Ion Zn2+ tác dụng với thuốc thử Montequi A

Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính LỜI KHUYÊN CHUNG Vì phải sử dụng những thể tích dung dịch khá nhỏ, sinh viên cần phải làm: - Kỹ lưỡng. - Sạch sẽ (ống hút nào để vào đúng lọ nấy, đừng bỏ giấy bừa bãi trên mặt bàn). - Ly tâm và rửa thật kỹ kết tủa , không để lẫn các cation của các nhóm sau. I. CÁCH LÀM TỦA. a. Thử độ acid trước khi thêm thuốc thử. Thử bằng giấy quỳ xem độ acid của dung dịch có đúng như trong sách dạy hay không. Nếu phản ứng phải được thực hiện ở môi trường acid, giấy quỳ phải đỏ. Trong trường hợp môi trường có tính baz, giấy quỳ phải xanh. Có rất nhiều trường hợp ta không tủa được vì độ acid không đúng như trong lời dặn b. Thêm thuốc thử từng giọt một và theo đúng số giọt dặn trong sách. c. Lắc mạnh sau mỗi lần thêm một giọt thuốc thử để cho dung dịch và thuốc thử được trộn đều, xong đợt tủa lắng xuống rồi hãy thêm một giọt thuốc thử mới (ngoại trừ trường hợp cần phân cách thuốc thử với dung dịch không cho trộn lẫn nhau, sẽ có lời dặn riêng). Nên lưu ý đừng để thuốc thử dính ở thành ống nghiệm vì với phương pháp bán vi phân tích, số lượng thuốc thử dính đó nhiều khi rất đáng kể. d. Phải làm tủa hoàn toàn một ion trước khi qua ion một nhóm khác. Muốn vậy sau khi thêm thuốc thử, đem ly tâm rồi thêm một giọt thuốc thử vào nước ly tâm. Nếu thấy còn tủa tức là ta chưa cho đủ thuốc thử. Khi ấy phải thêm thuốc thử, đem ly tâm rồi thử trở lại cho tới khi không còn tủa mới thôi. II. CÁCH HÚT LY TÂM Ở PHÍA TRÊN CHẤT TỦA. Lấy một ống hút, bóp chặt nút cao su, đưa đầu ống vào trong dung dịch, cách mặt chất tủa độ vài mm, buông từ từ để mực nước dâng lên. Làm như thế hai ba lần cho đến khi nào hút hết nước ly tâm mới thôi. Nên tránh đừng phải tủa. Nước ly tâm này sẽ được đưa qua một ống nghiệm khác để tìm các cation khác. -1- Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính III. CÁCH RỬA CHẤT TỦA. Thêm một ít nước (5 – 10giọt) (hoặc dung dịch rửa khi có lời dặn riêng). Lắc mạnh cho tủa tách khỏi đáy ống nghiệm và hoà đều trong nước. Đem ly tâm, hút nước ly tâm ra. Nước này có thể bỏ đi hoặc giữ lại để tìm ion khác tuỳ theo lời dặn. IV. CÁCH HOÀ TAN CHẤT TỦA. Thêm từ từ acid (hoặc baz). Lắc mạnh sau mỗi giọt. BM (Bain Marie) nếu cần. Thêm từ từ như thế cho đến khi tan hết chất tủa mới thôi. Nên nhớ đừng nên dùng dư acid (hoặc baz) có thể có hại cho các phản ứng sau này. V. CÁCH ĐUN ỐNG NGHIỆM. Phần lớn các phản ứng cần đun nóng đều được đun cách thuỷ (BM). Như vậy tránh được việc dung dịch trong ống nghiệm có thể bắn ra ngoài nguy hiểm. Nếu cần đun cạn một lượng nhỏ dung dịch (5 - 15 giọt) có thể để trong ống nghiệm mà đun, khi đun để cách xa ngọn lửa vừa đun vừa lắc. Nếu cần đun cạn một lượng tương đối nhiều dung dịch (2 – 5ml) nên dùng chén chung để trên ngọn lửa đèn gaz có lưới ngăn, cũng vừa đun vừa lắc hoặc dùng đuã quậy để tránh dung dịch bắn ra ngoài, nhất là lúc gần cạn. Nên nhớ, khi lấy chén chung hay ống nghiệm ra khỏi ngọn lửa, chén chung hay