giáo trình hóa phân tích định tính

giáo trình hóa phân tích định tính, giáo trình hóa phân tích, giáo trình hóa học phân tích, sách hóa phân tích dùng cho đào tạo dược sỹ trung cấp. Sách cung cấp các kiến thức về một số thuốc thử để xác định một số anion và cation trong dung dịch muối vô cơ.

MỤC LỤC

PHẦN 1 LÝ THUYẾT HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH 1

Bài 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH 2

Bài 2 XÁC ĐỊNH CÁC CATION NHÓM I 4

Bài 3 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM II 7

Bài 4 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM III 9

Bài 5 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM IV 11

Bài 6 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM V 13

Bài 7 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM VI 15

Bài 8 XÁC ĐỊNH ANION NHÓM I 17

Bài 9 XÁC ĐỊNH ANION NHÓM II 20

Bài 10 XÁC ĐỊNH ANION NHÓM III 23

Bài 11 XÁC ĐỊNH CATION VÀ ANION TRONG DUNG DỊCH MUỐI VÔ CƠ 25

PHẦN 2 THỰC HÀNH HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH 31

Bài 1 XÁC ĐỊNH CÁC CATION NHÓM I 35

Bài 2 XÁC ĐỊNH CÁC CATION NHÓM II, III 37

Bài 3 XÁC ĐỊNH CÁC CATION NHÓM IV, V 39

Bài 4 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM VI VÀ ÔN TẬP 42

Bài 5 XÁC ĐỊNH CÁC ANION NHÓM I 44

Bài 6 XÁC ĐỊNH ANION NHÓM II 46

Bài 7 XÁC ĐỊNH CÁC ANION NHÓM III 48

Bài 8 XÁC ĐỊNH MUỐI VÔ CƠ TRONG DUNG DỊCH 50

PHẦN 1

LÝ THUYẾT HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH

Bài 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNHMỤC TIÊU

1 Trình bày được nguyên tắc chung và các phương pháp của hóa học phân tích định tính (HHPTĐT) để xác định một ion hoặc một chất chưa biết.

2 Kể được ba điều kiện của một phản ứng hoá học dùng trong HHPTĐT và ý nghĩa của bước phân nhóm trong HHPTĐT.

NỘI DUNG

Hoá học phân tích định tính là môn khoa học chuyên nghiên cứu về cácphương pháp, các kỹ thuật, các thuốc thử, các phản ứng… để xác định thànhphần cấu tạo của các chất

1 Nguyên tắc chung và các phương pháp của HHPTĐT

1.1 Nguyên tắc chung của HHPTĐT

Để xác định một ion hoặc một chất chưa biết, người ta dựa trên nguyên tắcsau: chuyển chất chưa biết thành chất mới đã biết thành phần hoá học và có tínhchất đặc trưng, từ đó suy ra chất chưa biết

- Phương pháp vật lý - hoá lý: Phương pháp phân tích dựa trên các tính chất

vật lý và hoá lý của mẫu vật cần kiểm nghiệm Các phương pháp thường dùngnhư: soi tinh thể, so màu ngọn lửa, phương pháp dụng cụ…

- Phương pháp khô: Tiến hành phân tích định tính chất cần xác định và các

thuốc thử đều ở thể rắn

- Phương pháp dung dịch: Tiến hành phân tích định tính chất cần xác định và

các thuốc thử đều ở dạng dung dịch Phản ứng hoá học giữa các chất (thuốc thử

và chất cần xác định) thực chất là phản ứng giữa các ion Phương pháp này haydùng vì tiến hành thuận lợi, nhanh và cho kết quả chính xác

2 Điều kiện của phản ứng hóa học dùng trong HHPTĐT

Các phản ứng hoá học dùng trong HHPTĐT có thể là phản ứng trung hoà, phảnứng trao đổi hay phản ứng oxy hoá - khử nhưng phải thoả mãn 3 điều kiện sau:

2.1 Phải đặc sắc

Phản ứng phải tạo ra chất kết tủa hoặc màu sắc thay đổi rõ rệt hay khí bay raphải quan sát được

2.2 Phải nhạy

Phản ứng xảy ra được với một lượng nhỏ chất cần xác định với thuốc thử màvẫn có biểu hiện rõ ràng

2.3 Phải riêng biệt

Phản ứng chỉ xảy ra với ion này mà không xảy ra với ion khác (cùng mộtthuốc thử) hoặc cho kết tủa có màu sắc, tính tan khác nhau

Đa số các phản ứng hoá học thoả mãn hai điều kiện ban đầu nhưng khó thoảmãn điều kiện thứ ba

Ví dụ: Ion Ba2+ và ion Pb2+ cùng phản ứng với acid sulfuric cho kết tủa trắng,cùng tác dụng với kali cromat cho kết tủa vàng, không tan trong acid acetic Đó

là nguyên nhân dễ gây ra nhầm lẫn khi tiến hành xác định một chất

Theo phương pháp “acid - base” người ta phân nhóm như sau:

- Các cation được chia thành 6 nhóm

2 Kể 3 điều kiện của một phản ứng hóa học dùng trong HHPTĐT?

3 Nêu ý nghĩa của bước phân nhóm trong HHPTĐT?

2 Trình bày được tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định cation Ag + , Pb 2+ , Hg 2 2+ và viết phương trình ion để minh họa.

2.1 Thuốc thử của ion Ag +

- Kali cromat (K 2 CrO 4 ): Ion Ag+ tác dụng với kali cromat tạo ra kết tủa đỏ thẫm

2Ag+ + K2CrO4 = Ag2CrO4 + 2K+

- Kali iodid (KI): Ion Ag+ tác dụng với kali iodid tạo ra kết tủa vàng nhạt

2.2 Thuốc thử của ion Pb 2+

- Amoni sulfur [(NH 4 ) 2 S] hay hydrosulfur (H 2 S): Ion Pb2+ tác dụng vớiamoni sulfur hoặc hydro sulfur tạo ra kết tủa đen

Pb2+ + (NH4)2S = PbS + 2NH4+

Pb2+ + H2S = PbS + 2H+

- Kali cromat (K 2 CrO 4 ): Ion Pb2+ tác dụng với kali cromat tạo ra kết tủavàng tươi, kết tủa này tan trong dung dịch acid nitric, dung dịch NaOH,không tan trong acid acetic.

2.3 Thuốc thử của ion Hg 2 2+

- Amoni hydroxyd: Ion Hg22+ tác dụng với amoni hydroxyd tạo kết tủaxám đen

- Kali cromat (K 2 CrO 4 ): Ion Hg22+ tác dụng với kali cromat tạo kết tủa màu

đỏ gạch

Hg22+ + K2CrO4 = Hg2CrO4 + 2K+

- Kali iodid: Ion Hg22+ tác dụng với kali iodid tạo kết tủa màu xanh lục, nếu

dư thì chuyển thành màu đen

1 Trình bày tên, công thức hóa học của thuốc thử nhóm, hiện tượng đặc trưng

khi cation nhóm I tác dụng với thuốc thử nhóm và viết phương trình ion minh họa?

2 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của các thuốc thử xác định

ion Ag+, Pb2+, Hg22+ và viết phương trình ion minh họa?

3 Kể tên các thuốc thử giống nhau của ion Ag+, Pb2+, Hg22+ và hiện tượngkhác nhau khi các thuốc thử đó tác dụng với ion Ag+, Pb2+, Hg22+?

4 Em hãy điền công thức hóa học, kèm hệ số thích hợp vào các chỗ trống

trong các phương trình sau:

Hg22+ + K2CrO4 =  + 2

Ag+ + = Ag2CrO4 + 2K+

Pb2+ + 2KI = + 2K+

5 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:

AgNO3 + NaBr  … + …AgNO3 + NH4OHdư  … + …

Hg2(NO3)2 + KIdư  … + …

Hg2Cl2 + NH4OHdư  … + …Pb(NO3)2 + K2CrO4  … + …Pb(NO3)2 + Na2S  … + …

2 Kể được tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định cation Ba 2+ , Ca 2+ và viết phương trình ion để minh họa.

1.2 Phương trình ion

Ba2+ + H2SO4 = BaSO4 + 2H+

Ca2+ + H2SO4 = CaSO4 + 2H+

2 Thuốc thử cation

2.1 Thuốc thử của ion Ba 2+

- Kali cromat: Ion Ba2+ tác dụng với kali cromat tạo ra kết tủa màu vàngtươi, tủa này không tan trong NaOH 2N và CH3COOH

Ba2+ + K2CrO4 = BaCrO4 + 2K+

- Phản ứng Voler: Kết tủa ion Ba2+ dưới dạng muối bari sulfat bằng acidsulfuric trong môi trường thuốc tím (kali permanganat), tủa bari sulfat hấpphụ thuốc tím nên có màu hồng Sau đó dùng nước oxy già (H2O2) trong môitrường acid sulfuric để khử màu tím hồng của dung dịch, riêng tủa bari sulfatvẫn có màu hồng

Ba2+ + H2SO4 = BaSO4 + 2H+

5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2O

- Natri carbonat: Ion Ba2+ tác dụng với natri carbonat tạo ra kết tủa trắng:

Ba2+ + Na2CO3 = BaCO3 + 2Na+

2.2 Thuốc thử của ion Ca 2+

- Amoni oxalat [(NH 4 ) 2 C 2 O 4 ]: Ion Ca2+ tác dụng với amoni oxalat tạo ra kết tủatrắng, tủa này không tan trong CH3COOH, tan trong HCl, HNO3, H2SO4

Ca2+ + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + 2NH4+

Ion Ba2+ cũng cho kết quả tương tự, do đó để tránh nhầm lẫn cần xác định ion

Ba2+ trước

- Natri carbonat: Ion Ca2+ tác dụng với natri carbonat tạo ra kết tủa trắng:

Ca2+ + Na2CO3 =CaCO3+ 2Na+

LƯỢNG GIÁ

1 Trình bày tên, công thức hóa học của thuốc thử nhóm, hiện tượng đặc trưng

khi cation nhóm II tác dụng với thuốc thử nhóm và viết phương trình ion đểminh họa?

2 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác địnhcation Ba2+, Ca2+ và viết phương trình ion để minh họa?

3 So sánh sự giống nhau và khác nhau giữa ion Ba2+, ion Ca2+ khi tác dụngvới amoni oxalat, từ đó rút ra kết luận?

4 Em hãy điền công thức hóa học, kèm theo hệ số thích hợp vào các chỗtrống trong các phương trình sau:

Ca2+ + (NH4)2C2O4 =  + 2

Ba2+ + K2CrO4 =  + 2K+

Bài 4 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM III

(Zn 2+ , Al 3+ )

MỤC TIÊU

1 Trình bày được tên, công thức hóa học của thuốc thử nhóm, hiện tượng đặc trưng khi cation nhóm III tác dụng với thuốc thử nhóm và viết phương trình ion để minh họa.

2 Kể được tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định ion Zn 2+ , Al 3+ và viết phương trình ion để minh họa.

NỘI DUNG

1.Thuốc thử nhóm

1.1 Thuốc thử

Thuốc thử nhóm của cation nhóm III là natri hydroxyd 2N dư (NaOH 2N)

Các cation nhóm III tác dụng với natri hydroxyd tạo ra kết tủa trắng, là cáchydroxyd lưỡng tính Khi cho dư NaOH 2N thì các kết tủa đó hòa tan vì chúngthể hiện tính acid, tan trong kiềm

1.2 Phương trình ion

Zn2+ + 2NaOH = Zn(OH)2 + 2Na+

Al3+ + 3NaOH = Al(OH)3 + 3Na+

Khi cho dư NaOH 2N:

Zn(OH)2 + 2NaOH = 2Na2ZnO2 + 2H2OAl(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O

2 Thuốc thử cation

2.1 Thuốc thử của ion Zn 2+

- Montequi: Trong môi trường acid acetic, ion Zn2+ tác dụng với Montequi

A và Montequi B tạo ra kết tủa màu tím xim

- Amoni sulfur hay hydro sulfur: Ion Zn2+ tác dụng với amoni sulfur hoặchydro sulfur tạo ra kết tủa trắng, kết tủa này tan trong dung dịch acid HCl,không tan trong CH3COOH

Zn2+ + H2S = ZnS + 2H+

Zn2+ + (NH4)2S = ZnS + 2NH4+

- Natri carbonat: Ion Zn2+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa trắng

2.2.Thuốc thử của ion Al 3+

- Aluminon (acid aurin tricarboxylic): Ion Al3+ tác dụng với aluminon tạo rakết tủa màu nâu hồng

Phản ứng này rất nhạy, nhưng ion Zn2+ cũng cho kết quả tương tự, do đó đểtránh nhầm lẫn cần xác định ion Zn2+ trước khi xác định ion Al3+

- Hỗn hợp amoni hydroxyd + amoni clorid: Ion Al3+ tác dụng với hỗn hợp

NH4OH + NH4Cl tạo ra kết tủa keo trắng, tủa này tan trong NaOH và HCl,không tan trong NH4Cl

Al3+ + 3NH4OH = Al(OH)3 + 3NH4+

- Natri cacrbonat: Ion Al3+ tác dụng với Na2CO3 cho kết tủa trắng

2Al3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2

LƯỢNG GIÁ

1 Trình bày tên, công thức hóa học của thuốc thử nhóm, hiện tượng đặc trưngkhi cation nhóm III tác dụng với thuốc thử nhóm và viết phương trình ion đểminh họa?

2 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định ion

Zn2+, Al3+ và viết phương trình ion để minh họa?

3 Em hãy điền công thức hóa học, kèm theo hệ số thích hợp vào các chỗ trốngtrong các phương trình sau:

Al3+ + … = Al(OH)3 + 3Na+

Al(OH)3 + NaOH = … + 2H2O

Zn2+ + … = … + …

Zn(OH)2 + 2NaOH = … + 2H2O

2.1 Thuốc thử của ion Fe 2+

- Kali fericyanid [K 3 [Fe(CN) 6 ]]: Ion Fe2+ tác dụng với kali fericyanid tạo rakết tủa keo màu xanh thẫm, tủa này không tan trong HCl 2N nhưng bịkiềm phá hủy thành Fe(OH)2

- Natri carbonat: Ion Fe2+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa xanh nâu

2.2 Thuốc thử của ion Fe 3+

- Kali ferocyanid [K 4 [Fe(CN) 6 ]]: Ion Fe3+ tác dụng với kali ferocyanid tạo

ra kết tủa keo màu xanh đậm, tủa này không tan trong HCl 2N, bị kiềmphá hủy cho tủa nâu đỏ

- Kali sulfocyanid (KSCN): Ion Fe3+ tác dụng với kali sulfocyanid cho dungdịch màu đỏ

Fe3+ + 3KSCN = Fe (SCN)3 đỏ + 3K+

- Amoni hydroxyd: Ion Fe3+ tác dụng với amoni hydroxyd tạo ra kết tủa màunâu

Fe3+ + 3NH4OH = Fe(OH)3 + 3NH4+

- Natri carbonat: Ion Fe3+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa màu nâu.

2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Fe(OH)3 +3CO2↑

2.3 Thuốc thử của ion Bi 3+

- Amoni sulfur hoặc hydrosulfur: Ion Bi3+ tác dụng với (NH4)2S hoặc H2Stạo ra kết tủa màu đen

2Bi3+ + 3(NH4)2S = Bi2S3 + 6NH4+

2Bi3+ + 3H2S = Bi2S3 + 6H+

- Kali iodid: Ion Bi3+ tác dụng với KI tạo ra kết tủa đen, tủa này tan khi cho

dư KI, tạo ra dung dịch màu da cam

Bi3+ + 3KI = BiI3đen + 3K+

BiI3 + KI = K[BiI4]vàng da cam

- Natri carbonat: Dung dịch ion Bi3+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủatrắng, kèm theo giải phóng khí carbonic (CO2)

2H+ + CO32- = CO2 + H2O

LƯỢNG GIÁ

1 Kể tên, công thức hóa học của thuốc thử nhóm và hiện tượng đặc trưng khication nhóm IV tác dụng với thuốc thử nhóm?

2 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định cation

Fe2+, Fe3+, Bi3+ và viết phương trình ion minh họa?

3 Nêu những điểm khác nhau giữa cation nhóm IV với các cation nhóm I, II, IIIkhi tác dụng với Na2CO3?

2 Kể được tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định ion Mg 2+ , Cu 2+ , Hg 2+ và viết phương trình ion để minh họa.

NỘI DUNG

1 Thuốc thử nhóm

Thuốc thử nhóm của cation nhóm V cũng giống như thuốc thử nhóm củacation nhóm IV là NH4OH cho dư, với sự có mặt của nước oxy già (H2O2) vàamoni clorid (NH4Cl)

Các cation nhóm V tác dụng với hỗn hợp NH4OH + H2O2 + NH4Cl không tạo

2 Thuốc thử cation

2.1 Thuốc thử của ion Cu 2+

- Amoni hydroxyd: Ion Cu2+ tác dụng với NH4OH tạo ra kết tủa xanh lơ, tủatan khi cho dư NH4OH, tạo ra phức chất màu xanh lam

- Kali ferocyanid: Ion Cu2+ tác dụng với kali ferocyanid cho kết tủa đỏ thẫm

- Amoni sulfur hay hydro sulfur: Ion Cu2+ tác dụng với H2S hoặc (NH4)2Stạo ra kết tủa đen

Cu2+ + H2S = CuS + 2H+

Cu2++ (NH4)2S = CuS+ NH4+

2.2.Thuốc thử của ion Hg 2+

- Kali iodid: Ion Hg2+ tác dụng với KI cho kết tủa đỏ, tủa này tan khi cho dư

KI, tạo ra dung dịch không màu

Hg2+ + 2KI= HgI2 + 2K+

HgI2 + 2KI= K2 [HgI4]

- Natri hydroxyd: Ion Hg2+ tác dụng với NaOH 2N cho kết tủa vàng

Hg2+ + 2NaOH = HgO +2Na+ + H2O

- Natri carbonat: Ion Hg2+ tác dụng với natri carbonat cho kết tủa đỏ nâuhay vàng nâu.

