Giáo trình Hóa phân tích 1 dành cho Trung cấp Dược cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại cương về hóa học phân tích định tính; xác định cation nhóm I; xác định cation nhóm II; xác định cation nhóm III; xác định cation nhóm IV;...Mời các bạn cùng tham khảo!
TRƯỜNG CAO ĐẲNG PHẠM NGỌC THẠCH CẦN THƠ GIÁO TRÌNH HĨA PHÂN TÍCH Dùng cho đào tạo: Trung cấp Ngành: DƯỢC LƯU HÀNH NỘI BỘ MỤC LỤC Trang Bài 1: Đại cương hóa học phân tích định tính …………………………………… 1 Đối tượng HHPTĐT……………………………………………………… Nguyên tắc chung phương pháp HHPTĐT…………………………… 2.1 Nguyên tắc chung HHPTĐT………………………………………… 2.2.Các phương pháp HHPTĐT……………………………………………1 Điều kiện phản ứng hóa học dùng HHPTĐL…………………………2 3.1 Phải đặc sắc…………………………………………………………………2 3.2 Phải nhạy……………………………………………………………………2 3.3 Phải đặc hiệu……………………………………………………………… Phân nhóm ion………………………………………………………………2 4.1 Phân nhóm cation………………………………………………………… 4.2 Phân nhóm anion……………………………………………………………3 Thuốc thử dùng phân tích định tính……………………………………….3 Bài 2: Xác định cation nhóm I…………… ………………………………………….4 Thuốc thử nhóm……………………………………………………………… Thuốc thử cation……………………………………………………………… 2.1 Thuốc thử Ag+ …………………………………………………………… 2.2 Thuốc thử Pb2+…………………………………………………………… 2.3 Thuốc thử Hg22+…………………………………………………………….5 Bài 3: Xác định cation nhóm II…………………… ……………………………… Thuốc thử nhóm…………………………………………………………………7 Thuốc thử cation…………………………………………………………………7 2.1 Thuốc thử Ba2+…………………………………………………………… 2.2 Thuốc thử Ca2+…………………………………………………………… Bài 4: Xác định cation nhóm III………………………………………………………10 Thuốc thử nhóm……………………………………………………………… 10 Thuốc thử cation……………………………………………………………….10 2.1 Thuốc thử Zn2+……………………………………………………………10 2.2 Thuốc thử Al3+…………………………………………………………….11 Bài 5: Xác định cation nhóm IV………………… ………………….………………14 Thuốc thử nhóm……………………………………………………………… 14 Phản ứng định tính…………………………………………………………… 15 2.1 Thuốc thử Fe2+…………………………………………………………….15 2.2 Thuốc thử Fe3+…………………………………………………………….15 2.3 Thuốc thử Bi3+…………………………………………………………….16 Bài 6: Xác định cation nhóm V …………………………………………………… 17 Thuốc thử nhóm……………………………………………………………… 17 Phản ứng định tính…………………………………………………………… 18 2.1 Thuốc thử ion Cu2+……………………………………………………… 18 2.2 Thuốc thử ion Hg2+……………………………………………………… 18 2.3 Thuốc thử ion Mg2+……………………………………………………….18 Bài 7: Xác định cation nhóm VI……… 20 Đặc tính chung cation nhóm VI……………………………………… 20 Phản ứng định tính……… 20 2.1 Thuốc thử ion NH4+……………………………………………………….20 2.2 Thuốc thử ion K+………………………………………………………….21 2.3 Thuốc thử ion Na+…………………………………………………………21 Bài 8: Xác định anion nhóm I ………… .23 Thuốc thử sơ bộ……………………………………………………………… 23 Thuốc thử xác định anion………………………………………………………23 2.1 Thuốc thử anion I-…………………………………………………………24 2.2 Thuốc thử anion S2-……………………………………………………… 24 2.3 Thuốc thử anion NO3-…………………………………………………… 24 Bài 9: Xác định cation nhóm II …………………………………………………… Thuốc thử sơ bộ…………………………………………………… Thuốc thử xác định