Hydrogen pcroxyd có vai trò oxy hóa đối với cation nhóm IV được dùng trong thuốc thử chung của nhóm V với mục đích loại hoàn toan cation nhoém IV ra khỏi dung dịch khi xác định nhóm V..
Trang 1Bài 6 XÁC ĐỊNH CÁC CATION NHÓM V
(Mg, Cu, Hg’)
Muc tiéu
1 Trinh bay được đặc điểm và đường lối xác định các cation nhóm V
2 Trinh bày được các phản ứng xác định ion Mq?*, Cu?*, Hg”' và viết phương trình
- lon Cu”, Hg”” tạo ra các phức chất tan
Cu”' + 4NH,OH = [Cu(NH,)„]?' + 4H,O Hg™* + 4NH,OH = |Hg(NH;),]°* + 4H;O
- lon Mg” tác dụng với amoni hydroxyd có phản ứng
Me** + 2NH,OH 4" Mg(OH); + 2NH', Trong môi trường NH,OH + NH,CI thì Ms(OH); không kết tủa được v muối amoni (NH,CT) làm giảm sự phân ly của NH,OH (pH = 8 - 9), Cân bang chuyển dịch sang chiều nghịch
Amoni clorid có vai trò tăng nồng độ ion NH,' trong hỗn hợp NH,OH - NH.CI để các cation nhóm V không tạo ra kết tủa, phân biệt được với c:
cation nhém IV
Hydrogen pcroxyd có vai trò oxy hóa đối với cation nhóm IV được dùng
trong thuốc thử chung của nhóm V với mục đích loại hoàn toan cation nhoém
IV ra khỏi dung dịch khi xác định nhóm V
Trang 2II CÁCPHẢN ỨNG XÁC ĐỊNH CATION NHÓM V
1 Cac phan Ung cua ion Mg**
1.1 V6i natri hydroxyd
lon Mẹ” tác dụng với natri hydroxyd 2N cho kết tủa trắng Tủa này tan trong dung dịch acid và muối amonl, không tan trong natri bydroxyd du
Mỹ” + 2NaOH = Mg(OH);Ì + 2Na?
Mg(OH),} + 2H = Mg?' + HO
1.2 V6i natri carbonat va amoni carbonat
lon MẸ” tác dụng với Na;CO; hay (NH,);CO; cho kết tủa trắng, kết tủa tan
trong muối amoni, trong acid, không tan trong kiểm dư
Mg”' + CO,? = MgCO.Ỷ 1.3 Phản ứng soi tỉnh thể (phản ứng tạo muối kép)
Jon Mg** tác dụng với Na;HPO, cho kết tủa trắng vô định hình nhưng tác dụng với hỗn hợp NH,OH + Na;HPO,+ NH,CI cho tủa kết tĩnh màu trắng (muối kép magnesi amoni phosphat) có hình đạng đặc biệt: hình cành
- Dung địch loãng: muối kết tinh chậm, tạo hình lăng trụ, hình thang (b)
- Dung dịch đặc vừa: muối kết tỉnh nhanh, tạo hình lá, hình sao (a)
49
Trang 3Điều kiện phản ứng:
- Môi trường kiểm NH,OH có mặt NH,CI để ngăn tủa Mpg(OH)s
- Không có lẫn ion Ba”", Ca”? trong dung dịch gốc
1.4 Với amoni sulfñid hay natri sulfid
lon Mg”” tác dụng với amoni sulfid hay natri sulfid tạo kết tủa Mg(OH);
Mg** + S* + 2H,O = Mg(OH),v + H,St
Tủa tan trong HƠI 2N tạo muối MgCl;
Mg(OH), + 2HCI = MẹClL, + 2H,O
1.5 Phản ứng với hypoiodid
Nhỏ 2 giọt dụng dich iod vào ống nghiệm, thêm KOH cho tới khi màu nâu
đỏ biến thành màu vàng chanh
L + 2KOH <> KI + KIO +H,O
Thêm vài giọt dung dịch có chứa MgŸ* vào ống nghiệm trên, sẽ có tủa màu nau do do một lượng iod bị hấp phụ lên bề mặt của kết tủa Mg(OH);
Mg + nl, +OH — Mg(OH), nbd
Điều kiện phản ứng:
- Phản ứng phải tiến hành trong môi trường hơi kiểm pH<10
- Phải không có mặt các muối amoni và cation nhóm TH, IV, V
2 Các phân ứng của ion Cu**
2.1 Với amoni hydroxyd
lon Cu”' tác dụng với NH,OH tạo ra kết tủa xanh lơ, tủa tan khi cho dư
NH,OH, tạo ra chất phức màu xanh lam
Cu”? + 2NH,OH = Cu(OH),} + 2NH,*
Cu(OH),} + 4NH,OH = [Cu(NH,),] (OH), + 4H,O
2.2 Vai kali ferocyanid
lon Cu** tac dung véi kali ferocyanid cho két tha dé tham Tua khong tan trong actd loãng, bị phá huỷ trong môi trường kiểm và tạo phức với NH
2Cu?? + K,[Fe(CN)„| = Cu,[Fe(CN),J + 4K*
(do tham)
Cu,|Fe(CN),] + 4KOH = 2Cu(OH),v + K,[ Fe(CN),|
Cu,|Fe(CN),] +8NH, + 4H,O = 2[Cu(NH;),)(OH), + [ Fe(CN),]*
Trang 42.3 V6i amoni sulfid hay hydrogen sulfid:
lon Cu”' tác dụng vdi amoni sulfid hay hydrogen sulfid tao ra két tha den,
khong tan trong acid hydrocloric đặc, tan trong acid nitric 2N nong
Cu** + H,S = CuSW + 2H*
Cu” + (NH,);S = CuS + NH’,
3CuS +8§HNO, = 3Cu(NO,);+ 3S} + 2NO† +4H,O
2.4 Với KĨ
lon Cu”” tác dụng véi KI cho nia Cul, dé bi phan huy
Cu** + 2KI = Cul, | + 2K*
2Cul, = 2Cul + L
2.5 Với thuốc thử Montequi
Thuốc thứ gồm hat phần:
- Montequi A là dung dịch (NH,)›|Hg(SCN),]
- Montequi B là dung dịch ZnSO, 0.5%
Trong môi trường acid acctic, ion Cu” tác dụng với thuốc thử Montequi A