ống nghiệm vẫn còn đủ nóng để tiếp tục làm bay hơi dung dịch. Cần lưu ý điều này khi có lời dặn “không được đun tới khô”. Để ý số lượng đáng kể dung dịch dính trên chén chung, phải tráng cho sạch. VI. CÁCH QUAN SÁT MẪU PHẢN ỨNG. Quan sát màu sắc, nhìn trên nền trắng. Quan sát màu trắng hoặc quan sát một dung dịch có ít tủa, chỉ thấy đục: nhìn trên nền đen. Quan sát màu của khí bốc lên: nhìn theo trục ống từ trên xuống dưới, đặt ống nghiệm thẳng đứng trên nền trắng. Cẩn thận lấy ra khỏi lửa trước khi quan sát để dung dịch khỏi bắn vào mắt. -2- Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính CHÚ Ý VỀ CÁCH DÙNG MÁY LY TÂM Máy ly tâm khi quay phải chứa 2 ống nghiệm đặt trong 2 ống không đối xứng, các ống ấy phải có trọng lượng gần bằng nhau để máy được�cân��ằng. N�u không, máy sẽ rung mạnh khi quay và rất mau hư. Vì vậy nếu chỉ có một người dùng máy thì nhớ đặt thêm một ống nghiệm chứa một thể tích nước bằng thể tích dung dịch trong ống nghiệm phải ly tâm. Tốt nhất là đợi một người bạn để hai người dùng máy một lượt. Bắt đầu quay từ từ. Nếu thấy máy rung mạnh, ngừng quay tức khắc, xem lại coi hai ống nghiệm nằm trong hai ống đối xứng có khối lượng bằng nhau hay không. Khi ngừng, buông tay cho máy ngưng quay từ từ. Ngừng gấp ống nghiệm có thể bay ra ngoài. Trước khi quay cần kiểm soát các con ốc gắn máy ly tâm vào bàn có lỏng không, nếu có, nhờ nhân viên trong phòng siết chặt lại. Sinh viên phải lưu ý quay theo chiều mũi tên vẽ trên máy ly tâm (chiều của tay quay) để tránh sự nới lỏng con ốc sẽ làm văng các ống ra ngoài rất nguy hiểm. Thường chỉ quay độ 30 – 40 vòng là nước ở trên đã trong. Riêng trường hợp các hidroxid và sunfur khi mới trầm hiện lần đầu (chưa rửa) đòi hỏi một thời gian quay lâu hơn từ 2 đến 5 lần. Nên chịu khó quay khá lâu để tất cả trầm hiện lắng xuống dưới. -3- Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH I. Mục đích. 1. Xác lập thành phần. Ion, nguyên tử, phân tử của các chất tan trong dung dịch. Trong đó có: - Bản chất vô cơ hoặc hữu cơ của chất đã cho. - Loại chất nào: + Acid. + Muối. + Bazơ. + Acid – Bazơ (lưỡng tính). + Phức chất. - Nếu là chất hữu cơ thì thuộc nhóm nào: + Rượu, đa rượu, phenol. + Acid hữu cơ. + Lưỡng tính. + Hợp chất Diazo mang màu. 2. Phát hiện. - Các dạng xác định của cation, anion từ đơn giản đến phức tạp, phức chất bền v.v... - Các nguyên tố hoá học: + Nằm trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. + Chưa xuất hiện trong bảng hệ thống tuần hoàn. - Các dạng tiểu phân khác nhau của cùng một nguyên tố: Fe3+, Fe2+, [Fe(H2O)6]3+, [Fe(CN)6]3-, [Fe(CN)6]4-, [Fe(SCN)6]3-, hoặc các dạng oxy hoá khác nhau của lưu huỳnh S2-, S22-, So, S2O32-, SO42-. -4- Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính 3. Tách hoặc cô lập các chất nhằm mục đích tinh chế. - Tách các ion trong cùng một nhóm phân tích. Thí dụ: Ba2+, Sr2+, Ca2+, Mg2+. - Tách các anion trong cùng một nhóm phân tích. Thí dụ: Cl-, Br-, I-. 