單元十三 陰離子第一屬分析 臺北市立松山工農化工科教師謝榮忠製作

大綱 前言 原理 實驗步驟 流程圖 實驗結果

前言-1 陰離子種類很多，本教材就SO42-、SO32-、CO32-、PO43-、S2-、Fe(CN)64-、Fe(CN)63-、Cl-、Br -、I -、NO3-、Ac-、MnO4-等13種離子討論。 有些陰離子具還原性，另有些陰離子則具氧化性，兩者混合時會產生氧化還原反應而改變離子結構，此種狀況尤其易發生於酸性溶液中。 陰離子的分析溶液應為鹼性或中性，因為在酸性溶液中，一則離子易起氧化還原反應而消失，二則很多陰離子會被酸分解消失。

前言-2 陰離子的分屬 屬別 屬試劑 屬中陰離子 第一屬陰離子 Ba(NO3)2 SO42-，SO32-，CO32-，PO43- 第二屬陰離子 Zn(NO3)2 S2- ，Fe(CN)63-，Fe(CN)64- 第三屬陰離子 AgNO3 Cl-， Br-， I- 第四屬陰離子 無 NO3- ，Ac-，MnO4-

原理 屬沉澱試劑 碳酸根的確認 硫酸根的確認 亞硫酸根的確認 磷酸根的確認

1. 屬沉澱試劑 本屬的陰離子包括： 硫酸根 SO42- 亞硫酸根 SO32- 碳酸根 CO32- 磷酸根 PO43- 1. 屬沉澱試劑 本屬的陰離子包括： 硫酸根 SO42- 亞硫酸根 SO32- 碳酸根 CO32- 磷酸根 PO43- 本屬沉澱試劑為硝酸鋇Ba(NO3)2 。 　　SO42- + Ba2+　 　BaSO4 SO32- + Ba2+　 BaSO3 CO32- + Ba2+ BaCO3 PO43- + Ba2+ Ba3(PO4)2

2. 碳酸根的確認-1 1) CO32-與BaAc2或Ba(NO3)2生成BaCO3沉澱。 CO32- + Ba2+ BaCO3 2. 碳酸根的確認-1 1) CO32-與BaAc2或Ba(NO3)2生成BaCO3沉澱。 CO32- + Ba2+ BaCO3 2) CO32-為鹼性物質，與酸作用先變成HCO3-，繼續反應生成CO2氣體與H2O。 CO32- + H+ HCO3- HCO3- + H+ CO2 + H2O

碳酸根的確認-2 在試液中加入KClO3氧化劑，將SO32-氧化成SO42-後再加酸，則僅CO32-會生成激烈氣泡。由此可確認CO32-。

硫酸根的確認 SO42-與Ba2+、Sr2+、Ca2+、Pb2+都生成白色沉澱。但是其中僅BaSO4不溶於稀鹽酸，其餘陽離子的硫酸鹽皆可溶於酸。 SO42- + Ba2+ BaSO4 SO42- + Sr2+ SrSO4

亞硫酸根的確認 SO32-與酸作用先變成HSO3-，繼續反應生成SO2氣體與H2O。 SO32- + H+ HSO3- HSO3- + H+ SO2 + H2O SO32-為還原性離子，易被KClO3或H2O2氧化成SO42-則 與Ba2+生成的BaSO4則不溶於水。 SO3 2-+ H2O2 SO42- + H2O SO42- + Ba2+ BaSO4(s)

磷酸根的確認 PO43-為鹼性物質與酸作用先變成HPO42- 再變成H2PO4- 。 PO43- +H+ HPO42- HPO42-+H+ H2PO4- PO43-與Ba2+生成Ba3(PO4)2沉澱。 2PO43- + 3Ba2+ Ba3(PO4)2 Ba3(PO4)2 可溶於醋酸 Ba3(PO4)2 + 4HAc 3Ba2+ + 2H2PO4- + 4Ac- 磷酸根與鉬酸銨生成黃色磷鉬酸銨沉澱 H2PO4- + 12MoO42- + 22H+ + 3NH4+ (NH4)3PO4(MoO3)12 + 12H2O

三、實驗步驟-1 步驟一：沉澱分離第一屬陰離子 1.取Ⅰ~IV屬的混合液之2/3量，加入 Ba(NO3)2至沉澱完全。 陰離子Ⅰ~Ⅳ 2/3量 陰離子第一屬沉澱 BaSO4,BaSO3 BaCO3,Ba3(PO4)2

三、實驗步驟-2 步驟二： SO42-的分離與確認 3.沉澱加入3M HCl，離心分離，若仍有白色沉澱存在，證明有SO42- 。 BaSO4 BaCO3, Ba3(PO4)2 3MHCl H2SO3，H3PO4， Ba2+

三、實驗步驟-3 步驟三： SO32-的分離與確認 4.澄清液加入3% H2O2，離心分離，如有白色沉澱，證明有SO32- 。 BaSO4 H2SO3，H3PO4， Ba2+ 3% H2O2 PO43-

三、實驗步驟-4 步驟四： PO43-的分離與確認 5.澄清液加入HNO3酸化後，加入數滴(NH4)2MoO4溶液，離心分離，如有黃色沉澱，證明有PO43- 。 (NH4)3PO4·12MoO3 HNO3 PO43- 確認PO43- (NH4)2MoO4 H+

三、實驗步驟-5 步驟五： CO32-的確認 5.取Ⅰ~IV屬的混合液之1/3量，加入KClO3及3MHCl，置於水浴中加熱，若有激烈氣泡，證明有CO32- 。 KClO3 CO2 氣泡 陰離子Ⅰ~Ⅳ 1/3量 確認CO32- HCl

四、流程圖 HCl+KClO3 激烈氣泡，確認CO32- 1/3份 陰離子 Ⅰ~Ⅳ 加熱 陰離子 Ⅱ~Ⅳ Ba(NO3)2 BaSO4 2/3份 HCl 確認SO42- BaSO4,BaSO3 BaCO3,Ba3(PO4)2 H2SO3 H3PO4 Ba2+ HNO3+(NH4)2MoO4 H3PO4 (NH4)3PO4·12MoO3 H2O2 黃色沉澱確認PO43- 確認SO32- BaSO4

五、實驗結果 SO42- SO32- CO32- PO43- H+ SO2 氣泡 CO2 Ba2+ BaSO4 白色 BaSO3 BaCO3 Ba3(PO4)2 H2O2或KClO3 -- (NH4)2MoO4 (NH4)3PO4·12MoO3黃色沉澱 離子 試劑