anion……………………………………………………… 2.1 Thuốc thử anion AsO43-…………………………………………………… 2.2 Thuốc thử anion AsO33-…………………………………………………… 2.3 Thuốc thử anion CO32- …………………………………………………… 2.4 Thuốc thử anion HCO3-………………………………………………… 2.5 Thuốc thử anion CO32-…………………………………………………… Bài 10: Xác định cation nhóm III…………………………………………………… Thuốc thử sơ bộ…………………………………………………… Thuốc thử xác định anion………………………………………… 2.1 Thuốc thử anion SO42- …………………………………………………… 2.2 Thuốc thử anion SO32-…………………………………………………… Bài 11: Xác định anion cation dung dịch muối……………….…………… BÀI ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH MỤC TIÊU HỌC TẬP Trình bày đối tượng hóa học phân tích định tính (HHPTĐT), nguyên tắc chung hai phương pháp HHPTĐT để xác định ion chất chưa biết Trình bày ba điều kiện phản ứng hóa học dùng HHPTĐT ý nghĩa bước phân nhóm HHPTĐT NỘI DUNG CHÍNH Hóa học phân tích định tính mơn khoa học chun nghiên cứu phương pháp, kỹ thuật, thuốc thử, phản ứng,… để xác định thành phần cấu tạo chất I ĐỐI TƯỢNG CỦA HHPTĐT 1.1 Các kỹ thuật, thuốc thử, phản ứng để xác định thành phần cation anion muối vô chất vô khác 1.2 Kỹ thuật để tiến hành thử tinh khiết số hóa chất dùng ngành Dược theo Dược điển Việt Nam (DĐVN) II NGUYÊN TẮC CHUNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP HHPTĐT 2.1 Nguyên tắc chung HHPTĐT Để xác định ion chất chưa biết, người ta dựa nguyên tắc sau: chuyển chất chưa biết thành chất biết thành phần hóa học có tính chất đặc trưng, từ suy chất chưa biết Ví dụ: Chất X + Pb2+ kết tủa đen (PbS) Chất X + H+ khí có mùi thối (H2S) Do xác định chất X ion S22.2.Các phương pháp HHPTĐT Có hai phương pháp chính: 2.2.1.Phương pháp khơ: Tiến hành phân tích định tính chất cần xác định thuốc thử thể rắn 2.2.2.Phương pháp dung dịch (dd): Tiến hành phân tích định tính chất cần xác định thuốc thử dạng dd Phản ứng hóa học chất (TT chất cần xác định) thực chất phản ứng ion Phương pháp hay dùng tiến hành thuận lợi nhanh cho kết xác III ĐIỀU KIỆN CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC DÙNG TRONG HHPTĐT Các phản ứng hóa học dùng HHPTĐT phản ứng trung hòa, phản ứng trao đổi hay phản ứng oxy hóa - khử phải thõa mãn điều kiện sau: 3.1.Phải đặc sắc: Phản ứng phải tạo chất kết tủa màu sắc thay đổi rõ rệt hay khí bay phải quan sát 3.2.Phải nhạy: Phản ứng xảy với lượng nhỏ chất cần xác định với TT mà phải có biểu rõ ràng 3.2.Phải đặc hiệu (đặc trưng, riêng biệt): Phản ứng xảy với ion mà không xảy với ion khác (cùng loại thuốc thử), cho kết tủa có tính chất màu sắc khác Đa số phản ứng hóa học thõa mãn hai điều kiện ban đầu khó thõa mãn điều kiện thứ ba Ví dụ: Ion Ba2+ ion Pb2+ phản ứng với acid H2SO4 cho kết tủa trắng, tác dụng với K2CrO4 cho kết tủa vàng, không tan acid acetic Đó nguyên nhân dễ gây nhầm lẫn tiến hành xác định chất IV PHÂN NHÓM CÁC ION Để tránh nhầm lẫn, tiến hành xác định ion người ta phải qua bước phân nhóm (xác định nhóm) cation anion Phân nhóm dùng thuốc thử cho tác dụng với số ion (các ion khác không phản ứng) tạo kết giống nhau, sau tiến hành xác định ion nhóm thuốc thử đặc trưng biết Theo phương pháp “acid-bazơ” người ta phân nhóm sau: 4.1 Các cation chia thành nhóm: Nhóm I: Ag+, Pb2+ ,Hg22+ Nhóm II: Ba2+, Ca2+ Nhóm III: Zn2+ ,Al3+ Nhóm IV: Fe2+ , Fe3+, Bi3+ Nhóm V: Mg2+ ,Cu2+ ,Hg2+ Nhóm VI: K+, Na+, NH4+ 4.2.Các anion chia thành nhóm: Nhóm I: Cl-, Br-, I-, S2-, NO3- Nhóm II: AsO43- , AsO32- , PO43- ,HCO3-, CO32Nhóm III: SO32-, SO42V THUỐC THỬ DÙNG TRONG PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH - Thuốc thử nhóm: có tác dụng giống lên nhóm ion Ví dụ: HCl thuốc thử nhóm Ag+ , Pb2+,… - Thuốc thử chọn lọc: có tác dụng giống lên số ion(có thể thuộc nhóm nhóm khác nhau) Ví dụ: KI thuốc thử Ag+ , Pb2+ (nhóm I), Bi3+ (nhóm IV),… - Thuốc thử đặc hiệu hay thuốc thử riêng biệt: cho phản ứng đặc hiệu với ion Ví dụ: tinh bột cho màu xanh với iot,… CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ: Trình bày đối tượng, nguyên tắc chung hai phương pháp HHPTĐL để tiến hành xác định ion chất chưa biết? Kể ba điều kiện phản ứng hóa học dùng HHPTĐT? Nêu ý nghĩa bước phân nhóm HHPTĐT? BÀI XÁC ĐỊNH CÁC CATION NHÓM I (Ag+, Pb2+, Hg22+) MỤC TIÊU HỌC TẬP Trình bày tên, cơng thức hóa học TT nhóm, tượng đặc trưng cation nhóm I tác dụng với TT nhóm viết phương trình ion minh họa Trình bày tên, cơng thức hóa học, tượng đặc trưng thuốc thử xác định cation nhóm I viết phương trình ion minh họa NỘI DUNG CHÍNH I THUỐC THỬ NHĨM 1.1.Thuốc thử nhóm: Thuốc thử nhóm cation nhóm I acid hydrocloric nồng độ 2N (HCl 2N) Các cation nhóm I tác dụng với acid hydrocloric 2N tạo thành kết tủa trắng, kết tủa có tính chất khác amoni hydroxyd NH4OH 1.2 Phương trình ion: Ag+ + HCl AgCl + H+ AgCl tan dd NH4OH: AgCl + 2NH4OH [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O Pb2+ 2HCl PbCl2 + 2H+ + PbCl2 không tan dd NH4OH: Hg22+ + 2HCl Hg2Cl2 + 2H+ Hg2Cl2 hóa đen dd NH4OH II THUỐC THỬ CATION: 2.1 Thuốc thử ion Ag+: 2.1.1 Kali cromat (K2Cr2O4) Ion Ag+ tác dụng với TT kali cromat tạo kết tủa màu đỏ thẫm 2Ag+ K2Cr2O4 Ag2Cr2O4 + + 2K+ 2.1.2 Kali iodid (KI): Ion Ag+ tác dụng với TT Kali iodid tạo kết tủa màu vàng nhạt Ag+ + KI AgI + K+ 2.1.3 Natri carbonat (Na2CO3): Ion Ag+ tác dụng với TT Natri carbonat tạo kết tủa màu trắng, để lâu hóa xám (do phân hủy thành bạc oxyd) Ag+ + Na2CO3 Ag2CO3 Ag2CO3 Ag2O + Na+ + CO2 2.2 Thuốc thử ion Pb2+: 2.2.1 Amoni sulfur (NH4)2S hay hydrosulfur H2S: Ion Pb2+ tác dụng với TT Amoni sulfur (NH4)2S hay hydrosulfur H2S tạo kết tủa màu đen Pb2+ + (NH4)2S PbS + Pb2+ + H2S PbS 2H+ + 2NH4+ 2.2.2 Kali cromat (K2Cr2O4) Ion Pb2+ tác dụng với TT Kali cromat tạo kết tủa màu vàng tươi, kết tủa tan dd acid nitric, dd natri hydroxyd, không tan acid acetic Pb2+ + K2Cr2O4 PbCr2O4 + 2K+ 2.2.3 Kali iodid (KI): Ion Pb2+ tác dụng với TT Kali iodid tạo kết tủa màu vàng, kết tủa tan nước nóng, để nguội lại kết tủa tinh thể màu vàng óng ánh Pb2+ + 2KI