va Montequi B tạo kết tủa màu tím xim
Chú ý: Khi xác định cation Cu”* thì dùng thuốc thử Montequi B là ZnSO,
0,5% ; còn khi xác định Zn”” thì Montequi B la dung dich CuSO, 0,5%
3 Cac phan tmg cua ion Hg”
3.1 Với kali iodid
Ton Hg” tac dung với KI cho kết tủa màu đỏ, tủa này tan khi cho dư KĨ, tạo
ra dung dịch không màu
Hg” + 2KI = Hgl, J + 2K*
(đỏ)
Hel, + 2KI = K.|Hel, |
(khong mau)
3.2 Với natri hydroxyd
lon Hg”” tác dụng với NaOH 2N cho kết tủa vàng
Hg”* + 2NaOH = HgOỶ + 2Na" + H,0
3.3 Với natri carbonat
lon Hg”” tác dụng với natri carbonat cho kết tủa đỏ nâu hay vàng nâu (HgCO,.3HgO)
5]
Trang 53.4 Với hydrogen sulfid
lon Hgˆ` tác dụng với H›S tạo kết tủa màu đen, không tan trong HNO,2N
(khác cation nhóm V khác)
Hy** + HS = HgSỶ + 2H”
(den)
HgS dé hoa tan trong nước cường thủy (HCI + HNO,)
3HgS + 6HCI + 2HNO, = 3HgCI, + 3S + 2NO +4H,O
II ĐƯỜNG LỐI PHÂN TÍCH
So sánh phản ứng của các cation nhóm V được thể hiện ở bảng 6
Bang 6.1: So vánh phản ứng của các cation nhóm V
NaOH Ý xanh lơ Cu(OH), | Ì trắng Mg(OH); Ý vàng HgO
tan trong HỈ và tan trong H* va
NH,CI
H;Shoặc | J đen CuS tan trong | Ỷ trắng Mg(OH);| đen HgS tan trong
Na,CO, Lt Cuco, J MgCO, Ý đỏ nâu hay vàng nâu
Trang 6Dung dịch ban đầu để phân tích ta gọi là dung dịch gốc Các bước tiến
hành tuần tự thư sau:
1 Tach riéng cation nhóm IV và nhóm V
- Từ dung dịch gốc, thêm H€CI 2N, ly tâm tách riêng tủa (1) và dịch lọc (1)
- Thêm H,SO, 2N + C,H,OH vào dịch lọc (1), lắc kỹ, ly tâm thu được dịch
lọc (2) và tửa (2) -
- Từ địch lọc (2), thêm NaOH 2N dư, ly tâm thu được tủa (3) và dịch lọc (3)
- Cho hỗn hợp NH,OH + NH,CI đặc dư + H;O; vào dung dịch gốc đến khi tủa hoàn toàn ].y tâm để tách riêng phần tủa (4) và địch lọc (4)
- Phần tủa (4) để xác định các cation nhóm IV
- Phần dịch lọc (4) để xác định cation nhóm V
Dịch lọc (4) thu được thêm dung dịch (NH,)-2S, khuấy kỹ, ly tâm tách riêng
phần tủa (5) Thêm HCI 2N vào tủa thu được, khuấy kỹ, ly tâm để tách riêng phần tủa (6) và phần dịch lọc (6)
2 Xac dinh ion Mg*
Dịch lọc (6) thu được từ 3.1 đem xác dinh cation Mg** bằng các cách thực
+ Với K,[Fe(CN),| cho kết tủa có màu đỏ thẫm
- Phần tủa (7) hòa tan trong nước cường thuỷ để xác định Hg”" bằng cách:
+ Với KI cho kết tủa màu do tan trong KI du
Các bước tiến hành xác định cation nhóm V được mô tả theo sơ đồ 6 l
Trang 7Tủa (2) (Tìm các cation khác) Địch lọc (2)
(Tim Cu**) (Hoà tan trong nước
- V6i K,[Fe(CN),] cường thủy tìm Hg”')
Trang 8Tự lượng gia
* Trả lời ngắn các câu hỏi từ 1 - 5 bằng cách điền từ hoặc cụm từ vào chỗ trống:
1 Thuốc thử nhóm của cation nhém V là (A) cho dư, với sự có mặt
của (B) và amoni clorid '
3 NH,Cl có vai trò làm tăng nồng độ (A) để các caton nhóm V không (AI) phân biệt được với cation nhóm IV
PP
B ec,
4 Cation Mg?* tac dung véi Na,HPO, cho kết tủa trắng vô định hình nhưng tác dụng với hỗn hợp NH,OH + Na;HPO,+ NH,CI cho tủa (A) có hình dạng đặc biệt: hình (B) hình sao
* Phân biệt đúng sai cho các câu hỏi từ 6 - 11 bằng cách đánh dấu ý vào cột Ð
cho câu đúng, cột S cho câu sai:
Trang 9* Chọn câu trả lời đúng nhất cho các câu hỏi từ 12 - 15 bằng cách khoanh tròn
vào chữ cái đầu câu được chọn:
12 Theo anh (chi), cation Hg** tac dung với NaOH tạo ra kết tủa có màu:
C K,HPO,
Trang 10Bài 7 XÁC ĐỊNH CÁC CATION NHÓM VI
(NHỤ}, K', Na*)
Mục tiêu
1 Trình bày được nguyên tắc và đường lối xác định các cation nhóm IV
2 Trình bày được các phản ứng xác đình ion NH,", K', Na" và viết phương trình minh họa
I TINH CHAT DAC BIET CUA CAC CATION NHOM VI
1 Phan nhóm cation nhóm VI
Cac cation thudc nhém VI khéng cé thudéc thir chung Day là điều khác biệt của các catton nhóm VỊ với các nhóm còn lại có thuốc thử nhóm
Các cation nhóm VI được chia làm 2 phân nhóm nhỏ:
- Phân nhóm ]: pồềm các cation NH,* K* déu két ta vdi thuéc thir chung 1a
NaHC,H,0, va acid tartric
- Phân nhóm 2: cation Na” không có thuốc thử chung
lon Na", K” là các ion kim loạt kiểm, lon NH¿? do phan tit NH, va ion H* tạo nên NH,” không bền vững trong dung dịch kiềm và ở nhiệt độ cao
