Nhóm 3 : Nguyễn Thị Hoàng Oanh Nguyễn Thanh Tài Đinh Thị Thanh Hiền Chí Quốc Và Huỳnh Kim Ngân HÓA PHÂN TÍCH HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH. 1.THUỐC THỬ NHÓM. Thuốc thử nhóm của các cation nhóm IV là amoni hydroxyd NH4OH (natri hydroxyd NaOH) cho dư, với sự có mặt của nước oxy già H2O2 và amoni clorid NH4Cl. Các cation tác dụng với amoni hydroxyd NH4OH ( natri hydroxyd NaOH) cho dư tạo ra các kết tủa có màu đặc trưng và bền vững trong dung dịch có ion amoni Fe3+ + 3OH- -> Fe(OH)3 kết tủa nâu đỏ Fe2+ + 2OH- -> Fe(OH)2 kết tủa trắng xanh Bi3+ + 3OH- -> Bi(OH)3 kết tủa trắng Bi(OH)3 tan trong các acid, không tan trong kiềm dư, nhưng khi đun nóng dễ chuyển thành màu vàng do bị mất nước: Bi(OH)3 -> BiO(OH)kết tủa vàng +H2O Riêng ion Mg2+ không cho kết tủa với hỗn hợp thuốc thử do sự hiện diện của NH4Cl ngăn cản sự tạo tủa Mg(OH)2 mà tạo phức tan Mg2+ +4NH3 +2NH4Cl -> [Mg(NH3)4]Cl2+ 2NH4+ Vai trò của nước oxy già H2O2 là oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ ( ở dạng Fe(OH)3) và ion Bi3+ thành Bi5+ ( ở dạng HBiO3) 2Fe(OH)2+H2O2 -> 2Fe(OH)3 kết tủa nâu đỏ Bi(OH)3 +H2O2 -> HBiO3 kết tủa vàng +2H2O THUỐC THẢ CATION: Cation Fe2+ Natri sulfid Na2S tạo kết tủa đen FeS. Kết tủa này tan trong các acid vô cơ và cả acid acetic khi có mặt H2O2. Fe2+ + S2- -> FeS kết tủa đen Natri carbonat Na2CO3 tạo kết tủa trắng xanh. Để lâu trong không khí, kết tủa có màu xanh nâu đỏ Fe(OH)2 -> Fe(OH)3 Fe2+ + CO32- +H2O -> Fe(OH)2 kết tủa trăng xanh +CO2 2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 -> 2Fe(OH)3 kết tủa nâu đỏ Natri hydrophosphat Na2HPO4 tạo kết tủa màu trắng 3Fe2+ + 2HPO42- -> Fe3(PO4)2 kết tủa trắng +2H2 CATION Fe3+ Natri sulfide Na2S (amoni sulfide (NH4)2S) tạo kết tủa đen 2Fe3+ +3S2- -> Fe2S3 kết tủa đen Kali sulfocyanid (KSCN) tạo dd màu đỏ máu Fe3+ + 3SCN- ->Fe(SCN)3 đỏ máu Fe(SCN)3+3SCN- -> [Fe(SCN)6]3- tan mất màu đỏ máu Natri carbonat Na2CO3 tạo kết tủa nâu đỏ và có khí bay lên 2Fe3+ +3CO32-+3H2O -> 2Fe(OH)3 kết tủa đỏ nâu+3CO2 Natri hydrophosphat Na2HPO4 tạo kết tủa màu vàng Fe3+ + HPO42- -> FePO4 kết tủa vàng +H+ CATION Bi3+ Natri sulfid Na2S ( amoni sulfid (NH4)2S) tạo kết tủa đen 2Bi3+ + 3S2- -> Bi2S3 kết tủa đen Kali iodid KI tạo kết tủa đen Bi3+ + 3I- -> BiI3 kết tủa đen Phản ứng stanit kiềm (SnCl2/NaOH) tạo kết tủa đen 2Bi3+ + 3SnO22- + 6OH- -> 2Bi0 kết tủa đen +3SnO32- +3H2O