子的分離與確認-3 5. 鍶離子之分離：以硫酸銨為沉澱劑可產生白色硫酸鍶沉澱，鈣離子及鎂離子則不沉澱。 Sr2+ +SO42- SrSO4 6. 鍶離子之確認：硫酸鍶部份可溶於鹽酸中，燄色反應呈 。 深紅色

(四)鋇離子的分離與確認-1 1.鋇離子與碳酸根生成碳酸鋇沉澱。 2.鋇離子與磷酸氫根生成磷酸鋇沉澱。 Ba2+ + CO32- BaCO3 3Ba2+ +2HPO42- +2NH3 Ba3(PO4)2 +2NH4+

(四)鋇離子的分離與確認-2 3. 碳酸鋇可溶於醋酸溶液中 4. 磷酸鋇可溶於醋酸溶液中 BaCO3 + 2HAc Ba2+ +2Ac- +H2O +CO2 4. 磷酸鋇可溶於醋酸溶液中 Ba3(PO4)2 +4HAc 3Ba2+ +2H2PO4- + 4Ac-

(四)鋇離子的分離與確認-3 6. 鋇離子之確認： BaCrO4 為非揮發性，加入濃鹽酸煮沸使生成Ba2+於本生燈火燄中的燄色反應為 。 5. 鋇離子之分離：鋇離子遇醋酸與鉻酸鉀K2CrO4生成鉻酸鋇沉澱BaCrO4與鈣、鍶及鎂離子分離。 Ba2+ +CrO42- BaCrO4 6. 鋇離子之確認： BaCrO4 為非揮發性，加入濃鹽酸煮沸使生成Ba2+於本生燈火燄中的燄色反應為 。 黃綠色

(五)鎂離子的分離與確認 1. 鎂離子與磷酸氫銨生成磷酸銨鎂沉澱。 Mg2+ +HPO42- +NH3 +6H2O MgNH4PO4  6H2O 2.鎂離子的分離與確認：鎂離子不容易完全與第四屬的其他離子分離。鎂離子與KOH生成白色的氫氧化鎂沉澱，此沉澱與鎂試劑形成深藍色反應。 Mg2+ +2 OH- + 鎂試劑 Mg(OH)2 鎂試劑 藍色沉澱色料確認Mg2+

二、實驗步驟-1 步驟一 第四屬陽離子的沉澱 1. 於含有GrⅣ~Ⅴ的澄清液中加入6M NH3使呈鹼性，加入10滴0.05M(NH4)2HPO4及5滴2M (NH4)2CO3，攪拌均勻，離心分離。沉澱物為GrⅣ，澄清液為GrV。 Ba、Sr、Ca及Mg 的碳酸鹽及磷酸鹽 NH3/(NH4)2CO3/(NH4)2HPO4 GrⅣ~Ⅴ Gr V

二、實驗步驟-2 步驟二 鋇離子的分離 2. 於含有GrⅣ的沉澱物中加入10滴濃HAc，攪拌均勻。 步驟二 鋇離子的分離 2. 於含有GrⅣ的沉澱物中加入10滴濃HAc，攪拌均勻。 3. 加水稀釋至2mL，加入5滴1MK2CrO4，攪拌均勻，離心分離。沉澱為BaCrO4，澄清液為鍶、鈣及鎂離子。 Ba、Sr、Ca及Mg 的碳酸鹽及磷酸鹽 HAc K2CrO4 Ba2+、Sr2+、 Ca2+、Mg2+ BaCrO4

二、實驗步驟-3 步驟三 鋇離子的確認 3. 於BaCrO4沉澱中加入6滴濃HCl，攪拌均勻後，以白金絲沾取溶液，置於本生燈的氧化燄中作燄色反應，若有黃綠色燄色，確認Ba2+存在。 HCl BaCrO4 燄色反應呈黃綠色

二、實驗步驟-4 步驟四 鍶離子的分離 4. 於含鍶、鈣及鎂的澄清液中，加入5滴1M (NH4)2SO4，水浴中加熱3分鐘後，離心分離。沉澱為SrSO4，澄清液為鈣及鎂離子。 SrSO4 (NH4)2SO4 Sr2+、Ca2+ 、Mg2+ Ca2+、 Mg2+