NH,+ H*=NH¿"
NI +OH =NH,† +H,O
Các hợp chất hydroxyd (NaOH, KOH, NH,OH), các muối (clorid, sulfat,
carbonat) déu dé tan trong nước, do đó khi dùng acid hoặc kiểm làm thuốc thử nhóm thì các cation nhóm VI không cho tủa
2 Nguyên tắc xác định cation nhóm VI
Cac cation NH,", K*, Na” có tính chất giống nhau khi tác dụng với một số thuốc thir Vi du: ion NH,*, K* cùng tác dụng được với acid tartric cho kết tủa trắng
57
Trang 11Nguyên tắc xác định cation nhóm IV là: Để tránh nhầm lẫn khi xác định
cation nhóm VT phải tiến hành theo trình tư NH,”, K*, Na’
II PHẢN ỨNG XÁC ĐỊNH CÁC CATION NHOM VI
1 Phản tmg cua cation NH,”
1.1 Xác dinh khi NH,
Dun nóng dung dịch chứa ion NH¿” với NaOH thì NH¿' sẽ phân hủy thành
amoniac (NH;), khí này bay ra có thể nhận biết bằng giấy tấm thuốc thử phenolphtalein, giấy sẽ có màu hồng
NH,* + NaOH = NH,T + Na* + H,O
NH, + gidy tam phenolphtalein > bồng
Hoặc có thể xác định NH; bằng mùi khai đặc trưng của nó (chú ý: không
được đưa thắng ống nghiệm vào mũi)
Điều kiện phản ứng:
- Phản ứng phải tiến hành trong môi trường kiểm pH >9
- Muốn NH; bay hơi mạnh phải đun nóng dung dịch đến 100°C
- Phải không có mặt CN vì chúng có thể tạo thành NH; khi đun nóng trong
dung địch kiêm
1.2 Tác dụng với thuốc thử Nessler
Thuốc thử Necssler là dung địch kiềm của kali tetralodomecuroat K;[HgL|
Ion NH,’ trong dung dich chuyển thành NH; tác dụng với thuốc thử Nessler
cho tủa màu nâu vàng Phản ứng này có độ nhạy đến 0,25uùg ion NH¿”
NH, + 2K,JHel,] + KOH — [(HgD; NH¿]I| + 5KI+ HạO
mau do
2 Phản ứng cua cation K*
2.1.Với acid tartric (H,C,H,O,)
Lấy 2-3 giọt dung dịch chứa K* cho vào ống nghiệm, thêm 2 giọt dung địch actd tartric, dùng đũa thủy tình cọ vào thành ống nghiệm sẽ xuất hiện kết tủa trắng
K*+ H,C,H,O, = KHC,H,O, | +H*
Điều kiện phản ứng:
- lon NH,” cũng cho kết tủa tương tự, do đó phải xác định ion NH,” trước
để tránh sai lầm
Trang 12- Phản ứng phải tiến hành trong môi trường pH = 5-7 vì môi trường kiểm
hoac acid manh tua sé bi hoa tan
- Nồng độ dung dịch thử và thuốc thử phải cao và không được đun nóng phản ứng vì tủa có thể tan
- Có thể dùng NaHC,H,O, cũng cho phản ứng tương tự
2.2 Với acid picric (C,H,O¿N,)
Jon K* tac dụng với thuốc thử acid picric cho kết tủa mầu vàng
Điều kiện phản ứng: lon NH,” cũng cho kết tủa tương tự, do đó phải xác định ion NH,”" trước để tránh sai lầm
2.3 Thứ màu ngọn lửa
Các muối K* khi đốt trên ngọn lửa không màu sẽ cho ngọn lửa có màu tím hỏng Trở ngại của phương pháp này là khi trong dung dịch có Na' thì sẽ cho ngon lửa mầu vàng mạnh che lấp màu tím hồng
2.4 Với thuốc thử Garola
Cation K* tae dung với thuốc thử Garola (dung dịch natri hexamtro
cobanat 10% mới pha) cho tủa mầu vàng
2K" + Na,[Co(NO,),] = 2Na” + K,Na[Co(NO;),] |
mau vang
Điều kiện phản ứng: phản ứng thực hiện trong môi trường trung tính hoặc
acid nhẹ (pH = 3-7) vì thuốc thử Garola không bền trong môi trường kiểm và acid mạnh
- NH," cũng cho kết tủa tương tự
Thực hiện phân ứng: Trong ống nghiệm cho: vài giọt dung dịch có chứa
K”, vài giọt thuốc thử Garola Á và Garola B
Garola A: Coban nitrit, acid acetic SN
Garola B: Natri nitrit
3 Phản ứng của cation Na”
3.1 Với thuốc thu Streng (magnesi uranyl acetat)
Nho | giọt dung địch chứa cation Na* lén kinh tiéu ban và làm bay hơi đến khô Đặt bên cạnh 1 giọt dụng dịch thuốc thử Streng (magnesi uranyl acetat
trong môi trường acid acetic loãng) Dùng đũa thủy tỉnh rốt dụng địch thuốc
thử và phần còn lại của dung dịch thử với nhau lon Na” tác dụng với thuốc thử Streng cho tủa màu vàng lá mạ và nhận biết chúng bằng kính hiển vi (hình 7.1)
59
Trang 13Na’ + Mg(UO,),(CH,COO), + CH,COO’ — NaMeg(UO,),(CH,COO), Điều kiện phản ứng:
- Phản ứng thực hiện trong môi trường acid acetic
- Các lon gây trở ngại: Hlg” Cụ”', Ca”" chí gây trở ngại khi nồng độ vượt
Đốt các muối natri trên ngọn lửa không màu thì ngọn lửa sẽ có màu vàng Phản ứng này rất nhạy, cần rửa sạch dày bạch kim trước khi dùng và ngọn lửa màu vàng tồn tại trong vài giây