Natri carbonat Na2CO3 tạo kết tủa trắng 2Bi3+ + 3CO32- +H2O -> 2Bi(OH)CO3 kết tủa trăng +2CO2 CATION Mg2+ Natri hydrophosphat Na2HPO4 (phản ứng tạo muối kép) với sự có mặt của hỗn hợp NH4OH +NH4Cl tạo kết tủa trắng Mg2+ +HPO42- +NH4OH -> MgNH4PO4 kết tủa trắng + H2O Natri hydroxyd NaOH tạo kết tủa màu trắng Mg2+ +2OH- -> Mg(OH)2 kết tủa trắng Natri carbonat Na2CO3 tạo kết tủa trắng vô định hình Mg2+ + CO32- -> MgCO3 kết tủa trắng 2Mg2+ + 2CO32- + H2O -> Mg2(OH)2CO3 kết tủa trắng + CO2 2:Thuốc thử Cation Cu2+ Natri sulfid Na2S: tạo kết tủa không tan trong các acid loãng nhưng tan trong acid nitric HNO3 2N sôi Cu2+ + S2- -> CuS ( kết tủa đen ) 3CuS + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO + 4H2O hoặc 3CuS + 14HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 8NO + 4H20 Kali iodid KI: tạo kết tủa trắng. Tủa này dễ bị phân hủy tạo kết tủa có màu vàng đỏ Cu2+ + 2I- -> CuI2 (kết tủa trắng) CuI2 -> CuI( kết thủa trắng) + ½ I2 Kali ferocyanid K4[Fe(CN)6]: trong môi trưởng acid yếu hoặc trung tính tạo kết tủa màu nâu đỏ 2Cu2+ + [ Fe (CN)6]4- -> Cu2[Fe(CN)6] ( kết tủa nâu đỏ ) Kali sulfocyanid KSCN: tạo kết tủa đen , dần chuyển sang màu trắng. Cu2 + 2SCN -> Cu(SCN)2 ( kết tủa đen ) 2Cu(SCN)2 + H2O -> 2CuSCN ( kết tủa trắng) + HOSCN + HSCN Natri carbonat Na2CO3 : tạo kết tủa xanh tan trinng dd NH3 hoặc (NH4)2CO3 2Cu2+ + CO32- +2OH- -> Cu(OH)2.CuCO3 ( kết tủa xanh) Cation Hg2+ : Natri sulfid Na2S : tạo kết tủa đen. Tủa không tan trong dung dịch acid nhưng tan trong nước cường toan ( HNO3 dư : HCldư -> 1:3), tan trong muối sulfid của kim loại kiềm tạo muối thio [HgS2]2- Hg2+ + S2- -> HgS ( kết tủa đen) 3HgS + 2HNO3 + 6HCl -> 3HgCl2 + 3S + 2NO + 4H2O Kali Cromat K2CrO4 : tạo kết tủa vàng Hg2+ + CrO42- -> HgCrO4 ( kết tủa vàng ) Kali iodid KI: tạo kết tủa màu đỏ. Tủa này tan trong thuốc thử dư tạo phức không màu Hg2+ + 2I- -> HgI2 ( kết tủa đỏ cam ) HgI2 +2I- -> [HgI4 ] Natri Carbonat Na2CO3: tạo kết tủa màu đỏ nâu 4Hg2+ 4CO32- -> HgCO3.3HgO ( kết tủa màu đỏ nâu ) + 3CO2 (bay hơi ) Natri Hydroxyd NaOH : Tạo kết tủa vàng Amoni sulfocyanid NH4SCN: 3: CATION NH4+ : * Natri hydroxyd NaOH : Ion NH4+ bị NaOH phân tích thành amoniac NH3+ . Khí này bay ra có thể được nhận biết bằng mùi khai đặc trưng , làm giấy tẩm thuốc thử phenolphthalein có màu hồng hoặc giấy quỳ tím hoá xanh . Phương trình : NH4+ + NaOH —> NH3+ ( bay hơi ) + Na+ + H2O ( điều kiện nhiệt độ ) * Thuốc thử Nessler : tạo kết tủa màu nâu đỏ trong môi trường kiềm . Phương trình : NH4+ + KOH —> NH3 +K+ + H2O CATION K+ : - Acid percloric HClO4 : tạo kết tủa trắng Phương trình : K+ + ClO4- —> KClO4 ( kết tủa trắng ) - Acid tartric H2C4H4O6 : tạo kết tủa trắng Phương trình : K+ + H2C4H4O6 —> KHC4H4O6 tủa trắng + H+ - Acid picric : tạo kết tủa vàng - Phản ứng nhuốm màu ngọn lửa : đốt các muối K+ trên ngọn lửa không màu thì ngọn lửa sẽ có màu tím CATION Na+ : - Phản ứng nhuốm màu ngọn lửa : đốt các muối Natri trên ngọn lửa không màu thì sẽ có lửa màu vàng 4:ANION Cl- * Bạc nitrat AgNO3 : Phương trình : Cl- + AgNO3 —> AgCl kết tủa trắng vón cục + NO3- - AgCl tan trong NH4OH , Na2S2O3 ,... để tạo thành phức tan không màu . Khi acid hoá dung dịch thì kết tủa xuất hiện trở lại *Chì nitrat Pb(NO3)2 2Cl- + Pb2+ —> PbCl2 kết tủa trắng - PbCl2 tan trong nước nóng và kết tủa trở lại khi làm lạnh * Phản ứng Oxy hoá : Dùng chất oxy hoá mạnh như KMnO4 trong môi trường acid sulfuric. , PbO2 trong môi trường acid để oxy hoá Cl- thành Cl2 tự do rồi nhận biết khí Cl2 bằng thuốc thử đặc hiệu . - Phương trình : 10Cl- + 2KMnO4 + 8H2SO4 —> 2MnSO4 + 5Cl2 ( bay hơi ) + 5SO42- + 8H2O 2Cl- + PbO2 + 4H+ —> Cl2 + Pb2+ + 2H2O - Nhận biết Cl2 sinh ra bằng : Giấy tẩm thuốc thử Villaiers - Fayolle: có màu xanh tím . Dẫn vào dung dịch cloroform dung dịch có màu vàng nhạt Giấy tẩm KI và hồ tinh bột do Phương trình : Cl2 + 2KI —> 2KCl + I2 I2 làm xanh hồ tinh bột ANION Br- : * Bạc nitrat AgNO3 : Br- + AgNO3 —> AgBr ( kết tùa vàng nhạt , tan ít trong NH4OH + NO3- * Chì nitrat Pb(NO3)2 2Br- + Pb2+ —> PbBr2 kết tủa vàng PbBr2 tan trong kiềm , CH3COONH4 và KBr dư PbBr2 + 2KBr —> K2(PbBr4) * Phản ứng oxy hoá : - Dùng chất oxy hoá mạnh như KMnO4 trong môi trường acid sulfuric, nước Chlor hoặc nước Javel để oxy hoá Br- thành Br2 tự do rồi nhận biết khí Br2 bằng thuốc thử đặc hiệu - Nhận biết Br2 sinh ra bằng : Giấy tẩm thuốc thử Fluorescein : từ màu vàng chuyển sang màu hồng Br2 tan trong choloroform làm cho lớp choloroform có màu vàng rơm ANION I- Bạc nitrat AgNO3 I- + AgNO3 -> AgI kết tủa vàng + NO3- AgI không tan trong NH4OH nhhuwng tan trong KCN tạo phức tan. Chì nitrat Pb(NO3)2 (chì acetat Pb(OCOCH3)2) 2I- + Pb2+ -> PbI2 kết tuẩ vàng tươi Tủa PbI2 tan trong nước nóng và kết tinh lại khi để nguội dưới dạng tinh thể vàng óng