PbI2 + 2K+ 2.2.4 Acid sufuric loãng (H2SO4 2N): Ion Pb2+ tác dụng với dd acid sufuric 2N tạo kết tủa màu trắng Pb2+ + H2SO4 PbSO4 2H+ + 2.2.5 Natri carbonat (Na2CO3): Ion Pb2+ tác dụng với TT Natri carbonat tạo kết tủa màu trắng Pb2+ + Na2CO3 PbCO3 + 2Na+ 2.3 Thuốc thử ion Hg22+: 2.3.1 Amoni hydroxyd NH4OH Ion Hg22+ tác dụng với TT Amoni hydroxyd tạo kết tủa màu xám đen (Hg0 nguyên tố) 2.3.2 Kali cromat (K2Cr2O4) Ion Hg22+ tác dụng với TT Kali cromat tạo kết tủa màu đỏ gạch Hg22+ + K2Cr2O4 Hg2CrO4 2.3.3 Kali iodid (KI): Ion Hg22+ tác dụng với TT Kali iodid tạo kết tủa màu xanh lục, dư TT chuyển thành màu đen (Hg0 nguyên tố) Hg22+ + 2KI Hg2I2 + 2K+ Hg2I2 + 2KI Hg0 + K2[HgI4] 2.3.3 Natri carbonat (Na2CO3): Ion Hg22+ tác dụng với TT Natri carbonat tạo kết tủa màu xám đen (Hg nguyên tố) CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ Trình bày tên, cơng thức hóa học TT nhóm, tượng đặc trưng cation nhóm I tác dụng với TT nhóm viết phương trình ion minh họa? Kể tên, cơng thức hóa học, tượng đặc trưng TT xác định ion Ag +, Pb2+, Hg22+ viết phương trình ion minh họa? Kể tên TT giống ion Ag+, Pb2+, Hg22+ tượng khác TT tác dụng với ion Ag+, Pb2+, Hg22+ ? Fe3+ + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3K+ 2.2.3 Với amoni hydroxyd: ion Fe3+ tác dụng với thuốc thử NH4OH tạo kết tủa màu đỏ nâu Fe3+ + Fe(OH)3 3NH4OH + 3NH4+ 2.2.4 Với natri carbonat: ion Fe3+ tác dụng với Na2CO3 tạo kết tủa màu nâu 2.3 Thuốc thử ion Bi3+ 2.3.1 Với Kali Iodid Bi3+ cho tủa đen BiI3, tủa tan KI dư tạo thành phức [BiI4]- có màu vàng cam Bi3+ + 3KI BiI3 + BiI3 + KI K[BiI4] 3K+ 2.3.2 Với Thioure Các muối Bi3+ tạo với thioure phức màu vàng Bi3+ [Bi(NH2-CS-NH2)3]3+ dung dịch màu vàng +2SC(NH2)2 2.3.3 Với amoni sulfur hydrosulfur: Ion Bi3+ tác dụng với (NH4)2S H2S tạo kết tủa màu đen 2Bi3+ + 3(NH4)2S Bi2S3 + 6NH4+ 2Bi3+ + 3H2S Bi2S3 + 6H+ CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ Trình bày tên, cơng thức hóa học thuốc thử nhóm IV, nêu tượng đặc trưng cation nhóm IV tác dụng với thuốc thử nhóm viết phương trình ion minh họa? Viết cơng thức hóa học, phản ứng đặc trưng ion Fe2+, Fe3+, Bi3+ Cho biết chất có tính oxy hóa, chất có tính khử, viết phương trình minh họa? Làm để tách cation nhóm IV khỏi hỗn hợp cation? 16 BÀI CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CATION NHÓM V (Mg2+, Cu2+, Hg2+) MỤC TIÊU HỌC TẬP - Trình bày tính chất chung cation nhóm V, tượng đặc trưng cation nhóm V tác dụng với TT nhóm viết phương trình phản ứng minh họa - Trình bày tên, cơng thức hóa học, tượng đặc trưng cation nhóm V tác dụng với thuốc thử đặc trưng viết phương trình ion để minh họa - Biết cách phân tích ion nhóm V từ hỗn hợp cation sử dụng phản ứng đặc trưng để nhận biết cation nhóm NỘI DUNG THUỐC THỬ NHĨM Cation nhóm V tạo với kiềm hydroxyd khơng tan kiềm dư tan NH4OH hỗn hợp NH4OH - NH4Cl thành amonicat Thuốc thử nhóm cation nhóm V giống TT nhóm cation nhóm IV amoni hydroxyd