II ĐƯỜNG LỐI PHÂN TÍCH CATION NHOM VI
So sánh phản ứng của cation nhóm VỊ được thể hiện ở bảng 7.1
Bang 7.1: So sánh phản tíng của các cation nhém VI
Trang 14
Acid tartric KHC,ILO, NU,HC,O,
Dung dịch ban dầu để phân tích ta gọi là dung địch gốc Các bước tiến
hành tuần tự như sau:
1 Xác định NH,”
Lấy một ít dung địch gốc tìm xem có NH," hay không băng cách:
- Xác định khí NH¡; bằng NaOH và nhiệt độ
- Với thuốc thử Nesslc cho màu nâu vàng
2 Loại NH„* khỏi dung dịch gốc
NH," gay trở ngại cho việc tìm ion K” trong hầu hết các phản ứng, nên ta cần loại NH„ bang mot trong hai cach:
- Nung: cô cho đến khô dung dich gốc trong bát sứ, thêm HNO; đặc và đốt
mạnh cho tới khi hết khói trắng và hết phản ứng của NH,'(thử bằng thuốc thử Nessle) Hòa can trong 5-6 giọt nước, acid hóa bằng vài giọt CH;COOH 2N Dung dich thu được phải trong, nếu có cắn đen và đục quá thì phải cô khô và
thêm vài giọt HCI đặc nung lần nữa, rồi hoà tan cắn
Dung dịch thu được chỉa làm 3 phần để tìm K* và thử lại Na` và Mg””
- Dùng formon: lấy dung dịch gốc, thêm vài giọt phenolphtalein, cho
Na,CO, tới khi có màu đỏ Nhỏ từng giọt formon vào đụng dich trên cho đến
kht có mùi, đốt nhẹ loại formon thừa Loại tủa nếu có (tủa MgCO,;) Nước trong phải thử xem đã hết NHI,` chưa, nếu đã hết thì tiến hành tìm K”
61
Trang 153 Xác định K*
Xác định K” trong dung dich da loai NH,* bang cách:
- Làm phản ứng xác định K" với thuốc thử acid tartric hoặc muối Na của acid tartric cho tủa trắng,
- Với thuốc thử acid picric cho kết tủa màu vàng
-_ Với phản ứng Garola cho kết tủa vàng
- Đốt trên ngọn lửa
không màu
(Tìm K")
- Với acid tartric
- V6i acid picric
- Phan tng Garola
Sơ đồ 7.1: Sơ đô đường lối phản tích cation nhóm VỊ
Trang 16Tự lượng giá
* Trả lời ngắn các câu hỏi từ 1 - 5 bằng cách điền từ hoặc cụm từ vào chỗ trống:
1 Các cation thuộc nhóm phân tích VI không có (A) , đây là điều khác biệt
* Phân biệt đúng sai cho các câu hỏi từ 6 - 11 bằng cách đánh dấu + vào cột Ð
cho cau đúng, cột S cho câu sai:
Nội dung Ð Ss
F
K Phả: đuổi NH," ra khỏi dung dịch thử trước khi xác định K"
7| Thuốc thử Streng là thuốc thử đặc hiệu của ion Na
Trang 17* Chọn câu trả lời đúng nhất cho các câu hỏi từ 12 - 15 bằng cách khoanh tròn vào chữ cái đầu câu được chọn:
12 Theo anh (chi), để tránh nhầm lẫn khi xác định calion nhóm VI phải tiến hành
14 Theo anh (chị), ion nào trong các cation dưới đây tác dụng với thuốc thử Streng
cho tua tinh thé có hình dạng đặc biệt:
A H;,C,H,O; D Thuốc thử Nessle
B NaHC,H,0, E Thứ mâu trên ngọn lửa
€ Thuốc thử Streng
Trang 18Bài 8 XÁC ĐỊNH CÁC ANION NHÓM I
1 Đặc điểm chung của các anion nhóm Ì
- Với bart nitrat Ba(NO‡)-: các anion nhóm Í tác dụng với Ba(NO,); không cho kết tủa
- Với bạc nirat AgNO;: các ion CL, Br, I, S° tác dụng với AgNO: tạo ra
kết tủa các tủa này không tan trong HNO; 2N Phân biệt tủa của các ton nay
theo màu sắc như sau:
Ion CY tac dung với AgNO; tạo kết tủa trắng:
Cl + AgNO, > NO, + AgŒI Ỷ
Ion Br tác dụng với AgNO; tạo kết tủa vàng nhạt:
Br + AgNO, > NO, + AgBr 1
Ion I tac dung v6t AgNO, tao kết tủa vàng nhạt:
I + AgNO, > NO, + Agl ¥
lon S” tác đụng với AgNO, tao kết tủa đen:
S*+ 2AgNO, -> 2NO, + Ag,S 4
2 Cac halogenua (CI, Br, I)
- Độ tan của các halogenua: hầu hết các halogenua đều dễ tan, trừ
65
Trang 19balogenua của PbÏ” và các ion kim loại hĩa trị l như Cu", Aø', Hg¿” Độ tan của các muối halogenua giảm từ clorua đến các iodua
- Tạo phức: các halogenua đễ tạo thành phức chất: |HgI,JÝ', [HgBr, J°ˆ
- Tính oxy khử: tinh oxy héa tang từ I¿ tới Cụ, tính khử giảm từ T dén Cr,
vì thế CT chỉ cĩ thể oxy hĩa bằng các tác nhân oxy hĩa mạnh như KMnO,, KIO¿, HNO
+ Các tác nhân oxy hĩa được CF, Br, I: K;Cr;O; + H;SO,, PbO; + H;SO/,
HNO: đặc, KMnO, + H,SO,, MnO, + H,SO,
+ Các tác nhân oxy hĩa được Br và I: H;SO, đặc (với Br phải đun nĩng), PbO + CH;:COOH, nước clo
+ Các tác nhân chỉ oxy hĩa được I: nước brom, muối Fe”, muối Cu”,
H;O: ở mơi trường acid, NaNO, + CH,COOH
3 lon S?
