A-level 應用科學/物質探究/定性

定性分析解決的基本問題是：樣品中是否含有 X？

相反，定量分析回答的問題是：樣品中含有多少 X？

在實踐中，定性分析記錄 X 的含量是否超過某個閾值。

定性分析的用途

試劑

效果

6M HCl

增加 [H+]

Increases [Cl-]
Decreases [OH-]
Dissolves insoluble carbonates, chromates, hydroxides, some sulfates
Destroys hydroxo and NH3 complexes
Precipitates insoluble chlorides

6M HNO3

增加 [H+]

Decreases [OH-]
Dissolves insoluble carbonates, chromates, and hydroxides
Dissolves insoluble sulfides by oxidizing sulfide ion
Destroys hydroxo and ammonia complexes
Good oxidizing agent when hot

6 M NaOH

增加 [OH-]

Decreases [H+]
Forms hydroxo complexes
Precipitates insoluble hydroxides

6M NH3

增加 [NH3]

Increases [OH-]
Decreases [H+]
Precipitates insoluble hydroxides
Forms NH3 complexes
Forms a basic buffer with NH4+

侷限性

第一組：Ag+, Hg22+, Pb2+

Precipitated in 1 M HCl

第二組：Bi3+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, (Pb2+), Sb3+ 和 Sb5+, Sn2+ 和 Sn4+

Precipitated in 0.1 M H2S solution at pH 0.5

第三組：Al3+, (Cd2+), Co2+, Cr3+, Fe2+ 和 Fe3+, Mn2+, Ni2+, Zn2+

Precipitated in 0.1 M H2S solution at pH 9

第四組：Ba2+, Ca2+, K+, Mg2+, Na+, NH4+

Ba2+, Ca2+, and Mg2+ are precipitated in 0.2 M (NH4)2CO3 solution at pH 10; the other ions are soluble

定性分析中使用許多試劑，但只有少數試劑參與幾乎所有組的程式。 最常用的四種試劑是 6M HCl、6M HNO3、6M NaOH、6M NH3。 瞭解試劑的用途有助於規劃分析。

標準程式

礦井水樣分析

A. 陽離子

1. 對 2 cm³ 礦井水樣：逐滴加入氫氧化鈉溶液，直至過量。
2. 過濾步驟 (1) 中的混合物，並逐滴向濾液中加入硫酸。
3. 向步驟 (2) 中酸化的濾液中加入氨水溶液。
4. 對 2 cm³ 礦井水樣：逐滴加入氨水溶液，直至過量。
5. 過濾步驟 (4) 中的混合物，並逐滴向濾液中加入硫酸。
6. 對一滴礦井水樣：加入一滴硫氰酸鉀溶液。
7. 對一滴礦井水樣：加入一滴六氰合鐵(III)酸鉀溶液。
8. 用火焰測試礦井水樣。

B. 陰離子

1. 測試礦井水樣的 pH 值。 哪些陰離子會在該 pH 值下反應生成氣體？
2. 對一滴礦井水樣：加入一滴硝酸鋇溶液。
3. 對一滴礦井水樣：加入一滴硝酸銀溶液。
4. 對 1 cm³ 礦井水樣：加入鋁粉和氫氧化鈉水溶液 - 如果發生反應，用溼潤的紅色石蕊試紙測試氣體。

問題

1. 您已經確定哪些離子存在？
2. 哪些離子肯定不存在？
3. 您對哪些離子不確定？
4. 撰寫一份關於此實踐工作的報告。 討論定性分析的侷限性。 詳細說明您所有實驗和觀察結果。