cho dư với có mặt nước oxy già amoni clorid Các cation nhóm V tác dụng với hỗn hợp NH4OH NH4Cl H2O2 (theo trình tự) khơng tạo tủa vì: Cu2+ + 4NH4OH Cu[(NH3)4]2+ + 4H2O Hg2+ + 4NH4OH Hg[(NH3)4]2+ + 4H2O Mg2+ + 2NH4OH Mg(OH)2 2NH4+ + Tủa Mg(OH)2 có diện ion NH4+ tan trở lại, ion Cu2+ Hg2+ tạo thành phức tan NH4OH dư 17 Amoni clorid có vai trò làm tăng nồng độ ion NH4+ để cation nhóm V khơng tạo kết tủa, phân biệt với cation nhóm IV, nước oxy già khơng có vai trị nhóm V có vai trị nhóm IV PHẢN ỨNG ĐỊNH TÍNH 2.1 Thuốc thử ion Cu2+: 2.1.1 Với Amoni hydroxyd: ion Cu2+ tác dụng với NH4OH tạo kết tủa xanh lơ, tủa tan cho dư NH4OH, tạo thành phức màu xanh lam Cu2+ + 2NH4OH Cu(OH)2 Cu2+ + 4NH4OH Cu[(NH3)4]2+ + + 2NH4+ 4H2O 2.1.2 Với Kali ferocyanid: ion Cu2+ cho kết tủa màu đỏ thẫm 2Cu3+ + K4[Fe(CN)6] Cu2[Fe(CN)6] + 4K+ 2.1.3 Với amoni sulfur hay hydrosulfur: ion Cu2+ tác dụng với H2S (NH4)2S tạo kết tủa màu đen Cu2+ + (NH4)2S CuS + 2NH4+ Cu3+ + H2 S CuS + 2H+ 2.2 Thuốc thử ion Hg2+ 2.2.1 Với Kali Iodid: ion Hg2+ phản ứng với KI cho tủa HgI2 màu đỏ cam, tan cho dư KI tạo phức màu vàng nhạt không màu Hg2+ + 2KI HgI2↓đỏ cam + 2K+ HgI2 + 2KI K2[HgI4] không màu 2.2.2 Với NaOH: ion Hg2+ phản ứng với kiềm tạo tủa oxyd thủy ngân màu vàng Hg2+ + NaOH HgO↓vàng + 2Na+ + H2 O 2.2.3 Với NH4OH: cho kết tủa trắng tan, NH4OH dư tạo thành phức Hg2+ + 4NH4OH [Hg(NH3)4]2+ + 4H2O 2.2.4 Với Natri carbonat: ion Hg2+ tác dụng với TT natri carbonat cho kết tủa đỏ nâu vàng nâu 2.3 Thuốc thử ion Mg2+ 2.3.1 Với NaOH 18 Ion Mg2+ cho tủa trắng Mg(OH)2, không tan kiềm thừa, tan NH4OH Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 2.3.2 Với NH4OH Cho tủa trắng Mg(OH)2, có diện NH4Cl Mg(OH)2 khơng kết tủa 2.3.3 Phản ứng với Na2HPO4 Mg2+ tạo với Na2HPO4 tủa vơ định hình Nếu phản ứng xảy với diện NH4OH – NH4Cl cho tủa tinh thể có hình MgNH4PO4.6H2O Mg2+ + 2.3.4 HPO42- + NH4OH MgNH4PO4 + H2 O Với vàng Thiazol Trong môi trường kiềm NaOH, Mg2+ tạo với vàng thiazol tủa đỏ ánh tím Mg2+ + vàng Thiazol + NaOH tủa đỏ ánh tím CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ Nêu tên, cơng thức hóa học thuốc thử nhóm V, phản ứng xảy cho cation nhóm V tác dụng với thuốc thử chủa nhóm? Viết cơng thức hóa học, tượng đặc trưng phương trình ion minh họa phản ứng định tính ion Cu2+, Co2+ Hg2+ ? Phân biệt Cu2+ Co2+ thuốc thử nào? Viết phương trình phản ứng? Làm để tách cation nhóm V khỏi hỗn hợp cation nhóm I, II, III, IV, VI dung dịch bất kỳ? 19 BÀI CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CATION NHÓM VI (NH4+, K+, Na+) MỤC TIÊU HỌC TẬP - Trình bày tính chất đặc biệt cation nhóm VI, cơng thức hóa học thuốc thử cation, tượng đặc trưng cation nhóm VI tác dụng với thuốc thử viết phương ion để minh họa - Biết cách xác định ion nhóm VI từ hỗn hợp cation nhóm I, II, III, IV, V, VI hỗn hợp ion - Nêu khác cation nhóm VI với cation nhóm đầu tác dụng với natri cacbonat NỘI DUNG ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA CATION NHÓM VI Các ion Na+, K+ ion kim loại kiềm, ion NH4+ phân tử NH3 ion H+ tạo nên NH4+ không bền dung dịch kiềm nhiệt độ cao NH H → NH 4 NH 4 OH → NH H 2O Các hợp chất hydroxyd (NaOH, KOH, NH4OH), muối (clorid, sulfat, carbonat) dễ tan nước Do dùng acid kiềm làm thuốc thử nhóm cation nhóm đầu kết tủa, cịn cation nhóm VI khơng cho tủa Cation nhóm VI khơng có thuốc thử nhóm Để xác định cation nhóm VI người ta tiến hành xác định trực tiếp cation mà khơng phân tích theo hệ thống PHẢN ỨNG ĐỊNH TÍNH 2.1 Thuốc thử ion NH4+ 2.1.1 Với natri hydroxyd: ion NH4+ bị NaOH phân tích thành amoniac NH3, khí bay nhận biết giấy tẩm phenolphtalein, giấy tẩm có màu hồng dùng giấy quỳ tím hóa xanh NH4+ + NaOH → NH3↑ + Na+ + H2O 20 NH3 + giấy tẩm phenolphtalein → hồng NH3 + giấy quỳ tím → xanh 2.1.2 Với thuốc thử Nessler: môi trường kiềm NH4+ cho tủa màu đỏ nâu hay vàng nâu NH 4 K HgI 3KOH → 7KI + 2H2O + O Thuốc thử Nessler bị phá hủy dung dịch Hg Hg NH2 I ↓ có diện ion kim loại chuyển tiếp (kim loại nặng) cần phải loại trừ trước thực phản ứng 2.2 Thuốc thử ion K+ 2.2.1 Với acid perclorid HClO4: ion K+ tạo kết tủa perclorat màu trắng K+ + HClO4 → KClO4 ↓ + K+ 2.2.2 Với acid tatric H2C4H4O6: môi trường trung tính hay acid acetic (pH=5-7), K+ cho kết tủa trắng K+ + H2C4H4O6 → KHC4H4O6 + H+ 2.2.3 Với thuốc thử acid picric: ion K+ cho kết tủa màu vàng với acid picric K+ + C6H2(NO2)3OH → C6H2(NO2)3OK + H+ Lưu ý: ion NH4+ cho kết tương tự nên cần phải loại ion NH4+ trước tiến hành phản ứng 2.2.4 Phản ứng nhuộm màu lửa: đốt muối K+ lửa khơng màu lửa có màu tím 2.3 Thuốc thử ion Na+ 2.3.1 Với thuốc thử Streng (Kẽm uranyl acetat): Trong mơi trường trung tính hay acid acetic, Na+ cho tủa vàng mạ với Kontop Na Zn(UO2 ) (CH 3COO) CH 3COO 9H O → ZnNa (UO2 ) (CH 3COO ) ,9 H 2O ↓ Tinh thể vàng, hình mặt nhẫn soi kính hiển vi 2.3.2 Phản ứng nhuộm màu lửa: đốt muối natri lửa khơng màu lửa có màu vàng 21 CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ: Trình bày tính chất chung cation nhóm VI? Giải thích ngun nhân phải xác định cation nhóm VI theo thứ tự NH4+, K+, Na+? Kể tên cơng thức hóa học, tượng đặc trưng phản ứng xác định ion NH4+, K+, Na+ viết phương trình ion để minh họa? Hãy cho biết khác cation nhóm VI cation nhóm đầu tác dụng với thuốc thử natri carbonat? Làm để xác định cation nhóm VI từ hỗn hợp cation bất kỳ? 22 BÀI XÁC ĐỊNH ANION NHÓM I MỤC TIÊU HỌC TẬP Trình bày tượng đặc trưng anion nhóm I tác dụng với bải nitrat, bạc nitrat viết phương trình minh họa Kể tên, cơng thức hóa học, tượng đặc trưng TT xác định ion Cl- , Br- , I- , S2- , NO3- , viết phương trình minh họa NỘI DUNG CHÍNH THUỐC THỬ SƠ BỘ 1.1 Bari nitrat: Các anion nhom I tác dụng với Ba(NO3)2 không cho kết tủa tạo muối bari tan (BaS2 , BaCl2 …) 1.2 Bạc nitrat: Các ion Cl- , Br- , I- , S2- tác dụng với AgNO3 tạo kết tủa màu, tủa không tan HNO3 2N Cl- + AgNO3 = NO3- + AgCl (trắng) Br- + AgNO3 = NO3- + AgBr (vàng nhạt) I- NO3- + AgI + AgNO3 = S2- + AgNO3 = NO3- + Ag2S (vàng nhạt) (đen) Ion NO3- không cho kết tủa với AgNO3 THUỐC THỬ XÁC ĐỊNH ANION Phản ứng chung xác định X- : Dùng chất oxy hóa mạnh KMnO4 mơi trường axit sunfuaric để oxy hóa X- thành halogen tự (X2), rối nhận biết halogen TT đặc hiệu Phương trình phản ứng: 10 X- + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5X2 + 5SO42- + 8H2O Mn+7 + 5e = Mn2+ 2X- - 2e = X20 23 Đối với Clo (Cl2) : dùng TT giấy tẩy Vilier – Fayol giấy chuyển thành mẫu xanh tím Đối với Brom (Br2) : dùng TT giấy tẩm Fluoressein, giấy chuyển màu vàng sang hồng Đối với Iot (I2) : dùng TT giấy tẩm hồ tin bột giấy chuyển màu tím xanh Các TT riêng ion Cl- , Br-, I- Thuốc thử Cl- bạc nitrat : ion Cl- tác dụng với AgNO3 cho tủa trắng tan NH4OH Thuốc thử Br- nước clo : ion Br- bị nước clo oxy hóa thành brom Brom hòa tan cloroform làm cho lớp cloroform có màu vàng nâu Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 2.1 Thuốc thử I- : 2.1.1 Thủy phân clorua: ion I- tác dụng với HgCl2 tạo kết tủa đỏ, tủa tan dd I- dư HgCl2 + 2I- = HgI2 HgI2 + 2Cl- + 2I- = [HgI4]2- 2.1.2 Chì acetat : ion I- tác dụng với Pb(CH3COO)2 tạo thành kết tủa vàng tươi Pb2+ + 2I- = PbI2 2.2 Thuốc thử ion S2- : 2.2.1 Chì acetat: ion S2- tác dụng với Chì acetat cho kết tủa màu đen S2- + Pb2+ = PbS 2.2.2 Axit vô mạnh : ion S2- bị axit vô mạnh (HCl, H2SO4) phân hủy thành khí hidrosunfua có mùi thối S2- + 2H+ = H2 S 2.3 Thuốc thử ion NO3-: 24 2.3.1 Thuốc khử Griess: ion NO3- bị hydro sinh (do Zn + CH3COOH) khử thành NO2- (hoặc HNO2), sau acid nitro (HNO2) tác dụng với TT GressA GressB tạo hợp chất azoic có màu hồng 25 BÀI 10 XÁC ĐỊNH NHĨM ANION NHĨM III MỤC TIÊU HỌC TẬP Trình tượng đặc trưng nhóm Anion nhóm III tác dụng với TT sơ viết phương trình ion để minh họa Kể tên, công thức hóa học, tượng đặc trưng TT xác định ion SO3 , SO viết phương trình để minh họa NỘI DUNG CHÍNH THUỐC THỬ SƠ BỘ 1.1 Bari Nitrat: Anion nhóm III tác dụng với Ba(NO3)2 tạo nên kết tủa trắng, kết tủa không tan HONO3 2N SO + Ba(NO3)2 = BaSO4 + 2NO3SO32- + Ba(NO3)2 = BaSO3 + 2NO3Muối BaSO3 bị Oxy hóa thành BaSO4 khơng tan HONO3 2N 3BaSO3 +2HNO3 = 3BaSO4 + 2NO + H2O 1.2 Bạc Nitrat: ion SO3 tác dụng với AgNO3 tạo kết tủa trắng, kết tủa tan DD ion SO322AgNO3 + SO32- = Ag2NO3 + 2NO3Ag2NO3 + 3SO32- = 2[Ag(NO3)2] 3Ion SO4 không kết tủa với AgNO3 , nồng độ ion SO4 đặc cho kết tủa trắng 2Ag2 + SO2-4 = Ag2SO4 THUỐC THỬ ANION 2.1 Thuốc thử Anion SO32- : 2.1.1 Bari clorua: ion SO32- tác dụng với BaCl2 cho kết tủa trắng, kết tủa tan HCl 2N SO32- + BaCl2 = BaSO3 + 2Cl26 BaSO3 + 2HCl = BaCl2 + SO2 + H2O 2.1.2 Acid vô mạnh: Các acid vô mạnh , HCl phân hủy thành khí SO2, khí SO2 bay lên làm màu giấy tẩm quỳ tím 2H+ + SO32- = SO2 + H2O 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 S+4 -2e = S+6 Mn+7 +5e = Mn2+ 2.2 Thuốc thử ion SO422.2.1 Bari clorua: ion SO42- tác dụng với BaCl2 tạo kết tủa