- Hydrogen sunfid (H,S) là một khí cĩ mùi khĩ chịu và là một acid yếu
- Tính tan của các sunfua: riêng các sunfua kiểm và kiểm thổ tan trong nước và thủy phân rất mạnh cho những dung dịch kiềm:
Để nhận biết clo bay lên, người ta dùng thuốc thử là giấy tầm Vilicr - Fayol
(hỗn hợp anilin và octo toludin) giấy chuyển thành màu xanh tím
Trang 201.2 Với bạc nitrat AgNO,
Ion Cl tac dụng với AgNO: cho tủa trắng Tủa vón đen dần ngoài ánh
sáng không tan trong HNO:, tan trong (NH,);CO; (khác AgBr va Agl), tan trong NH,OH đặc cho phức hợp tan |Ag(NH,);|”, trong HCI đặc cho phức hợp tan [AgCl, |}
Cl + AgNO, > NO, + AgCl ¥ (tring)
AgCl + 2NH,OH —> |Ag(NH,),JCl + 2H,O
AgCl + 2HCI — 211” + |AgCl;]”
Phức hợp tan [AgCI;]” đễ bị phân huỷ khi acid hóa dung dịch bang HNO,
để tạo thành ion NHI," bền vững hơn va két tia AgCl lai bị tách ra
2 Phản ứng của Br
2.1 V6i kali permanganat KMnQO,
lon Br trong môi trường acid sulfuric tác đụng với KMnO, (tương tự như
C1), KMnO,oxy hoá Br thành Br;
10Br + 2KMnO,+ 8H;SO, -› 2MnSO, + 5Br,†+ 5SO,? + 8H,O
Để nhận biết hơi brom bay lên, người ta đùng thuốc thử là giấy tấm
fluoressein, giấy chuyển từ màu vàng sang hồng
2.2 Với bạc nitraf
lon Br tác đụng với AgNO; cho tủa có màu hơi vàng Tủa không tan trong,
HLINO,, (NEL,),CO, (khac AgCl)
Cl + AgNO, > NO, + AgBr J
(vang)
Két tua tan trong NH,OH (giéng AgCl, khaéc Agl) cho cac phifc hop tan
[Ag(NH)o]"
AgBr + 2NH,OH -> [Ag(NH;);|Br + 2H:O
2.3 Với nước clor
lon Br bị nước clor oxy hoá thành brom phân tử, brom hoà tan trong cloroform la cho lớp cloroform có màu Vàng nâu,
Trang 213.1 Với kali permanganat KMnO,
lon T trong môi trường acid sulfuric tac dung véi KMn0O, (tuong tu nhu Cl
và Br), KMnO/, oxy hoá F thành l¿
101 + 2KMnO, + 8H,SO, —> 2MnSO, + 51,Ÿ + 5SO,ˆ + 8H,O
Đề nhận biết dùng phản ứng xảy ra, người ta dùng thuốc thử là giấy tam bd
tinh bột, giấy chuyển thành màu tím xanh
3.2 Véi bac nitrat AgNO,
Jon T tac dung v6i AgNO, cho tua Ag] mau vang tuoi
AgNO, +1 > Agl + NO,
Két tua khong tan trong HNO,, (NH,),CO, va NH,OH
3.3 Với thủy ngân clorid
lon F tác dụng với HgC†; tạo ra kết tủa đỏ
HeCl, + 21 > Hel, J + 2CI'
Tua Hg!, tan một phần trong dung dịch T dư đo tạo thành [HạL, |”
Hel, + 21 > |Hegl,]”
3.4 Với chì acetaf
lon F tác dụng với Pb(CH;COO); tạo ra kết tủa màu vàng tươi Tủa tan trong
nước nóng, khi làm nguội kết tủa trở tại thành những tỉnh thể vàng óng ánh
Pb°*+ 2L -> Pbl Ỷ
Tha Pbl, tan mét phần trong dung dich I du đo tạo thành thành [PbI, |
4, Phan tmg cua ion S*
4.1 Voi chi acetat
lon Sĩ tác dụng với chì acctat cho kết tủa đen
S* + Pb’* PbS 4
4.2 Với acid vô cơ mạnh
lon S” bị các acid vô cơ mạnh (HCI, H,SO,) phân huỷ thành khí hydrogen
sulfid có mùi thối
S”“+2H' -> H,S †
Ill DUONG LOI PHAN TÍCH
So sánh phản ứng của các anion nhóm ï được thể hiện ở bảng 8.I
Trang 22Bang 83.1: So sánh phản ứng của anion nhóm
Ba(NO,) Tao mudi tan; Tạo muối tan | Tạo muốt tan | Tạo muối tan
tan tron tan trong ne or te Anơ t:
ApNO, /HNO, NH.OH é NH,OH, không không tan không tan
0 va tan trong trong NH,OH | trong NH,OH
'EeSO, + H,SO, | Taha nâu Tula nau
Dung dịch ban đầu để phân tích gọi là dung dich gốc Các bước tiến hành
tuần tự như sau:
1 Kết tủa xác định sơ bộ các anion CI, Br, I: S?
Acid hoa dung dịch gốc bằng HNO; 2N nếu có khí thoát ra có mùi thối đó
là H;S (đậy miệng ống nghiệm bằng giấy tấm chì acetat, xuất hiện màu đen của
PbS)
69
Trang 23Thêm dung dịch Ba(NO2a); cho đến khi kết tủa hồn tồn Ly tâm tách riêng
phần dịch lọc (1) và phần tủa (1)
Thêm dung dịch AgNO; vào phần dịch lọc (1) cho đến khi cĩ kết tủa hồn
tồn (lắc và cọ thành ống nếu khĩng thấy cĩ tủa)
Ly tam để tách riêng phần tủa (2) và phần dịch lọc (2):
- Phần tủa (2) cĩ thể chứa AgClL, AgBr, AglL
- Phần dịch lọc (2) để xác định các ion khác cĩ trong dung dịch gốc
2 Tach riéng va xac dinh anion Cf
Tủa (2) thu được ở 3.2 cho thêm (NH,); CO: 12% hoặc Na;CO, dư, lắc kỹ,
ly tâm để tách riêng tủa (3) và địch lọc (3)
- Tủa thu được (3) để xác định các anion Br, I
- Địch lọc (3) thu được dùng để xác định CT bằng cách: acid hĩa địch lọc
bằng HNO,, thêm AgNO; xuất hiện tủa trắng, tủa tan trong NH,OH đặc
3 Xác định anion {va Br
Tua (3) thu được ở 3.3 thêm H;SO, 2N và 2 viên kẽm Aø” trong tủa sẽ bị
khử thành Ag” và giải phĩng Br, I vao dung dich Ly tam lấy dịch lọc (4) để
xác định các anion Br va I’ bang cách:
* Xác định anion F
- Dịch lọc (4) tác dụng với dung dịch HợCl; tạo kết tủa đĩ, tủa tan một
phần trong dung dịch F dư
- Dung dich (4) acid hĩa bảng HNO,, thêm AgNO; cho tủa màu vàng nhạt
tủa khong tan trong NH,OH dac
* Xác dinh anion Br
- Dung địch (4) tác dụng với nước clor trong cloroform cho lớp cloroform
cé mau vang nau
- Dung dịch (4) acid hĩa bằng HNO;, thêm AgNO: cho tủa màu vàng nhạt,
ta khơng tan trong NH,OH đặc
Các bước tiến hành xác định các anion nhĩm I được mơ tả theo sơ đồ 8.1
Trang 24Dịch lọc (3)
(Tim CT)
- V6i AgNO,/ HNO, cho
tủa tan trong NH,OH đặc H,SO, + Zn
ly tam Dich loc (4)
- Voi AgNO,/ HNO, cho cloroform
tủa không tan trong - Với AgNO,/ HNO;
Trang 25Tự lượng giá
* Trả lời ngắn các câu hỏi từ 1 - 5 bằng cách điền từ hoặc cụm từ vào chỗ trống:
1 Anh (chi) hay điển công thức hoá học kèm theo hệ số thích hợp vào chỗ trống trong phương trình sau:
AgCl + 2NH,OH - A + B
2 Anh (chi) hãy điền công thức hoá học kèm theo hệ số thích hợp vào chỗ trống trong phương trình sau:
CỊ, +2Br — .A + B
4 Các anion nhóm I tác dụng với Ba(NO¿); Â kết tủa
5 Anh (chi) hay điền công thức hoá học kèm theo hệ số thích hợp vào chỗ trống
trong phương trình sau:
10I + 2KMnO, + BH,SO, = A + B + 5SO,? + 8H,O
* Phân biệt đúng sai cho các câu hỏi từ 6 - 14 bằng cách đánh dấu Ý vào cột Ð cho câu đúng, cột S cho câu sai:
TT Nội dung B S lon Br tác dụng với cloroform cho màu vàng
7 Hoi Br, làm giấy tẩm thuốc thử fluoressein chuyển từ màu vàng
| sang màu hồng
8 Ag! khéng tan được trong NH,OH
9 lon S” tác dụng với AgNO; tạo kết tủa trắng, kết tủa này tan trong
HCI dac
10 | lon Br tác dụng với AgNO; tao kết tủa màu vàng
11 | Tất cả các anion nhém | déu tạo kết tủa với AgNO¿
Trang 26* Chọn câu trả lời đúng nhất cho các câu hỏi từ 13 - 16 bằng cách khoanh tròn vào chữ cái đầu câu được chọn:
13 Theo anh (chị), thuốc thử Vilie - Fayol là thuốc thử của anion nào trong các anion
C Thuôc thử Griess D Cloroform
E Dung dich HCI 2N
15 Theo anh (chị), xác định anion Br có thể dùng thuốc thử nào trong các thuốc thử dưới đây:
C Thuốc thử Griess D Cloroform
E Thuỷ ngân clorid
16 Theo anh (chị) anion nào trong số các anion dưới đây tạo tủa với thuốc thử AgNO, trong mdi trudng HNO,, tua tan trong dung dich (NH,),CO3:
E lon Cl va S*
73
Trang 27Bài 9 XÁC ĐỊNH CÁC ANION NHÓM II
(AsO,*, ASO;*, PO}, HCO;, CO;”, S07, SO;”)
Mục tiêu
1 Trình bay được đặc điểm chung và đường lối xác định các anion nhóm II và viết
phương trình ion để minh hoa
2 Trình bày được các phản ứng xác định AsO,*, AsO.?, HCO; CO,? và SO,*, SO,7,
viết phương trình ion để minh hoa
1 ĐẠI CƯƠNG
1 Đặc điểm chung
1.1 Tác dụng với Ba(NO,),
Các anion nhóm l] tác đụng với bari nirat BaCNO;); đều cho tủa trắng:
2 AsO,* + 3Ba”* = Ba,(AsO,)„}
2 AsO¿* + 3Ba** = Baj(AsO,)„Ý
2PO,` + 3Ba”' = Ba,(PO,); Ỷ
CO,” + Ba” = BaCO, j
SO,7 + Ba(NO,); — BaSO,! + 2NO,
SO,*+ Ba(NO,), > BaSO,! + 2NOy
Các tủa này có tính chat khac nhau trong HNO, 2N:
- Kết tủa Ba,(AsO,)); Ba,(AsO,),; Ba,(PO,),; BaCO, tan trong HNO, 2N