4. Nhận biết và định tính. - Dựa vào các biểu hiện vật lý, hoá học, hoá lý đặc trưng. - Dựa vào các phản ứng phân tích đặc trưng (có sử dụng thuốc thử). II. Điều kiện tiến hành các phản ứng định tính. 1. Tính đặc trưng và độ nhạy của phản ứng. - Có rất nhiều phản ứng có thể thực hiện (hàng chục ngàn), nhưng chỉ có những phản ứng đặc trưng mới có ý nghĩa thực tiễn trong phân tích định tính. - Phản ứng đặc trưng: là phản ứng mà nhờ chúng, trong những điều kiện xác định của phòng thí nghiệm có thể xác định được liều duy nhất trong dung dịch, khi đang có sự hiện diện của những ion khác phát hiện được nhờ vào: + Xuất hiện màu sắc đặc trưng. + Có sự kết tủa. + Có sự giải phóng khí. Thí dụ: SCN- + Co2+  màu xanh sáng của cobalt. 3SCN- + Fe3+  Fe(SCN)3 màu đỏ máu. O CH3 – C=NOH 2 CH3 – C=NOH 2+ + Ni CH3 – C – N + HN CH3 – C – N O3 Dimethyl Glyoxin 2. Độ nhạy của phản ứng: N – C – CH3 Ni Ni – C – CH3 + H2O O 2N Dimethyl Glyoximat Ni màu đỏ thắm nh ỏ từ - Là lượng chất nhỏ nhất (của các từ hoá chất) mà ta có thể: + Phát hiện được ion (định tính). + Phát hiện được chất (định lượng). - Người ta biểu thị độ nhạy của phản ứng bằng một số giá trị có liên quan đến nhau đó là: + Cực tiểu phát hiện: là lượng nhỏ nhất của chất đó trong dung dịch để ta có thể phát hiện được nó. -5- Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính cực tiểu phát hiện Thí dụ: 2K+ + [PtCl4]2-  K2[PtCl4] kết tủa vàng Dùng giọt PtCl42- và 1 giọt K+ lượng chất 0,01 – 0,03 ml = 5Mg + Nồng độ tối thiểu: là nồng độ nhỏ nhất của dung dịch mà phản ứng còn có thể quan sát được. Thí dụ: 2K+ + PtCl4  K2[PtCl4] nồng độ K+ tối thiểu  (1gK+/10lít) = 0,1g/lít + Độ loãng giới hạn: là giá trị nghịch đảo của nồng độ tối thiểu. Để xác định độ loãng giới hạn, người ta cho thực hiện phản ứng ở một nồng độ xác định, sau đó dùng dung môi pha loãng cho đến khi nào không còn xác định được phản ứng nữa thì đó là độ pha loãng giới hạn.  Phản ứng phân tích càng nhạy: nếu cực tiểu phát hiện, nồng độ tối thiểu càng nhỏ và độ pha loãng giới hạn càng lớn. Thí dụ: phản ứng phát hiện 2K+ + Ag[Co(NO2)6]=  K2Ag[Co(NO2)6] Tinh thể màu vàng * Cực tiểu phát hiện là 1Mg * Nồng độ tối thiểu (1N/50000) = 2.10-5 N/lít Độ loãng giới hạn là: 50000 lần  Độ nhạy của phản ứng còn được xác định bằng khoảng thời gian mà phản ứng xảy ra (phản ứng của các ion có thời gian phản ứng nhanh hơn nhiều lần so với thời gian phản ứng của các nguyên tử, phân tử trung hoà). Thời gian phản ứng phụ thuộc vào môi trường phản ứng. Thí dụ: Để kết tủa Mg2+ bằng Na2HPO4 hoặc  MgHPO4 Na2CO3 thời gian kết tủa rất lâu Mg2(OH)2CO3 nếu cho NH4OH 1N (5 giọt) làm môi trường: Mg2+ + NH4OH + Na2HPO4  MgNH4PO4 kết tủa nhanh chóng ngay tức thì 3. Độ nhạy cực đại của thuốc thử (Reactive = R). Thuốc thử R (không màu) + A (không màu) = RA có màu (R được gọi là thuốc thử so màu. Thuốc thử này có khả năng làm xuất hiện một phản ứng phân tích). Thuốc thử R đặc trưng với chất A (mà không cần tập trung chất A trước bằng các biện pháp làm giàu, khi nồng độ chất [A] > 2.10-7 mol/lít hoặc gr.ion/lít. -6- Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính Trên cơ sở nghiên cứu về độ nhạy cực đại (có thể đạt được) của thuốc thử  người ta thấy rằng: rất khó xác định một tạp chất A, có chứa trong thành phần một hỗn hợp phân tích mà không cần tập trung chúng lại bằng phương pháp làm giàu chúng (từ nồng độ 2.10-7 lên ~ 10-5). Vì vậy: - Ngay cả khi sử dụng những thuốc thử nhạy nhất cũng cần sử dụng thuốc thử có nồng độ lớn hơn cực tiểu phát hiện. - Độ nhạy cao nhất của thuốc thử không đủ mạnh (làm phép màu) để giải quyết các nhiệm vụ phân tích do vậy: người ta cần phải biết cách sử dụng thêm những thủ thuật làm tăng độ nhạy của phản ứng phân tích (mà những thủ thuật này luôn có mà học viên cần học để thực hiện được). 4. Phương pháp làm tăng độ nhạy của phản ứng phân tích: có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy của phản ứng phân tích cho nên làm tăng độ nhạy có ý nghĩa rất lớn đến kết quả của phân tích định tính. - Vì độ nhạy của phản ứng liên quan đến cực tiểu phát hiện, nồng độ tối thiểu và độ pha loãng giới hạn tức là liên quan đến nồng độ chất cực tiểu cho nên việc cần làm là tập trung, làm tăng nồng độ và nhiều khi phải cô lập chất đó để phát hiện cho được. a. Có thể làm tăng độ nhạy của phản ứng bằng cách: dùng thuốc thử có độ tinh khiết cao (tinh khiết hoá học hoặc tinh khiết quang học nhằm loại hết các tạp chất gây nhiễu đến kết quả phân tích ngoài ra thực hiện các thủ tục che chắn (dùng mặt nạ) để che các phản ứng ngăn cản làm cho phản ứng phân tích thực hiện được dứt khoát rõ ràng (nhưng việc che chắn này nhiều khi cũng chưa đủ mạnh để tăng độ nhạy của phản ứng). b. Sử dụng các biện pháp tập trung làm giàu chất: + Chưng cất. + Chiết ly. + Kết tủa. Làm tăng nồng độ chất cần tìm Làm cho nồng độ chất [A] nồng độ chất tối thiểu + Hấp phụ. c. Tăng độ nhạy của phản ứng bằng cách làm thay đổi điều kiện của phản ứng phân tích: Thí dụ: hỗn hợp phản ứng có I-, Br-, Cl- cần lần lượt tách từng thành phần một ra khỏi hỗn hợp. I- (pH = 5 - dùng 5giọt NH4Cl 1N)  I2 KMnO4 1M + khí màu tím. Br- (pH = 3 - thêm 5gi CH3COOH 1N)  Br2 Cl- (pH = 1 - cho thêm 5 giọt H2SO4 1N)  Cl2 -7- khí màu nâu. khí màu vàng. Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính 5. Che và giải che các ion (dùng mặt nạ): Trong thực hiện phân tích (dung dịch là hỗn hợp chất và ion) có chứa nhiều tạp chất gây nên những phản ứng phụ, ngăn cản phản ứng chính là phản ứng phân tích mà ta cần thực hiện, gây nhiễu cho kết quả phân tích. Khi đó thuốc thử: + Tác dụng với cả chất cần phân tích và cả với tạp chất  làm giảm độ nhạy của phản ứng phân tích. + Hoà tan mất sản phẩm của phản ứng phân tích, làm mất màu đặc trưng. + Tạo phức chất bền ảnh hưởng đến phát hiện chất. + Xảy ra oxy hoá khử: làm thay đổi tính trạng của chất cần phân tích. a. Che chắn tác dụng của phản ứng phụ: + Sử dụng muối Sianur (CN-), Thiosianur (SCN-), florua (F-), phosphat PO43-, Thiosulfat (S2O32-) của kim loại kiềm và NH4+ làm chất che vô cơ. + Sử dụng Acid ascorbic, A.Tartric, acid