二、實驗步驟-5 步驟五 鍶離子的確認 6. 於SrSO4沉澱中加入3滴濃HCl，攪拌均勻後，以白金絲沾取溶液，置於本生燈的氧化燄中作燄色反應，若有深紅色燄色，確認Sr2+存在。 HCl SrSO4 燄色反應呈深紅色

二、實驗步驟-6 步驟六 鈣離子的分離 7. 於含鈣及鎂離子的溶液中加入5滴0.25M (NH4)2C2O4，水浴中加熱1分鐘，離心分離。沉澱為CaC2O4，澄清液為Mg2+。 CaC2O4 0.5M (NH4)2C2O4 Ca2+、 Mg2+ Mg2+

二、實驗步驟-7 步驟七 鈣離子的確認 8. 於CaC2O4沉澱中加入2滴濃HCl，攪拌均勻後，以白金絲沾取溶液，置於本生燈的氧化燄中作燄色反應，若有橘紅色燄色，確認Ca2+存在。 HCl CaC2O4 燄色反應呈橘紅色

二、實驗步驟-8 步驟八 鎂離子的確認 9. 於含Mg2+的澄清液中加入等體積 3M KOH及1滴鎂試劑，水浴中加熱5分鐘，離心分離，若有藍色沉澱生成，確認Mg2+存在。 3M KOH 鎂試劑 Mg2+ 藍色沉澱確認Mg2+ Mg(OH)2٠鎂試劑

三、 流程圖-1 GrⅣ~Ⅴ Gr V NH3/(NH4)2CO3/(NH4)2HPO4 Ba、Sr、Ca及Mg 的碳酸鹽及磷酸鹽 HAc K2CrO4 BaCrO4 Sr2+、Ca2+、Mg2+ HCl 燄色反應呈黃綠色

三、 流程圖-2 Sr2+、Ca2+、Mg2+ (NH4)2SO4 Ca2+、 Mg2+ SrSO4 0.5M (NH4)2C2O4 濃HCl Mg2+ CaC2O4 3M KOH 鎂試劑 濃HCl 燄色反應呈暗紅色確認Sr2+ Mg(OH)2٠鎂試劑 燄色反應呈橘紅色確認Ca2+ 藍色沉澱確認Mg2+

四、實驗記錄 Ba2+ Sr2+ Ca2+ Mg2+ (NH4)2CO3 BaCO3(白) SrCO3 (白) CaCO3 (白) MgCO3 (白) Ksp大 (NH4)2HPO4 Ba3(PO4)2 (白) Sr3(PO4)2 (白) Ca3(PO4)2 MgNH4PO4 K2CrO4 BaCrO4(黃) SrCrO4(黃) Ksp大 CaCrO4(黃) Ksp大 可溶 (NH4)2SO4 BaSO4 (白) SrSO4 (白) CaSO4 (白) Ksp大 MgSO4 (白) Ksp大 (NH4)2C2O4 BaC2O4(白) SrC2O4 (白) CaC2O4(白) MgC2O4(白)Ksp大 燄色 黃綠 暗紅(瞬逝) 橘紅 無色 離子 試劑

第七章 陽離子第五屬分析

大綱 前言 原理 實驗步驟 流程圖 實驗結果

一、前言 本屬包括NH4+、K+及Na+三個離子，又稱為可溶屬，是陽離子分析的最後一屬，所以不必作屬分離。

二、原理 (一) 鈉離子的確認。 (二) 鉀離子的確認。 (三) 銨離子的確認。

(一) 鈉離子的確認 1.鈉離子與醋酸鈾醯鋅生成淡黃色沉澱，而鉀與銨離子無此反應。 2.鈉離子的燄色反應為黃色，久不消失。 Na+ + ZnAc2 +3UO2Ac2 +HAc NaZn(UO2)3Ac9 + H+ 2.鈉離子的燄色反應為黃色，久不消失。