- Kết tủa BaSO, không tan trong HNO: 2N
- Muối BaSO bị oxy hoá thành BaSO, không tan trong dung dich HNO, 2N
3BaSO,+ 2HNO, —> 3BaSO,j + 2NO + H,O
Trang 28Riêng tọn HC; khơng tạo được kết tủa với Ba(NO,)›, nhưng vì bị phân tích thành CO.”, nên các dung dịch ion HCO, cũng cho tủa trắng với Ba(NO,);
I.2 Tác dụng với AgNO,
Các ton nhĩm lÍ tác dụng với bạc nitrat (AgNO-) đều cho kết tủa, các tha
này tan trong HNO:
- lon AsO:* tác dụng với AgNO, tạo kết tủa vàng:
3AøNO + AsO;*= NO, + AgiAsO, +
- lon AsO,` tác đụng với AgNO; tạo kết tủa đỏ nâu:
3AgNO, + AsO,*= NO, + Ag, AsO, Vv
- lon PO,* tac dụng với AgNO, tạo kết tủa vang, tha tan trong HNO, va
NH,OH khơng tan trong acid acetic:
3AgNO, + PO,' = 3NO, + Ag,PO,4
Ag.PO, + HNO, = AgNO, + H,PO, Ag,PO,+ 9NH,OH = 3[Ag(NH,),]OH + (NH,),PO,+ 6H,O
- lon HCO, tac dung véi AgNO, tao kết tủa trắng:
AgNO, + HCO,= NO, + AgHCO, }
- lon CO,” tác dụng với AgNO, tạo két tua trang, tia tan trong HNO,,
NH,OH:
2ApNO; + COj= 2NO; + Ag,CO, }
Ag,CO, + HINO, = AgNO, + H,0 + CO, Ag,CO,+ 6NH,OH = 2| Ag(NH,),|OH + (NH,),CO,+ 4H,O0
Tủa Ag,CO: để lâu bị phân tích thành Ag.O cĩ màu xám:
Ag,CO, + H,O = Ag,O + HCO,
- lon SO,* tac dung véi dung dich AgNO, tao ra két tta trang bac sulfit, tha nay dé tan trong dung dich HNO, loang va trong dung dich ion SO,” du
2AgNO, + SO,” + NO, + Ag.SO, 1
Ag,SO, + 2HNO, > AgNO, + SO, + H,O
Ag.SO, + 3 SO,* > 2[Ag(SO,),]*
Khi đun sơi Ag›SO, bị phân tích và kết tủa chuyển sang mau nau:
Ag,SO, > Ag,O + SO,
75
Trang 29- lon SO, khong cho kết tủa với dung dịch AgNO, Tuy nhiên nến nồng
độ lon SỐ,” đặc thì có phản ứng cho tửa trắng:
2Ag* + SO,” > Ag.SO,l
2 Một số đặc điểm khác
2.1 lon PO,*
- Độ tan của muối: các phosphat kim loại kiểm (trừ Li,PO,) và các dihydrophosphat kim loại kiểm thổ tan trong nước Hydrophosphat kim loại
Kiểm, với cation kim loại không phải kiểm thì cho tủa phosphat Các muối
phosphat khó fan trong nước đều tan trong các acid vô cơ và cả trong acid
acetic (trừ phosphat Fe'*, AI”, Cr’, Bi, Ag’, Pb**)
- Tinh tao phức: H;PO, thường tạo phức với các acid molypdic, vonframnic, vanidic Ví dụ: acid phosphomolypdic Hạ[PMo,:O„¿|[
- Các phosphat không có phản ứng oxy hoá khử
2.2 lon CO,” va ion HCO,
- Độ tan của muối: chỉ có carbonat kiém, hydrocarbonat kiểm và kiểm thổ
[a tan trong nước (trừ Li;CO; ít tan) Các carbonat đều tan trong acid
- Tính tạo phức: ion carbonat tạo được phức chất với Co'*, Be”'
2.3 lon AsO,” và ion AsO,*
Độ tan của muối: các asenit kiểm và amoni tan trong nước, asenit kiểm thổ
it tan con asenit kim loại hầu như không tan trong nước nhưng tan trong acid
Chỉ có asenit kim loại kiểm là hòa tan trong nước Tính tan của các asenat
tương tự các phosphat Ví dụ: MpNH¿As©Ỡ, cũng khó tan như MgNH,PƠ,
2.4 lon SO,”
- Độ tan của các muối: Các sulfñt (trừ sulfit kim loại kiểm) đều không tan
trong nước, tan trong acid,
- Tính oxy khử: SO.” là tác nhân khử mạnh, oxy không khí cũng oxy hoá
được SƠ,ˆ thành SO,”, H;S có thể khử được SO;” thành S
2.5 lon SO,”
Hau hét các muối sulfat đều để tan, trừ các sulfat kiểm thổ, chì và Ap.SO, hơi khó tan Các sulfat cua Bi, Hg, Sb khong tan trong nước, tan trong acid
3 Nước sodé
Khi dung địch đem phân tích anion có lẫn các kim loại (không phải km
loại kiểm) thì cần phải lầm nước sóđê để loại các catlon trước khi tiến hành xác
định các anion
Trang 30Cho Na.CO, bão hòa vào dung địch gốc, thêm vài giọt NaOH, đun sôi
trong 15 phút, để nguội, ly (âm để tách riêng tủa (tủa chứa các kim loại không
nhái kiểm) Acid hóa địch lọc bằng CH;COOH 2N, đun sôi, ly tâm lấy dịch lọc Phần dịch lọc thu được là nước anion hay nước sôđê dùng để xác định các
amion có chứa trong dung địch gốc
Lim y: anion CO,? được tìm ngay từ dung dịch gốc trước khi làm nước
sôđê Muốn tim CH,COO thi acid héa dich loc bang HNO, 2N thay cho
CH,COOH 2N
H CÁC PHÁN UNG XAC DINH ANION NHOM I
1 Phan tmg cla aseniat (AsO,?’) va asenit (AsO,°)
1.1 Phản ứng chung xác định AsO¿`, AsO¿””
Ding hydro méi sinh (do Zn + H,SO, 2N) để khử AsO,”, AsO,”ˆ thành khí hydrogen arsenid (AsH;), khí AsH, bay lên gặp giấy tâm AgNO, lam cho gidy
có màu đen
Zn + H,SO, = ZnSO, + 2H?
3H’ + AsO,* + 6H" = AsH, T+ 3H,O
3H + AsO,`' + 8H? = AsH.Ÿ + 4H.O
AsH, + 6AgNO, = AsAg,.3AgNO, (mau vang) + 3HNO,
AsAg,.3AgNO, + 3H,0 = H,AsO, + 3HNO, +6Ag" | (đen)
1.2 Phản ứng riêng của ion arseniat (AsO,’’)
- Với hỗn hop MgCl, + NH,Cl + NH,OH: ion AsO,` tác dụng với hỗn hợp
MpgCI, + NH,CI + NH,OH tạo ra muối kép MgNH,AsO, kết tủa trang, gap
trường hợp kết tỉnh chậm có thể dùng đữa thuỷ nh cọ nhẹ vào thành phía
trong của ống để tạo mầm kết tịnh
AsO,*° + Mg** + NH, = MgNH,AsO, +
- Với amoni molydat (NH,); MoO¿: trong môi trường acid nitric, AsO,`ˆ
tác dung véi amoni molydat (NH,), MoO, tao ra amoni asenmolydat két tua
mầu vàng (NH¿),H,| As( Mo;OÐ,},|
H,AsO, + 12(NH,), MoO, + 21HNO,
= (NH,);H,[As( Mo.0,),] + 21NH,NO, + 10H,O
1.3 Phản ứng riêng của AsO,”
AsO,* tac dung với CuSO, cho tủa màu xanh lục, tủa chuyển sang màu đỏ khi
có NaOIf và nhiệt độ (phản ứng này được dùng để phân biệt AsO,Ÿ với AsOÖ; ˆ)
+
Trang 31H,AsO,” + CuSO, = CuHAsO, | xanh luc + SO,”
2CuH AsO, + 6NaOH = Na,AsO, + Cu,0 | dd + 4H,O + NaAsO,
2 Phan (mg cua HCO, va CO,”
2.1 Phản ứng chung của HCO, va CO,”
- Thuy ngan (II) nitrat: ion HCO, va CO,’ tac dụng với Hg(NO); tạo ra
kết tủa đỏ nâu hoặc vàng nâu
CO,” + Hg(NO,), = HgCo, J
- Acid v6 co manh hay acid acetic:
Ion HCO, va CO,” bi cde acid manh nhu acid clohydric (HCl), acid sulfuric (H,SO,) hoac acid acetic (CH,;COOH) phân huỷ thành khí carbonic
Khí carbonic làm đục nước vôi trong, nếu tiếp tục cho CO; đi qua thì kết tủa sẽ
tan đo tạo thành hydrocarbonat:
HCO; + H'= CO,Ÿ + H;O CO.” + 2H'= CO,Ï + H;O
CO, + Ca(OH), = CaCO,} + HO
CO, + CaCO, + H,O = Ca(HCO,), Chú ý: đối với dung dịch thì tốt nhất là nên cô đặc trước khi thử, bởi vì trong phản ứng với nước vôi, ta chỉ nhận thấy được sự hoá đục rõ ràng khi luong carbonat khong it hon 4%
2.2 Phan tmg phan biét HCO, va CO,”
Dùng magnesi clorid hoặc magnesi sulfat để phân biệt anion HCO, va
CO,” vì:
- Anion CO,” tac dung véi MgCl, cho tua trắng
Mg”* + CO,*= MgCO,j
- Anion HCO, tác dụng với MgCl, khong cho tua trang
3 Phan Ung cua ion PO,*
3.1 Với amoni molydat
Trong môi trường acid nitric, PO,” tác dụng với amoni molydat (NH,), MoO, tao ra amoni phosphomolydat (NH,),[PMo,,O,49] két tha màu vàng
PO,* + 12(NH,), MoO,+ 12H,O = (NH,); [PMo,;O,„;]l + 2INH,OH + 30H-
vàng +
Trang 32Chú ý: - lon AsO;` bị HNO, oxy hoá thành AsO,` và tác đụng với
(NH,);MoO, tương tự như AsO,`
- Để tránh nhầm lẫn giữa AsO;” và PO,” cần xác định AsO¿” trước, xác định PO,” sau
3.2 Với hỗn hợp MỹCl]; + NH,CI + NH,OH
lon PO,” tác dụng với hỗn hợp MgCl; + NH,„CI + NH,OH tạo ra muối kép
MgNH,PO,.6H;O kết tinh trắng có hình dang đặc biệt: hình cành lá, hình sao
Điều kiện phần ứng: Phản ứng xảy ra trong môi trường kiểm có mát NH,„CI để
ngan tha Mg(OH),
PO,* + Mg” + NH,’ + 6H,O= MgNH,PO,.6H,0 J
4 Phan ung cua anion SO,”
4.1 Véi bari clorid
lon SO,” tac dung với dung dich BaCl, cho két ta trang, tla nay tan trong dung dịch HCI 2N
SO,* + BaCl, > BaSO, $ + 2CT BaSO; + 2HCI > BaCl, + SO, T + H,O
4.2 Với acid vô cơ mạnh
Các acid vô cơ mạnh như [1,SO,, HCI phân huy sulfit thành khí sulfurơ
(SƠ,) khí sulfurơ bay lên làm mất màu giấy tẩm thuốc tím
2H* + SO," SO, T + H,O
5SO: + 2KMnO, + 2H;O —> 2MnSO; + K;SO, + 2H;SO,
4.3 Với dung dịch chì acetat
Ion SO, téc dụng với dung dich chì acetat tạo ra kết tủa trắng, tủa tan trong acid nitrit loãng Khí SỐ; bay lên được phát hiện bởi làm mất màu giấy
tam dung dịch thuốc tím
SO,” + Pb(CH,COO), > PbSO, 1 + CH;COO:
PbSO, + 2HNO, > Pb(NO,), + H;O + SO; † 4.4 Với KMnO,
lon SO,” tac dung và làm mất màu tím của dung dich KMnOQ,
5SO,” + 2MnO, + 6H” = 5SO,7 + 2Mn”* +3H,O
4.5 Với iod
SO,” bi céc halogen oxy hóa thành SO,” nhu làm mất màu iod
SO,” + 1, + H,O = H,SO, + 20
79
Trang 334.6 Khir SO,”
Với Zn + HCI có tác dụng khử SO,ˆ thành khí hydrogen sulfid, khí bay lên làm đen giấy tấm chì acctat
SO,” + 3Zn + 6H* = HS + 3Z7n**
5 Phản ứng của anion SO,*
5.1 Với bari clorid
lon SO,” tác đụng với dung dịch BaCl; tạo ra kết tủa trắng, tủa này khéne
tan trong dung dich HNO, 2N, HCl 2N
SO,” + BaCl, > BaSO, ! + 2Cl
§.2 Phân ứng Voler
Kết tủa của lon SO,” dưới dạng BaSO, bằng Ba(NO,); trong môi trường
thuốc tim, tha BaSO, hap phụ thuốc tím nền có màu hồng Dùng nước oxy gia
trong môi trường acid niưic để khử mầu tím hồng của dung dịch, riêng tủa
BaSO, vẫn có màu hồng (do hấp phụ thuốc tím)
Ba”! + SO,“ —y BaSO, L
5H2O: + 2KMnO, + 6HNO: —> 2KNO, + 2Mn(NO,), + 50; + 8H,O 5.3 V6i chì acetat
lon SO,” tdc dung với dung dich chi acetat tao ra két tha tring, tha khong
tan trong HNO, nhưng tan trong kiểm, acid sulfuric đặc
SO,” + Pb(CH,COO), > PbSO, { + 2CH,COO' Acid sulfuric dac hoa tan két tua PbSO, do tao thanh hydrosulfat:
PbSO, + H,SO, > Pb(HSO,),
Ill DUGNG LOI PHAN TICH
So sánh phần ứng của các anion nhóm II được thể hiện ở bảng 9.1 va 9.2