trắng, kết tủa không tan HCl 2N SO42- + BaCl2 = BaSO4 + 2Cl 2.2.2 Phản ứng Voler: kết tủa ion SO42- dạng BaSO4 Ba(NO3)2 mơi trường thuốc tím, tủa BaSO4 hấp thụ thuốc tím nên màu hồng DÙng nước Oxy già môi trường acid nitric để khử màu tím hồng dung dịch, riêng tủa BaSO4 có màu hồng (do hấp thụ thuốc tím) Ba2+ + SO4 = BaSO4 5H2O2 + 2KMnO4 + 6HNO3 = 2KNO3 + 2MnNO3 +5O2 + 8H2O Mn+7 + 5e = Mn2+ O22- -2e = O2 2.2.3 Chì Acetat: ion SO42- tác dụng với chì acetat tạo kết tủa trắng SO42- + Pb++ = PbSO4 CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ Trình bày tượng đặc trưng anion nhóm III tác dụng với TT sơ viết phương trình ion để minh họa? Kể tên, cơng thức hóa học, tượng đặc trưng TT xác định ion SO32- , SO42- viết phương trình ion hóa minh họa? Các phương trình phản ứng sau viết hay sai? AgNO3 + SO32- = AgSO3 + NO3- Đ S\ Ba(NO3)2 + SO32- = BaSO3 + 2NO3 Đ S 27 BaSO4 + 2HCl = BaCl2 + H2SO4 Đ S BaSO3 + 2HCl = BaCl2 + SO2 + H2O Đ S Bạn sử dụng bảng kiểm “ có – khơng” để tự kiểm tra thao tác kỹ thuật thử anion nhóm III với TT xác định anion nhóm I, II, III DD gốc 28 BÀI 11 XÁC ĐỊNH CATION VÀ ANION TRONG DUNG DỊCH MUỐI VÔ CƠ MỤC TIÊU HỌC TẬP Trình bày trình tự xác định cation anion DD muối vô Thao tác kỹ thuật xác định cation anion DD vơ NỘI DUNG CHÍNH TRÌNH TỰ XÁC ĐỊNH CATION VÀ ANION TRONG DD MUỐI VƠ CƠ Trong DD muối vơ tinh khiết chứa cation anion gốc acid Ví dụ: dung dịch muối ZnSO4 có chứa cation Zn2+ anion SO42Khi xác định muối vô DD người ta tiến hành xác định cation anion suy muối cần tìm Việc xác định cation anion tiến hành độc lập với nhau, nhiên có số cation gây trở ngại cho việc xác định anion ngược lại Để khắc phục trở ngại tránh nhằm lẫn cần tiến hành xác định cation anion theo trình tự sau: Quan sát DD gốc: - Nếu DD có màu xác định cation có màu tương ứng trước, xác định anion sau, - Nếu DD gốc khơng có màu tiến hành thử mở đầu Thử mở đầu với natri carbonat: - Nếu DD gốc + Na2CO3 khơng có tủa, xác định anion trước ( theo sơ đồ mục 3.4 10), xác định cation nhóm VI (NH4+, K+, Na+) sau - Nếu DD gốc + Na2CO3 có tủa (màu trắng), xác định cation nhóm đầu trước ( theo sơ đồ mục 3.4 7), xác định anion sau ĐÁNH GIÁ 29 Trình bày trình tự xác định cation anion DD muối vô Bạn vẽ “sơ đồ xác định cation” “sơ đồ xác định anion”? 30 ... 2Br- = 2Cl- + Br2 2 .1 Thuốc thử I- : 2 .1. 1 Thủy phân clorua: ion I- tác dụng với HgCl2 tạo kết tủa đỏ, tủa tan dd I- dư HgCl2 + 2I- = HgI2 HgI2 + 2Cl- + 2I- = [HgI4] 2- 2 .1. 2 Chì acetat : ion I-... anion chia thành nhóm: Nhóm I: Cl-, Br-, I-, S 2-, NO 3- Nhóm II: AsO4 3- , AsO3 2- , PO4 3- ,HCO 3-, CO32Nhóm III: SO3 2-, SO42V THUỐC THỬ DÙNG TRONG PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH - Thuốc thử nhóm: có tác dụng... Br- , I- , S 2- tác dụng với AgNO3 tạo kết tủa màu, tủa không tan HNO3 2N Cl- + AgNO3 = NO 3- + AgCl (trắng) Br- + AgNO3 = NO 3- + AgBr (vàng nhạt) I- NO 3- + AgI + AgNO3 = S 2- + AgNO3 = NO 3- + Ag2S