(二)鉀離子的確認 1.鉀離子與亞硝酸鈷鈉Na3Co(NO2)6反應生成黃色沉澱而確認。 2K+ +Na3Co(NO2)6 NaK2Co(NO2)6 +2Na+ 黃色沉澱靜置10分鐘後呈現 2.鉀離子的燄色反應為紫色，但是若有鈉離子共存時，其顏色會被鈉離子的鮮黃色遮敝，所以須透過鈷玻璃(Co-glass)來觀察。

1.陽離子分析過程會加入大量氨水或銨鹽，所以銨離子的確認須取原溶液作分析。 (三)銨離子的確認 1.陽離子分析過程會加入大量氨水或銨鹽，所以銨離子的確認須取原溶液作分析。 2.銨離子與KOH共熱會生成氨氣(NH3) 。氨氣可使沾濕的紅色石蕊試紙變成藍色。 NH4+ +OH- NH3 +H2O

三、實驗步驟-1 步驟一 銨離子的確認 1.取5滴試樣原液於小燒杯中，加入5滴去離子水，加入3M KOH，使溶液呈鹼性，蓋上凸面附有沾濕紅色石蕊試紙的表玻璃。 2.微微加熱約1分鐘，若石蕊試紙由紅變藍，表示有NH4+存在。 6M KOH 濕石蕊試紙貼於試管口 石蕊試紙 變藍色 GrⅠ~ V 確認NH4+ 加熱

三、實驗步驟-2 步驟二 鈉離子的確認 3.將含GrV的澄清液移入蒸發皿中，加入10滴濃 HNO3，蒸發至乾 。 步驟二 鈉離子的確認 3.將含GrV的澄清液移入蒸發皿中，加入10滴濃 HNO3，蒸發至乾 。 4.加入20滴去離子水，溶液分成三部份。 5.第一部份加入8滴Zn(UO2)3Ac8，靜置數分鐘，若有黃色沉澱，確認Na+存在。 6.第二部份，加入2滴濃HCl，作燄色反應，若燄色呈黃色，確認Na+存在。 HAc Zn(UO2)3Ac8 1.濃硝酸 2.蒸發至乾 3.加水溶解 NaZn(UO2)3Ac9 Na+、 K+ 黃色沉澱確認Na+ Gr V 濃HCl 燄色呈黃色

三、實驗步驟-3 步驟三 鉀離子的確認 7. 第三部份溶液中加入8滴Na3Co(NO2)6，靜置數分鐘後，離心分離，若有黃色沉澱生成，確認K+存在。 8.重作第二部份溶液之燄色反應，透過鈷玻璃濾除鈉離子的燄色觀察，若有紫色燄色，確認K+存在。 HAc Zn(UO2)3Ac8 1.濃硝酸 2.蒸發至乾 3.加水溶解 NaZn(UO2)3Ac9 Na+、 K+ 黃色沉澱確認Na+ Gr V 濃HCl 燄色呈黃色

四、流程圖 Gr V GrⅠ~V 1.6NKOH 2.加熱 3.濕石蕊試紙貼於試管口 確認NH4+ 透過鈷玻璃 1.濃硝酸 2.蒸發至乾 3.加水溶解 1.6NKOH 2.加熱 3.濕石蕊試紙貼於試管口 Na+、K+ 石蕊試紙 變藍色 HAc Zn(UO2)3Ac8 Na3Co(NO2)6 NaZn(UO2)3Ac9 NaK2Co(NO2)6 確認NH4+ 燄色呈紫色確認K+ 黃色沉澱確認Na+ 黃色沉澱確認K+ 燄色呈黃色確認Na+ 透過鈷玻璃

五、實驗報告 Na+ K+ NH4+ Zn(UO2)3Ac8 NaZn(UO2)3Ac9 黃色沉澱 Na3Co(NO2)6 NaK2Co(NO2)6 KOH,加熱 NH3,使紅色濕的石蕊試紙變藍色 燄色 黃,持久 紫紅 無色 離子 試劑