ánh Phản ứng oxy hóa Dùng chất oxy hóa mạnh như: KMnO4 trong môi trường acid sulfuric, nước Chlor hoặc nước Javel để oxy hóa I- thành I2 tự do rồi nhận biết I2 bằng thuốc thử đặc hiệu. 10I- + 2KMnO4 +8H2SO4 -> 2MnSO4 +5I2 bay hơi + 5 SO42- + 8H2O 2I- +Cl2 -> I2 + 2Cl- Nhận biết I2 sinh ra bằng Giấy tẩm hồ tinh bột: chuyển sang màu xanh tím I2 tan trong chloroform làm cho lớp chloroform có màu tím Nếu Cl2 dư sẽ làm mất màu I2 Thủy ngân (II) clorid HgCl2 tạo kết tủa đỏ. Tủa tan trong dung dịch I- dư Hg2+ +2I- -> HgI2 kết tủa đỏ cam HgI2 + 2I- -> [HgI4]2- Natri nitrit NaNO2 trong môi trường acid giải phóng iod I2 làm hồ tinh bột có màu xanh tím 2NO2- + 2I- +4H+ -> I2 + 2NO + 2 H2O ANION CO32- Bari nitrat Ba(NO3)2 Ba2+ + CO32- -> BaCO3 kết tủa trắng BaCO3 tan trong acid vô cơ thông thường Bạc nitrat AgNO3 2Ag+ + CO32- -> Ag2CO3 kết tủa trắng Ag2CO3 -> Ag2O kết tủa đen + CO2 bay hơi Acid loãng 2H+ + CO32- -> H2CO3 -> CO2 bay hơi + H2O Khí CO2 sinh ra làm đục nước vôi trong Thủy ngân (II) nitrat Hg(NO3)2 : tạo kết tủa đỏ nâu vàng vàng nâu CO32_ + Hg2+ -> HgCO3.3HgO kết tủa đỏ nâu + 3CO2 bay hơi Anion PO43- Amoni molybdat (NH4)2MoO4 : phản ứng tiến hành trong môi trường acid nitric PO43- + 12(NH4)2MoO4 + 24HNO3 -> (NH4)3PO4.12MoO3.2H2O kết tủa vàng + 21NH4NO3 + 3NO3- + 10H2O Bạc nitrat AgNO3 : tạo kết tủa màu vàng 3Ag+ + PO43- -> Ag3PO4 kết tủa vàng Ag3PO4 tan trong acid vô cơ và trong NH4OH Bari nitrat BaNO3 : tạo kết tủa màu trắng tan trong dung dịch HNO32N 3Ba2+ + 2PO43- -> Ba3(PO4)2 kết tủa trắng Hỗn hợp MgCl2 + NH4OH + NH4Cl : tạo kết tủa màu trắng PO43- + Mg2+ + NH4+ -> MgNH4PO4 kết tủa trắng ANION SO32- Bari nitrat Ba(NO3)2 Ba2+ + SO32- -> BaSO3 kết tủa trắng BaSO3 tan trong các acid loãng : BaSO3 + 2HCl -> BaCl2 + H2O + SO2 bay hơi Các acid vô cơ loãng SO32- + 2H+ -> H2O + SO2 bay hơi Dung dịch I2 : làm mất màu dung dịch iod SO32- + I2 + H2O -> SO42- + 2I- + 2H+ Formaldehyd : HCHO + SO32- + H2O -> HCH(OH)SO3 + OH- Sự xuất hiện của ion OH- làm đỏ phenolphthalein Bạc nitrat AgNO3 : tạo kết tủa trắng, tủa này tan trong dung dịch SO32- 2Ag+ + SO32- -> Ag2SO3 kết tủa trắng Ag2SO3 + 3SO32- -> 2[Ag(SO3)2]3- ANION SO42- Bari nitrat Ba(NO3)2 Ba2+ + SO42- -> BaSO4 kết tủa trắng BaSO4 không tan trong các acid loãng thông thường Bạc nitrat AgNO3 : 2Ag+ + SO42- -> BaSO4 kết tủa trắng SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH: