专利名称：：25种阳离子的系统定性分析方法25种阳离子的系统定性分析方法<
技术领域：
>本发明属于半微量定性分析化学领域，涉及25种常见阳离子的快速、系统定性分析，适用于常见阳离子的系统定性分析及大学本、专科定性分析实验教学。<
背景技术：
>经典的阳离子硫化氢系统分析法的基本轮廓早在1840年就已由德国化学家弗雷森纽斯(R.Fresenius)提出，至今已有一百六十余年的历史。若干年来，人们对它进行不断的改进，使其成为一种较为完善的定性分析方法。该法共包括66种金属及1种非金属，共分11组[1]。它涉及许多重要化学基本理论和基础知识，包含的实验操作基本技术也较全面，分离方法多样，分析效果好，因而它曾在化学发展史上占有重要的地位，并一直为传统的分析化学教学所采用。但该法的缺点也十分明显它的操作手续较为繁琐、试剂品种过多、用量过大、耗时过长、污染较重，难以满足现代社会对阳离子定性分析的要求及当前高校分析化学教学发展的需要。20世纪90年代以来，不仅高校专业课的总课时数普遍减少，而且每个课时还缩短到40分钟。我国现行的大多数定性分析化学教材出于教学课时安排上的需要，沿用的硫化氢系统分析方案一般仅包括最常见的25种，共分5组，有些教科书还将Sr"去掉后把第4和第5组合并为一组[2—5]。尽管如此，实验步骤过于烦琐、占用课时过多这一问题仍依然存在。各种分析实验教材内容老化、雷同，课时安排不合理，与现代科技进步严重背离。许多新知识新理论的不断涌现，导致日益丰富的教学内容与相对减少的课时量之间的矛盾越来越突出。〈
发明内容〉本发明把常见的25种阳离子分为4组，艮卩第I组Ag+、Hg22+，第II组Hg2+、Pb2+、Cu2+、Sn，Cd2+、Bi3+、As迈'v、Sbm'v，第ni组C一、Fe3+、Fe2+、Ni2+、Al3+、Co2+、Zn2+、Mn2+，第IV组Ba2+、Ca2+、S,、Mg2+、Na+、K+、NH4+。本发明把每组阳离子定性分析时间都控制在12.5小时，操作步骤大大简化，其特点可归纳如下1将"反应时间"作为定性分析化学反应的重要影响因素来对待许多文献在论述分析化学反应的影响因素时都没有强调"反应时间"的影响[6_7]。实践中经常发现，随意縮短反应时间必然会影响分析鉴定的效果，反过来，无谓地延长反应时间不仅影响实验效率，常常也会影响实验的结果。本发明将"反应时间"与"反应物浓度、反应的温度和酸碱度"等并列为半微量分析反应的4大影响因素，在各步骤中给予重视和体现。例如在气室法鉴定NH4+的实验中，除要求加热温度不可太高G040'C)，还强调时间不可太长(lmin)，否则，碱溶液蒸汽上升，同样能使试纸变蓝色，造成误检。又如，在加入稀HC1得到第I组氯化物沉淀后，应该继续搅拌lmin，促使沉淀相互碰撞聚沉而形成大颗粒沉淀，以便离心分离；这些沉淀还应避免长时间加热沸腾，否则Hg2Cl2会被稀HN03氧化而溶S"…'。2尽可能使用特效试剂以减少分离手续定性分析化学的任务是鉴定物质所含的组分，而分离的最终目的是获得鉴定反应的特效性。但现行的分析方案总是对每组离子分了又分，直到溶液中只剩下单个离子后，才加入鉴定试剂进行分析，忽略了特效试剂所带来的高效便捷的分析效果[2—5]。如012+和K2Fe(CN)6的鉴定反应在第II组内并没有干扰离子存在，原本是一步就能完成的特效反应，文献[2，4]却需要分16次加入各种不同浓度、不同种类的试剂，经过10次离心分离、8次加热等诸多操作，直至除去B产等其它阳离子后才进行鉴定。在这一过程中分析人员哪怕稍微有点疏忽，数十步操作中有一个环节出问题，就可能得到错误的结果。不仅实验的难度较大，效率也不高。Asin、Bi3+、Hg^等离子的鉴定也存在类似问题。在本发明方法将25个常见离子分为4组，各组间虽仍按硫化氢系统加入相应的组试剂将离子分离，但各组内则尽可能减少分离操作，而直接釆用特效试剂进行分别分析。经过改进，C^+的鉴定仅需加入试剂10次，离心分离5次和加热操作5次即可完成，分析步骤大大简化了。由表1可见，本发明中的搅拌、离心分离、沉淀洗涤和加热等重复较多的操作次数大大减少，而萃取、气室和氨熏等操作次数则变化不大。假设每次离心分离需5min、加热需4min，仅这两项与文献[4]、[5]比，大约就可节省120160min，这样每组离子的分析鉴定基本都可控制在2.5小时以内完成。显然，本发明虽然简化了实验步骤，提高了效率，但并没有影响实验基本操作的训练和教学。附表1几种阳离子系统定性分析法基本操作次数和试剂使用情况统计表(单位次)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>3采用反应不完全的分离反应以往的分析方案要求分离反应必须选择性高、反应迅速完全。事实上，由于半微量分析方法灵敏度较高，能在低浓度的溶液中进行分析鉴定，因此只要溶出液浓度足够高、而残留物不干扰其他离子的鉴定，那么即使分离反应进行不完全^i没关系。也就是说，一个在常量实验中不见得是很好的分离方法，但用于半微量定性分析中，却可能是个不错的方案。这个结论扩大了分离反应的选择面。例如，通常认为HgS只能溶于王水中，但实验显示，新制的HgS在热的浓HC1中能部分溶解，其溶液浓度远远高于Hg^离子鉴定反应的最低浓度，而由于残留的HgS不影响随后Asm的鉴定，因此它不失为一个较好的分离反应。本发明类似的不完全分离的反应还有热的6mo1L—1HCl+Pb2+(使Pb2+分到第II组)；NaOH+Fe3+(使干扰离子Fe3+大部分沉淀)等等。如果片面追求离子间的完全分离，实验手续就要复杂得多、条件也会苛刻得多。4省去部分沉淀的洗涤操作沉淀分离法是定性分析十分重要又较为烦琐的操作方法之一，以往教材中，凡沉淀分离则必含23次洗涤操作以确保完全分离[3~4]，每次耗时多达1520min。事实上，沉淀中残留的离心液如果不干扰相关离子的鉴定，洗涤操作就可省去。本发明据此精心安排离子分离的顺序并选择适当的鉴定反应，使整个分析方案中只有3个沉淀物需要进行洗涤操作，极大地简化了实验步骤。例如，在加入0.3mol丄—1HC1+TAA获得第II组硫化物沉淀后，用NH4Cl溶液洗去第3、4组离子，再用2mol丄—iHCl加热将CcP和Pl^+溶出后分别鉴定。由于残留的离心液不干扰其他离子的鉴定，所以不溶物不再洗涤，而是加入浓HCl加热使CV+、Bi3+、Sbm、Sn"和Hg^等离子溶出后用特效试剂分别鉴定；同理，剩下的残渣仍不必洗涤，直接加入(NH4)2C03，微热，将As2S3溶解后又可进行Asm的鉴定。5采用简便的消除干扰方法萃取、掩蔽、氧化还原、气化、显微结晶和纸上点滴操作等排除干扰的方法，比起沉淀分离法在操作上更为简便高效，它们也丰富了定性分析实验基本操作技能的教学内容。本发明的鉴定步骤中，采用萃取法排除干扰的有Sb11、Ca2+、0)2+等离子；采用滤纸毛细作用分离法的有C(P、Ni2+、B^+和S一+等离子；采用显微结晶法的有Na+和K+等离子；采用气化法的有NH/、Asffl、Sl/等离子，以及第II组阳离子沉淀前的蒸发除酸、第IV组阳离子分析前的加热除H2S、NH4+等操作。又如，针对Fe元素的干扰，本发明根据待测离子的性质和鉴定反应的特点，灵活采用了沉淀分离(鉴定Zn2+、A产前)、配位掩蔽(鉴定Zi^+前)、还原并萃取(鉴定0)2+前)、纸上点滴反应(鉴定N产前)等不同的排除干扰的方法。6加入表面活性剂以提高分离和鉴定的效果十六烷基三甲基溴化铵(简称CTAB)是一种常见的表面活性剂。文献报道[8]它不但能抑制CdS、AS2S3等胶体的产生，使沉淀更完全，还能提高Cc^+、Q^+等离子鉴定反应的灵敏度。为此本发明在沉淀第II组阳离子时加入了少量CTAB，发现它对As111、Zr^+等离子的鉴定也同样有显著的增敏作用。7尽可能使用无毒或低毒试剂新方案同样重视环境污染的防治工作。在不影响离子分离和鉴定效果、不增加实验步骤的前提下，我们尽可能地选用易被环境降解的有机试剂和毒性较低的无机试剂，以减少实验对环境的潜在危害。如在Pb2+、Ba"和Sr2+等离子的鉴定中用玫瑰红酸钠代替K2Cr04;在Sn11离子的鉴定中用甲基橙代替HgCl2……。参考文献杭州大学化学系分析化学教研室.分析化学手册(第2分册)[M],北京化学工业出版社，1982.4:331-333华中师大,东北师大，陕西师大.分析化学实验(第2版)[M]，北京高等教育出版社，1987.8:1-52中南五省(区)师专《分析化学实验》编写组编,分析化学实验[M]，长沙湖南大学出版社,1988.7:18-40赵清泉,姜言权.分析化学实验[M]，北京高等教育出版社,2000.4:12-31武汉大学主编.分析化学实验(第3版)[M],北京高等教育出版社，1994.3:32-83华中师大,东北师大,陕西师大.分析化学[M],北京高等教育出版社，1987.8:8-11赵清泉,刘廉泉.分析化学[M]，北京高等教育出版社,2001.6:14-15薛元英，马红燕,巩育军,等.CTAB胶团对阳离子定性分析的增敏作用[L],延安大学学报(自然科学版)，1998,3:92-94<具体实施方式>本发明将传统硫化氢系统分析方案与分别分析方法有机结合，既保留和延续了原有定性分析方法的主要理论框架特点和重要知识点，又简化了实验步骤，提高了实验的效率。在对一个未知的阳离子试样进行系统分析之前，首先应先观察试样的颜色、状态和试验试样的酸碱性、水解性等，若为碱性，应以HN03中和至微酸性。其次最好还应做一些初步实验，如加入6mol丄—NaOH、6mol丄—、113丑20和4mol丄"(NH4)2C03，等适量和过量的常见试剂，或者在适当的酸度条件下加入TAA加热，然后观察是否有沉淀、沉淀的颜色及沉淀的溶解情况。这样可把某些离子排除在外，从而大大节省分析时间和精力，有利于分析工作的顺利进行。因为对于分析工作者来说，一方面总是力求弄清这个试样"是什么"，但另一方面，尽可能弄清它"不是什么"同样重要，只有这样才能使必须做的工作完成得更好。注解以下凡是加方框的文字均表示关键步骤或关键词。另请注意时间上的要求；加热温度要求和搅拌操作用语。1、需要从原始试液中鉴定的离子居于以下原因，在第IIV组阳离子混合液系统分析之前，应按手续13和8对NH/、Fe3+、F^+和A^等离子提前鉴定(1)NH4+本应属于第IV组阳离子,但在系统分析的过程中先后加入了大量的氨水及铵盐；(2)AsU'本应属于第II组阳离子，但As2S3的溶解度较小，在组内鉴定易增加分离操作的次数，加上本发明选用的鉴定方法只对A^有效，如为AsV，则需在酸性条件下用Na2S03还原。为避免重复加入6mo1L—'HC1，将Asm离子的鉴定放在本实验中完成；(3)Fe3+、F^+等离子本应属于第III组阳离子，但F^+的化学性质不稳定、待测液易被F^+污染，而且在沉淀第m组阳离子时，F^+可被还原并生成FeS沉淀。步骤lNH4+的鉴定采用气室法鉴定。即在上表面皿中贴上湿润的pH试纸，下表面皿中放入2滴原始试液和2滴6mo1L一NaOH至碱性，立即闭合两表面皿，必要时微热(3040°C)lm4若pH试纸变蓝色，示有NH/存在。检出限量0.05lig，最低浓度lppm。步骤2F^+的鉴定在点滴板中滴加1滴原始试液，加1滴K4Fe(CN)6，若有深蓝色沉淀产生，示有Fe"存在。必要时做空白试验。检出限量0.05Pg，最低浓度lppm。步骤3F^+的鉴定在点滴板中滴加1滴原始试液，加1滴K3Fe(CN)6，若有深蓝色沉淀产生，示有F^+存在。必要时做空白试验。检出限量0.1ug，最低浓度2ppm。2、第I组阳离子分析本组组试剂为热的稀HC1，可称盐酸组或银组，按分离的顺序也可称为第I组。在常见的阳离子中，只有Ag+、Hg^+和PbW的氯化物难溶于水。其中PbCl2溶解度较大，可溶于热水而AgCl、Hg2Cl2不溶。本发明控制酸度为2.02.411101*171，加HC1后加热使PbCl2溶解，将其分到第II组中，避免了Pb^跨两组而导致的重复鉴定的麻烦。利用AgCl易溶于NH320生成Ag(NH3)2+，Hg2Cl2与NH3H20反应生成白色[NH2Hg]Cl2沉淀和黑色金属Hg沉淀，既可将两者分离，又可同时鉴定Hg^+离子。此外，在该离心液中加入6mo卜L—'HN03酸化，如重新析出AgCl白色沉淀，可证明有Ag+离子存在。步骤4第I组阳离子的分离取Ag+、Hg22+、AsH'试液各2滴、Pl^+试液8滴，或取未知的阳离子混合液，放在一支离心试管中，先加2滴6mo1"IT'HN03，搅拌，再加2滴6mol，L_1HC1，|搅拌lmiii静置，待沉淀下沉后，在上层清液中再加1滴HC1，如不出现浑浊，证明Ag+、Hg+和Pl^+已沉淀完全。将离心试管放在沸水浴上加热lmiij并充分搅拌13离心分离@，取出i大部分i离心液，待其冷却，如观察到有白色沉淀析出，初步表示有大量Pl^+存在。其余继续离心分离，沉淀按手续5进行第I组阳离子Ag+和Hg22+的分析；两次离心液合并后(含冷却析出的沉淀)按手续8和9，进行第IIW组阳离子混合液的分析。步骤5第I组阳离子沉淀的洗涤手续4的沉淀加入78滴lmolL—'HC1|加热洗涤|l次，离心分离，洗涤液弃去。沉淀按手续6操作。步骤6Hg+的鉴定手续5中的沉淀加5滴6mo1「113H20，j充分搅拌lmiij若沉淀变黑，示有Hg^+存在(检出限量10ug，最低浓度200ppm)。离心分离，离心液按手续7鉴定Ag+。步骤7Ag+的鉴定手续6中的离心液加6mol，L—1朋03酸化，若有白色沉淀生成，示有Ag+存在。检出限量0.5yg，最低浓度10ppm。3、第n组阳离子分析(1)Asm离子试液的制备和鉴定步骤8取原始试液数滴，加6mol，L—工HC1酸化。或取手续4的离心液46滴，加入少量Na2S03固体，搅拌，煮沸，再加入6mo1'L—NaOH至碱性，过量4滴，加Zn粉少许，用一小片滤纸包住试管口，用橡皮筋扎紧或用试管夹夹住，在滤纸上滴加(l:l)AgN03溶液1滴，于6(TC水浴加热试管，待锌粉开始反应，有少量气泡放出时，微热(30-^T]数分钟，若滤纸变黄，以水润湿变黑，示有As^v存在。必要时可做空白试验。检出限量lug，最低浓度20ppm。(2)第II组阳离子分析本组组试剂为(0.3mol，L—'HC1—H2S)，称为第II组或硫化氢组。为减少空气污染，H2S已被硫代乙酰胺(简称TAA)取代。本组的Pb、Bi、Cu;Cd、Hg等元素具有显著的金属性，它们在水溶液中主要以金属阳离子形式存在。Sn、Sb、As等元素则依次表现出渐强的非金属性，它们在水溶液中主要以阴离子形式存在，特别是在碱性溶液中主要以酸根形式存在，例如AsCir、As033_、As043—等。尽管如此，在水溶液中，它们仍或多或少的存在着简单阳离子，在一定酸度下都能生成相应的硫化物，故这些元素还是作为阳离子来研究。如AsO33_+6H+、sAs3++3H20AsCl4_、、As3++4CrSbCl63—、nSb3++6C1+8由于它们在溶液中的主要存在形式，可随酸碱环境而不同，因而当泛指该元素的离子时，只标出其氧化数，而不具体指明其存在形式。因为不同价态的Sn、Sb、As盐必须在酸性溶液中才能得到较多的简单阳离子，从而更有利于相应硫化物沉淀的生成，所以实验应先在较高的酸度条件(0.6mol*L—1HC1)下加入5%TAA，沸水浴加热，以使Asm等离子沉淀完全，否则上述3种元素的离子将同S2—生成硫代酸盐而不是硫化物沉淀。但是，由于沸水浴下H2S的溶解度降低，使S2—浓度相应减小，不利于溶解度较大的PbS、CdS等沉淀，而且在实际沉淀时，溶液酸度还会不断升高，从而抑制了H2S生成S^离子的电离反应。如H2S、、S2—+2『Bi3++3H2S、、Bi2S3{(黑褐)+6H+因此后期除了要加水稀释一倍以降低酸度外，还应同时降温(6(TC水浴)以提高H2S的溶解度，从而保证S2—有足够高的浓度，使所有第II组阳离子沉淀完全。此外，加入适量的表面活性剂CTAB后，不但可以抑制胶体产生，还能提高第II、III组部分阳离子鉴定反应的灵敏度。本组的传统做法是用Na2S将它们进一步分离为IlA、IIB两小组。本发明为减少分离操作步骤，并避免溶解度最大且易形成胶体的CdS沉淀的溶解损失，除了提前鉴定Asm离子外，还采取了以下措施首先加入3mo1L—1HC1将Pb2+、CcP从本组硫化物沉淀中溶解出来，再加入热的浓HC1将B产、Cu2+、Hg2+、Sn^、Sbm等离子硫化物溶解，然后即进行分别鉴定，大大提高了实验的效果和效率。残渣为未溶解的As2S3和少部分的HgS等，可弃去。步骤9第II组阳离子的分离取手续4中的离心液即第IIIV组阳离子混合液，或取Pp+、Bi3+、Cu2+、Hg2+试液各2滴、SnW、Sbm、Cd2+、As"各4滴混合，此时溶液应为酸性。取此试液按手续8可直接鉴定Asm'v。将其余酸性溶液置于坩埚中小火蒸发至近干，网后加5滴2mo1!^HC1。转动器壁使残渣溶解后，将溶液用滴管转移到5ml离心试管中，用5滴水和5滴0.02mol，L—iCTAB清洗坩埚，清洗液并入离心试管，力口5滴5%TAA，搅拌，于沸水浴上加热4min，观察沉淀的颜色。再加10滴水，5滴5%TAA，搅拌，^TC水浴l加热4min，|充分(流水)冷却l后离心分离，沉淀按手续10操作，进行第II组阳离子混合液的分析。离心液则按手续19，进行第IIIIV组阳离子混合液分析。步骤IO第n组硫化物沉淀的洗涤和PP+、CcP分析试液的制备:手续9的沉淀用910滴(1:6)NH4Cl水洗涤1次，离心分离。洗涤液弃去，沉淀加入68滴3mo1L_1HC1，沸水浴加热并不断搅拌23min，gg^后离心分离。离心液用6mo1L—1NaOH(毛细滴管小心滴加)或6mo卜L—iHAc以调节溶液酸度至弱酸性，得试液(-)，按手续1112可进行Pb^和C的鉴定。沉淀按手续13操作。步骤llPt)2+的鉴定将45滴试液(一)加入离心试管中，力n1~2滴0.5molL—1K2Cr04，若有黄色沉淀产生，示有PbW离子存在。检出限量0.25ug，最低浓度5ppm。步骤12Cf+的鉴定在一片定量滤纸的两处各加1滴镉试剂，小心烘干(至无酒精味)，在一处加1滴试液(-)，另一处加一滴3mo1"I^HAc作空白试验，烘干，各加1滴2mo1'L—1KOH，若斑点呈红色，示有CcP+离子存在(空白实验显蓝紫色)。检出限量0.025ng，最低浓度0.5ppm。步骤13Cu2+、Bi3+、Sbm、SnW和Hg^等离子分析试液的制备手续10的沉淀不必洗涤，加入1618滴浓HC1，16(TC水浴加热并搅拌3minl使其溶解，再沸水浴加热2min，离心分离，得试液O，可按手续1418，进行第11组012+、Bi3+、Sbm、Sr^和Hg2+等离子的分别鉴定。沉淀为未溶解的A&S3、少量HgS和硫磺等，可弃去。步骤14012+的鉴定取23滴试液t)加入点滴板，加1滴0.25molL—'K4Fe(CN)6，若有红棕色沉淀或红棕色溶液产生，示有012+存在。检出限量0.02wg，最低浓度0.4ppm。步骤15B产的鉴定取12滴试液(二)加入点滴板，加2滴6mo1，L—iHN03和少许固体NaF，搅拌，加10%硫脲2滴，若生成黄色溶液，示有B产存在。检出限量0.5lig，最低浓度10ppm。步骤16Hg"的鉴定取2滴试液(二)加入离心试管中，加2滴新制的SnCl2，若生成白色沉淀或由白变为灰黑色的沉淀，示有Hg^存在。检出限量lug，最低浓度20ppm。步骤17SbT"的鉴定取23滴试液(二)加入离心试管中，加12滴浓HC1和KN02晶体数颗，立即有棕色N02气体生成，加热搅拌使气体l充分逸出l后，加23滴苯，12滴0.1%罗丹明B，振荡，若苯层变红紫色，示有Sl^存在。检出限量0.5wg,最低浓度10ppm。步骤18SnW试液的制备及鉴定取34滴试液O加入离心试管中，加2~3滴浓HC1和1小颗铅粒，^TC水浴加热23min)，若溶液混浊则先离心分离。取34滴清液，加1滴0.2molL—^gCb，若有白色混浊出现(或继续变灰黑色)，示有Si^存在。检出限量0.6吗，最低浓度12ppm。4、第m组阳离子分析本组离子的组试剂为(NH3—(NH4)2S)。称为第m组或硫化铵组。在氨性介质中(pH=89)，加入TAA，加热，A产和Cr^离子可生成氢氧化物沉淀，其余离子则生成硫化物沉淀。这些沉淀用6molL—tHN03溶解后即可进行各离子的分别鉴定。这里，若碱性太低A产和C一+将不能沉淀完全，若碱性太高不仅使Al(OH)3和Cr(OH)3溶解，而且还会使第IV组的Mg2+沉淀为Mg(OH)2而混入本组沉淀中。本发明为了简化手续，Cr3+、Zn2+、Ap+的鉴定试液统一用NaOH+H202进行预处理以除去Fe"、Fe2+、Mn2+、Co2+、Ni2+等干扰离子。步骤19第III组阳离子的分离取手续9中的离心液即第IIIIV组阳离子混合液，或取F^+、Fe2+、Mn2+、Co2+、Ni2+、Cr3+、Zi^+试液各2滴，A产试液4滴，置于同一支离心试管中混合，加5滴饱和NH4Cl，再用新制的6mo1L_1NH3.H20使溶液呈碱性，并多加4滴，调节溶液的pH二8.09.0，观察有无沉淀生成，加810滴5XTAA，于沸水浴上加热5min，不断搅拌，离心沉降，在上层清液中再加1滴TAA，加热2min，检査沉淀是否完全。如已沉淀完全，离心分离，离心液立即按手续28，进行第IV组阳离子混合液的分析。沉淀则按手续20处理，进行第III组阳离子混合液的分析。步骤20第III组阳离子混合液的制备手续19的沉淀用910滴(1:6)NH4C1水洗涤1次，离心分离。沉淀加KNO2固体数粒和810滴6mo1*L—1HN03，搅拌，加热溶解，如浑浊则离心分离，离心液为试液曰，按手续2124，可进行第m组阳离子的分别鉴定。步骤21Mn"的鉴定取试液曰l滴加入点滴板，力tU滴6mo1*L—iHN03，Na2Bi03固体少许，搅拌lmin，溶液变粉红或紫红色，示有Mi^+存在。检出限量0.8ixg，最低浓度20ppm。步骤220>2+的鉴定取试液曰2滴放在点滴板上，加NH4SCN固体少许，如有红色或棕色出现，示有F^+干扰，可加l2滴SnCl2搅拌使其褪色，再加戊醇2滴，搅拌，醇层显兰色或绿色，示有0)2+存在。检出限量0.5ug，最低浓度10ppm。步骤23N产的鉴定在滤纸上放1滴0.25molL—iNasHPC^,在湿润斑点中央触加1滴试液曰，静置片刻，在P斑的边缘I处加1滴丁二酮肟，然后在氨气上薰，若斑点外缘变红，示有N严存在。检出限量0.16ug，最低浓度3ppm。步骤24Cr3+、Zn2+、A产分析试液的制备取剩余的试液(3加入离心试管中，加6mo1'L^NaOH碱化后再过量4滴，然后加3滴3%11202，搅拌，沸水浴加热至过量H202除尽，离心分离，沉淀弃去，离心液按手续2527鉴定Cr3+、Zn"和A产离子。步骤25Zn"的鉴定取12滴手续24的离心液入点滴板，加3mo1L—1112804酸化，力口1滴0.02XCoCl2和1滴(NH4)Hg(SCN)4，用玻棒摩擦器壁，若半分钟内有天蓝色沉淀生成，示有Zi^+存在。检出限量0.5ug，最低浓度10ppm。步骤26Cr3+、八13+分析试液的制备及C一+的鉴定手续24的离心液若显黄色，初步表示有C一+存在。也可取手续24剩余的离心液用6mo1'L^HAc小心中和至弱酸性，得试液卿。取34滴试液卿入离心试管，加1滴0.5molL—1的PbAc2，若有黄色沉淀生成，进一步表示有&3+存在。步骤27A产的鉴定方法一取1滴茜素S于滤纸上，在浓氨上熏至紫色，加试液卿1滴，如出现红色斑点且不溶于3mo1L—1HAc，示有A产存在。检出限量0.5ug，最低浓度10ppm。方法二在滤纸上加l滴试液卿，l滴铝试剂，在氨气上熏，如有红色斑点，示有A1^存在。必要时做对照试验。检出限量0.6wg,最低浓度3ppm。5、第IV组阳离子分析本组无组试剂，称为第IV组或可溶组。形成本组离子(除NH4+外)的元素位于周期表的s区，均属第i、n主族元素，它们最易失去最外层的i个或2个电子，因此它们的金属都是强还原剂，其离子在水溶液中都很难被还原，并且都只有一个价态。本组离子价态的这种单一性和稳定性，是它们与前三组阳离子的最大区别。由于在此前的分析中加入了大量的氨水和铵盐，而NH4+对本组离子的分离或鉴定都有不同程度的影响，因此需灼烧除NH/以及重金属离子。步骤28第IV组阳离子试液的制备取Ca2+、Mg2+、Na+、K+、NH/试液各2滴、Ba2+、Sr^各4滴，在坩埚中混合均匀，或取手续19中的离心液即第IV组阳离子混合液置于50ml小烧杯中，加浓HAc酸化，小火加热蒸发以除去H2S。待蒸发至原体积1/3时(约lml)，加入10滴6mo1L—1HN03，小火加热蒸发至干，再强热至不冒白烟(除去NH/)。ggg，加46滴浓HAc，微热搅拌lmin，使残渣尽可能溶解，然后加热挥发降去部分l|浓HA(j加8滴水稀释后用滴管转入离心试管中，如浑浊则离心分离，得试液,按手续2933，可进行第IV组阳离子的分别鉴定。步骤29Ca^的鉴定取1细滴(毛细滴管)试液毀于离心管中，加GBHA试剂4滴，再加6mo1L_1NaOH23滴碱化，加入少量Na2C03固体，振荡数次后以34滴CHCl3萃取。为加速分层，可补加510滴水。如^HCl3层显红色l，示有Ca^存在。检出限量0.05吗，最低浓度l卯m。步骤30Mg^的鉴定在白色点滴板上加12滴试液，力Q1~3滴6mo1L—^aOH溶液至碱性，加镁试剂1滴，若有蓝色沉淀生成，示有Mg^存在。检出限量0.5ug，最低浓度10ppm。步骤31B^+和S一+的鉴定滤纸预先用lmolL—^2Cr04浸泡并晾干，取1细滴试液短(弱酸性或中性)gi在滤纸上，稍干(lmin后)，在斑点上滴加新制的0.2%玫瑰红酸钠一滴，若斑点变为红棕色，则加l滴0.5mol，L—^C1(自制)后，根据以下几种情况判断Ba"和Sr^的存在与否(a)整个红棕色斑点不消失而变为鲜红色，示有B^+存在(S一+不存在)；(b)红棕色斑点全消失，示有Sr^存在(B^+不存在)；(c)红棕色斑点边缘消失、中心颜色变为鲜红色，示有B^+和Sr"+同时存在。S,的检出限量4吗，最低浓度80ppm。Ba^的检出限量25ug，最低浓度500ppm。以上实验对S一+的鉴定较灵敏，对B^+的灵敏度则不是很高。如现象不明显，Bf也可按下法进一步鉴定.取试液(D23滴，力n1滴3mo1L—iNaAc和1滴0.5molL—120"04，如出现黄色结晶沉淀，示有Ba^存在。检出限量3.5pg，最低浓度70ppm。步骤32Na+和K+的鉴定取1细滴试液(5)加入载玻片中，微热小心蒸发至近干，冷却，加醋酸铀酰锌试剂1滴，数分钟后在显微镜下观察，如有八面体或四面体黄绿色结晶形成，示有Na+存在(检出限量0.8ug，最低浓度20ppm)。如观察到针形晶体，示有大量K+存在(>5mgm厂1)。步骤33K+也可按此法进一步鉴定在离心试管中加入2滴试液，加少许固体Na3Co(N02)6，搅拌，如有黄色K2NaCo(N02)6沉淀生成，示有K+存在。检出限量4ug，最低浓度80ppm。权利要求1、本发明涉及常见的25种阳离子的快速、系统定性分析方法，其特征在于(1)第I组阳离子仅包括Ag+、Hg22+；(2)沉淀第II组前先鉴定AsIII，以减少分离操作次数，避免重复加入试剂；(3)为避免第II组阳离子中溶解度最大的CdS沉淀的溶解损失，先用3mol/LHCl将Pb2+、Cd2+从本组硫化物沉淀中部分溶解出来，再加入热的浓HCl将Bi3+、Cu2+、Hg2+、SnIV、SbIII等离子的硫化物全部溶解，然后即进行分别鉴定；(4)第III组阳离子沉淀用6mol·L-1HNO3溶解后即进行各离子的分别鉴定，但将Cr3+、Zn2+、Al3+的鉴定试液统一用NaOH+H2O2进行预处理以除去干扰；(5)第IV组阳离子试液经灼烧后用浓醋酸溶解，然后即进行分别鉴定；(6)在第II～IV组阳离子的分离和鉴定中添加表面活性剂CTAB；(7)减少了试剂数量，并删减了加热、离心分离和沉淀洗涤等较为烦琐、费时或重复次数过多的操作，而萃取、掩蔽、气化、显微结晶、纸上分离等方便实用的操作则被保留下来，使每组阳离子的分析都可控制在2.5小时内完成；(8)本法各步骤均强调对“反应时间”的控制，尽可能省去“不溶物的洗涤操作”，选用“简便的消除干扰方法”，合理利用“不完全的分离反应”、合理使用“特效试剂”和“无毒、低毒试剂”；本发明方法要点如下(1)在系统分析之前，取待测混合液1～3滴，分别对NH4+、Fe3+、Fe2+等离子进行分别鉴定；(2)加入组试剂将待测离子分为4组；(3)对I、IV组直接进行分别鉴定，对II、III组进行简单分离后进行分别鉴定。全文摘要本发明属于半微量定性分析化学领域，涉及25种常见阳离子的快速、系统定性分析，特别适用于常见阳离子的系统定性分析及大学本、专科定性分析实验教学。本发明突破以往方案总是一成不变地照搬经典硫化氢系统分析方法的做法，将系统分析与分别分析有机地结合起来，同时融入现代定性分析的新成果，既保持了系统分析法条理清楚、理论依据充分，教育、教学功能突出的特点，又避免了其他鉴定分析方案手续繁琐、费时费事的通病。不仅减少了试剂数量，还删减了加热、离心分离和沉淀洗涤等较为烦琐、费时或重复次数过多的操作，而萃取、掩蔽、气化、显微结晶、纸上分离等方便实用的操作则被保留下来，使每组阳离子的分析都可控制在2.5小时内完成。文档编号G01N31/00GK101105486SQ200710066100公开日2008年1月16日申请日期2007年8月9日优先权日2007年8月9日发明者蔡成翔申请人:蔡成翔