2.3 Thuốc thử của ion Mg 2+

- Phản ứng tạo muối kép: Ion Mg2+ tác dụng với hỗn hợp NH4OH +

Na2HPO4 + NH4Cl cho kết tủa trắng (muối kép magnesi amoni phosphat)

Mg2+ + NH4OH + Na2HPO4 = MgNH4PO4 + 2Na+ + H2O

- Natri hydroxyd: Ion Mg2+ tác dụng với NaOH 2N cho kết tủa trắng, tủanày không tan trong NaOH dư

Mg2+ + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2Na+

- Natri carbonat: Ion Mg2+ tác dụng với natri carbonat cho kết tủa trắng

Mg2+ + Na2CO3 = MgCO3 + 2Na+

LƯỢNG GIÁ

1 Trình bày tên, công thức hóa học của thuốc thử nhóm, hiện tượng đặc trưngkhi cation nhóm V tác dụng với thuốc thử nhóm và viết phương trình ion đểminh họa?

2 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định ion

Mg2+, Cu2+, Hg2+ và viết phương trình ion để minh họa?

3 Các phương trình ion sau viết đúng hay sai?

Mg2+ + 2NH4OH = Mg(OH)2 + 2NH4+ … Đ S

Mg2+ + Na2HPO4 + NH4OH = MgNH4PO4 + H2O + 2Na+ … Đ S

Bài 7 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM VI

(NH 4 + , K + , Na + )

MỤC TIÊU

1 Trình bày được tính chất đặc biệt của các cation nhóm VI.

2 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định

ion NH 4 + , K + , Na + và viết phương trình ion minh họa.

NỘI DUNG

1 Tính chất đặc biệt của cation nhóm VI

Ion K+, Na+ là ion kim loại kiềm, ion NH4+ không bền vững trong dung dịchkiềm và ở nhiệt độ cao (ion NH4+ do phân tử NH3 và ion H+ tạo nên)

NH3 + H+ = NH4+

NH4+ + OH- = NH3 + H2OCác hợp chất hydroxyd (NaOH, KOH, NH4OH), các muối (clorid, sulfat,carbonat) đều dễ tan trong nước Do đó khi dùng acid hoặc kiềm làm thuốc thửnhóm thì các cation 5 nhóm đầu kết tủa, còn cation nhóm VI không cho tủa.Cation nhóm VI không có thuốc thử nhóm, người ta tiến hành xác định thẳngcác cation mà không qua bước phân nhóm

Các ion nhóm VI có tính chất giống nhau khi tác dụng với một số thuốc thử Ví

dụ ion NH4+, K+ cùng tác dụng với acid tatric cho kết tủa trắng Do vậy để tránhnhầm lẫn khi xác định cation nhóm VI phải tiến hành theo trình tự: NH4+, K+, Na+

2 Thuốc thử cation

2.1 Thuốc thử của ion NH 4 +

- Natri hydroxyd: Ion NH4+ bị NaOH phân tích thành amoniac, khí này làmgiấy tẩm phenolphtalein chuyển màu hồng

NH4+ + NaOH = NH3 + Na+ + H2O

- Thuốc thử Nessler: Ion NH4+ tác dụng với thuốc thử Nessler cho tủa màu

đỏ nâu hay vàng nâu

2.2 Thuốc thử của ion K +

- Acid percloric (HClO 4 ): Ion K+ tác dụng với HClO4 tạo ra kết tủa trắng

2.3 Thuốc thử của ion Na +

- Thuốc thử Streng: Trong môi trường acid acetic ion Na+ tác dụng với thuốcthử Streng cho tủa màu vàng lá mạ

- Đốt các muối natri trên ngọn lửa không màu thì ngọn lửa sẽ có màu vàng

LƯỢNG GIÁ

1 Trình bày tính chất đặc biệt của cation nhóm VI?

2 Giải thích nguyên nhân phải xác định cation nhóm VI theo thứ tự NH4+, K+, Na+?

3 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định ion

NH4+, K+, Na+ và viết phương trình ion để minh hoạ?

4 Cho biết sự khác nhau cơ bản giữa các cation nhóm VI và các cation 5 nhómđầu khi tác dụng với natri carbonat?

5 Hãy điền các cation vào chỗ trống (…) cho hợp lý?

Na2CO3 + … cho tủa đen

Na2CO3 + … cho tủa đỏ nâu

Na2CO3 + … không cho tủa

Na2CO3 + … cho tủa trắng

Các anion nhóm I tác dụng với bari nitrat [Ba(NO3)2] không tạo kết tủa vì tạo

ra các muối tan (BaS2, BaCl2,…)

Phương trình phản ứng:

10X- + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5X2↑ + 5SO42- + 8H2OPhương trình ion thu gọn:

10X- + 2MnO4- + 16H+ = 2Mn2+ + 5X2 ↑ + 8H2OĐối với clo (Cl2): Dùng giấy tẩm thuốc thử Vilier – Fayol, giấy chuyển thànhmàu tím xanh

Đối với brom (Br2): Dùng giấy tẩm thuốc thử fluoressein, giấy chuyển từmàu vàng sang màu hồng

Đối với iod (I2): Dùng giấy tẩm hồ tinh bột, giấy tẩm chuyển sang màu xanh tím

3 Thuốc thử riêng của X

-3.1 Thuốc thử của ion Cl

-Thuốc thử của Cl- là bạc nitrat (AgNO 3): Ion Cl- tác dụng với AgNO3 cho kếttủa trắng tan trong dung dịch amoniac

Cl- + AgNO3 = AgCl ↓trắng + NO3- AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl

3.2 Thuốc thử của ion Br

-Thuốc thử của Br- là nước clo: Ion Br- bị nước clo oxy hóa thành brom Bromhòa tan trong chloroform làm cho lớp chloroform có màu vàng rơm

Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2

3.3 Thuốc thử của ion I

Thủy ngân (II) clorid (HgCl 2): Ion I- tác dụng với HgCl2 tạo ra kết tủa đỏ,tủa này tan trong dung dịch I-dư

4 Thuốc thử của ion S

2 Chì acetat: Ion S2- tác dụng với chì acetate cho kết tủa đen

S2- + Pb2+ = PbS ↓đen

- Acid vô cơ mạnh: Ion S2- bị các acid vô cơ mạnh (HCl, H2SO4) phân hủythành khí hydrosulfur có mùi trứng thối

S2- + 2H+ = H2S ↑

5 Thuốc thử của ion NO 3

Thuốc thử Griess: Ion NO3- bị hydro mới sinh (do kẽm (Zn) + CH3COOH)khử hóa thành NO2- (hoặc HNO2), sau đó tác dụng với thuốc thử Griess A

và Griess B tạo hợp chất màu hồng

- Diphenylamin: Trong môi trường acid sulfuric đặc, ion NO3- tác dụng vớidiphenylamin tạo hợp chất màu xanh lơ

LƯỢNG GIÁ

1 Trình bày hiện tượng đặc trưng khi anion nhóm I tác dụng với thuốc thử sơ

bộ và viết phương trình ion minh họa?

2 Trình bày hiện tượng và viết phản ứng chung xác định các halogenid?

3 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác định

Cl-, Br-, I- , NO3- , S2- và viết phương trình ion để minh họa?

bị acid nitric phân hủy.

2AsO43- + 3Ba(NO3)2 = Ba3(AsO4)2↓ + 6NO3

-2AsO33- + 3Ba(NO3)2 = Ba3(AsO3)2↓ + 6NO3

-2PO43- + 3Ba(NO3)2 = Ba3(PO4)2↓ + 6NO3

-CO32- + Ba(NO3)2 = BaCO3 ↓ + 2NO3

-2HCO3- + Ba(NO3)2 = BaCO3 ↓+ H2O+CO2 + 2NO3

-1.2 Bạc nitrat

Các ion nhóm II tác dụng với bạc nitrat (AgNO3) đều cho kết tủa, các tủa nàytan trong acid nitric nồng độ2N

AsO33- + 3AgNO3 = Ag3AsO3 ↓vàng + 3NO3

-AsO43- + 3AgNO3 = Ag3AsO4 ↓đỏ nâu + 3NO3-

PO43- + 3AgNO3 = Ag3PO4 ↓vàng + 3NO3- HCO3- + AgNO3 = AgHCO3 ↓trắng + NO3-

CO32- + 2AgNO3 = Ag2CO3 ↓trắng + 2NO3

-Tủa Ag2CO3 để lâu bị phân tích thành Ag2O có màu xám Do phản ứng:

Ag2CO3 = Ag2O↓đen + CO2 ↑

2 Phản ứng chung xác định AsO 4 3- , AsO 3 3-

Dùng hydro mới sinh (do Zn + H2SO4 2N) để khử AsO43-, AsO33- thành khíhydro arsenid (AsH3) Khí này bay lên gặp giấy tẩm AgNO3 làm cho giấy cómàu đen

4Zn + 4H2SO4 + AsO43- = AsH3↑ + 4ZnSO4 + 3OH- + H2O3Zn + 3H2SO4 + AsO33- + H+ = AsH3↑ + 3ZnSO4 + 2OH- + H2OPhân biệt AsO43- và AsO33- phải dựa vào phản ứng với thuốc thử AgNO3

(xem mục 1.2)

3 Phản ứng riêng của AsO4

3-Ion AsO43- tác dụng với hỗn hợp MgCl2 + NH4Cl + NH4OH tạo ra muối képMgNH4AsO4 kết tủa trắng

AsO43- + Mg2+ + NH4+ = MgNH4AsO4 ↓

4 Thuốc thử chung xác định HCO 3 - , CO 3

2 Thủy ngân (II) nitrat [Hg(NO 3 ) 2 ]: Ion HCO3- và CO32- tác dụng vớiHg(NO3)2 tạo kết tủa đỏ nâu hoặc vàng nâu

- Acid vô cơ mạnh hay acid acetic: Ion CO32- và HCO3- bị các acid như HCl,

H2SO4 hoặc acid acetic phân hủy thành khí carbonic (CO2) Khí carboniclàm đục nước vôi trong

HCO3- + H+ = CO2 ↑ + H2O

CO32- + 2H+ = CO2 ↑ + H2O

CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 ↓ + H2O

5 Thuốc thử phân biệt CO 3 2- , HCO 3

-Dùng magnesi clorid (MgCl 2 ) hoặc magnesi sulfat (MgSO 4)

Ion CO32- tác dụng với magnesi clorid hoặc magnesi sulfat cho tủa trắng ởđiều kiện bình thường

Mg2+ + CO32- = MgCO3↓Ion HCO3- không tạo kết tủa trắng với Mg2+ ở điều kiện bình thường mà chỉ tạokết tủa trắng với Mg2+ trong môi trường base hoặc dưới tác động của nhiệt độ

HCO3- + Mg2+ + OH- = MgCO3 ↓ + H2ONhư vậy, chúng ta có thể phân biệt HCO3- và CO32- bằng cách cho tác dụngvới magnesi clorid hoặc magnesi sulfat ở điều kiện bình thường, ion CO32- tạotủa trắng còn HCO3- thì không tạo tủa

5 Thuốc thử của ion PO 4

3 Amoni molybdat ([(NH 4 ) 2 MoO 4 ]): Trong môi trường acid nitric, ion PO4

3-tác dụng với [(NH4)2MoO4] tạo kết tủa màu vàng

Ion AsO33- bị HNO3 oxy hóa thành AsO43- và tác dụng với [(NH4)2MoO4]tương tự như PO43- Để tránh nhầm lẫn giữa AsO33-, AsO43- với PO43- , cần xácđịnh AsO33- trước, PO43- sau.

- Hỗn hợp MgCl 2 + NH 4 Cl + NH 4 OH: Ion PO43- tác dụng với hỗn hợp trên

để tạo muối kép MgNH4PO4 kết tủa trắng

PO43- + Mg2+ + NH4+ = MgNH4PO4 ↓

LƯỢNG GIÁ

1 Trình bày hiện tượng trưng khi anion nhóm II tác dụng với thuốc thử sơ

bộ và viết phương trình ion minh họa?

2 Trình bày phản ứng chung xác định AsO43-, AsO33- và viết phương trìnhion minh họa?

3 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử chung xácđịnh HCO3-, CO32- và viết phương trình ion minh họa?

4 Kể tên, công thức hóa hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử phânbiệt HCO3- với CO32- và viết phương trình ion minh họa?

5 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của các thuốc thử của ion

PO43-, thuốc thử của ion AsO43- và viết phương trình ion minh họa?

6 Hoàn thành phương trình phản ứng:

AsO33- + H2SO4 + Zn = AsO43- + H2SO4 + Zn =HCO3- + H+ =

CO32- + H+ =

CO2 + Ca(OH)2 =

Bài 10 XÁC ĐỊNH ANION NHÓM III

SO42- + Ba(NO3)2 = BaSO4↓ + 2NO3

-SO32- + Ba(NO3)2 = BaSO3↓ + 2NO3

-Muối BaSO3 bị oxy hóa thành BaSO4 không tan trong HNO3 2N

3BaSO3 + 2HNO3 = 3BaSO4 ↓ + 2NO + H2O

2.1 Thuốc thử của ion SO 3

2 Bari clorid: Ion SO32- tác dụng với BaCl2 cho kết tủa trắng, tủa này tantrong HCl 2N

SO32- + BaCl2 = BaSO3  + 2Cl

-BaSO3 + 2HCl = BaCl2 + SO2↑ + H2O

- Acid vô cơ mạnh: Ion SO32- tác dụng với các acid vô cơ mạnh như H2SO4,HCl tạo thành khí anhydrid sulfuro (SO2), khí này bay lên làm mất màugiấy tẩm thuốc tím

2H+ + SO32- = SO2↑ + H2O

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4

2.2 Thuốc thử của ion SO 4

2 Bari clorid (BaCl 2 ) : Ion SO42- tác dụng với bari clorid tạo kết tủa trắng, tủanày không tan trong acid hydroclorid 2N

SO42- + BaCl2 = BaSO4 + 2Cl

Phản ứng Voler: Kết tủa ion SO42- dưới dạng BaSO4 bằng Ba(NO3)2 trongmôi trường thuốc tím, tủa BaSO4 hấp phụ thuốc tím nên có màu hồng.Dùng nước oxy già trong môi trường acid nitric để khử màu tím hồng củadung dịch, riêng tủa BaSO4 vẫn có màu hồng (do hấp phụ thuốc tím)

Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓

5H2O2 + 2KMnO4 + 6HNO3 = 2KNO3 + 2Mn(NO3)2 + 5O2↑ + 8H2O

- Chì acetat [Pb(CH 3 COO) 2 ]: Ion SO42- tác dụng với chì acetat tạo ra kếttủa trắng

SO42- + Pb2+ = PbSO4 ↓

LƯỢNG GIÁ

1 Trình bày hiện tượng đặc trưng khi anion nhóm III tác dụng với thuốc thử

sơ bộ và viết phương trình ion minh họa?

2 Kể tên, công thức hóa học, hiện tượng đặc trưng của thuốc thử xác địnhion SO32, SO42- và viết phương trình ion minh họa?

3 Hoàn thành phương trình phản ứng:

AgNO3 + SO32- =Ba(NO3)2 + SO32- =BaSO4 + HCl =BaSO3 + HCl =

Bài 11 XÁC ĐỊNH CATION VÀ ANION TRONG DUNG DỊCH

MUỐI VÔ CƠMỤC TIÊU

1 Trình bày được trình tự xác định cation và anion trong dung dịch muối

vô cơ.

2 Vận dụng xác định cation và anion trong dung dịch muối vô cơ cụ thể.

NỘI DUNG

1 Trình tự xác định cation và anion trong dung dịch muối vô cơ

Trong dung dịch muối vô cơ tinh khiết bao giờ cũng chứa một cation và mộtanion gốc acid Ví dụ: dung dịch muối kẽm sulfat (ZnSO4) có chứa cation Zn2+

và anion SO42- Vì vậy, khi xác định muối vô cơ trong dung dịch, người ta tiếnhành xác định cation và anion rồi suy ra muối cần tìm

Thông thường, việc xác định cation và anion trong dung dịch muối được xácđịnh theo trình tự sau:

1.1 Quan sát dung dịch gốc và thử mở đầu

Quan sát dung dịch gốc, nếu dung dịch gốc có màu thì xác định ion có màutương ứng trước Ví dụ: Nếu dung dịch gốc màu gỉ sắt, xác định cation Fe3+,dung dịch gốc màu xanh lơ, xác định cation Cu2+

Nếu dung dịch gốc không màu thì tiến hành thử mở đầu bằng thuốc thử natricarbonat Có 2 trường hợp sau:

- Nếu dung dịch gốc tác dụng với natri carbonat không cho tủa thì xác địnhanion trước (theo sơ đồ mục 1.2), xác định cation nhóm VI (NH4+, K+, Na+)sau

- Nếu dung dịch gốc tác dụng với natri carbonat cho tủa (trắng hoặc màu)thì xác định cation trước (theo sơ đồ mục 1.3), xác định anion sau (theo sơ

đồ mục 1.2)

CO 3

2-HCO 3

-Dung dịch gốc +

Ba(NO 3 ) 2

Dung dịch gốc + AgNO 3

↓ trắng Không ↓

↓ trắng Không ↓

↓ trắng

+ HNO 3

Không tan

Dung dịch gốc + AgNO 3

Tìm AsO 33- trước Tìm PO 43- sau Tìm AsO 43-

và không ↑