oxalic, a. Salysilc hoặc muối kim loại kiềm của chúng: Complexon, ThioUrea, Ethylendiamin, diethyldithioCarbamat, Uniton (2,3 di Mercapto Sulfonat Na) v.v... làm chất che hữu cơ. - Phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi trong hoá phân tích và hoá học nói chung. Thí dụ: Khi cho Co2+ + 4SCN-  [Co(SCN)4] màu xanh cobalt đậm. (1) Tạp gây nhiễu Fe3+ + 3SCN-  Fe(SCN)3 màu đỏ máu. (2) (1), (2)  màu kết hợp nâu sẫm  ngăn cản xác định Co2+ Để ngăn cản tạo màu đỏ Fe(SCN)3 cho Fe3+ tác dụng trước với + 6F-  [FeF6]3+PO43-  FePO4 + C2O4 2-  Fe(C2O4)33 làm cho màu xanh cobalt [Co(SCN)4]2- thể hiện thật rõ ràng. - Cũng có thể khử Fe3+ về Fe2+ Fe2+ + SCN- Fe(SCN)2 không màu  không gây nhiều cho xác định Co2+. Thí dụ: Khi xác định Ti4+ có mặt Fe3+ Ti4+ + H2O2  TiO2 (trắng) Fe3+ + H2O2  Fe(OH)3 vàng nâu  gây nhiễu cho xác định Ti4+ - Cách thực hiện cho Fe3+ + PO43-  FePO4 và Ti4+ được dễ dàng xác định. -8- Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính b. Giải che: Những ion đã được che được dùng phản ứng hoá học để đưa về trạng thái tự do đúng hơn là trạng thái solvat (Hydrat). - Cho ion bị che tác dụng với thuốc thử. Thuốc thử này tạo với các phối tử (Ligand) của phức chất che một phức chất khác bền hơn kết quả là một ion được giải phóng. Thí dụ: 2+ Che Ni + 4CN-  [Ni(CN)4]2- → giải che 2Ag+ + [Ni(CN)4]2-  2[Ag(CN)2]- + Ni2+ tự do. Che Fe2+ + 6CN-  [Fe(CN)6]4- → giải che 3Hg+ + [Fe(CN)6]4-  3[Hg(CN)2]- + Fe2+ tự do. Che Be2+ + 4F-  [BeF4]2- → giải che [BeF4]2- + 2Ba2+  2BaF2 + Be2+ tự do. Che Ti4+ + 6F-  [TiF6]2- → giải che 2[TiF6]2- + 3Be2+  3[BeF4]2- + 2Ti4+ tự do. c. Ảnh hưởng pH của môi trường: giá trị pH quan trọng trong phân tích định tính: + pH quyết định lượng phản ứng. + pH quyết định sản phẩm phản ứng. Thí dụ: - KMnO4 + I- (pH= 5) I 2 (khí màu tím) Sử dụng đệm acetate: CH3COOH 1N + CH3COONa 1N [H]+ = 10-5 = Ka. 1N. VCH3COOH/1N. VCH3COONa = 10-4,75. VCH3COOH/VCH3COONa 1ml CH3COOH 1N + 1,8ml VCH3COONa 1N - KMnO4 + Br- (pH= 3) Br2 (khí màu đỏ) [H]+ = 10-3 = 10-4,75. VCH3COOH/VCH3COONa 5,6ml CH3COOH + 0,1ml CH3COONa * pH là gì? Nước phân ly yếu: 2H2O  H3O+ + OHK = [H3O+][OH-]/ [H2O]2 = 3,24.1O-18 Nồng độ nước: [H2O] = 1000/18 = 55,555.... Tích số ion của nước: KH2O = [H3O+][OH-] = K[H2O]2 = 3,24.10-18.(55,555)2  10-14 (ở 250C) Năm 1920 Sorensen đưa ra khái niệm chỉ số Hydro: pH = -lg[H+] Nước trung hòa có: [H+] = [OH-] =  KH2O = 10-7  pH = 7 -9- Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính * Đệm là gì? Có tính chất: - Giá trị pH thay đổi ít khi cho thêm vào dung dịch một lượng axit hoặc baze mạnh. - Sử dụng đệm để điều chỉnh pH của dung dịch. [H+] = Ka. [Axide]/ [Baze] Đệm Anderson: * Điều chỉnh pH. - Ở pH thuận lợi, phản ứng phân tích xãy ra theo hướng đúng, ion mà ta cần nhận biết cho ta phản ứng đặc trưng, dễ dàng thuận lợi cho việc phát hiện. - Ở những giá trị pH khác, phản ứng xãy ra không theo hướng đúng, làm ảnh hưởng đến kết quả xác định và phát hiện ion. - Thí dụ: phản ứng phát hiện Fe3+ 4Fe3+ + 3K4[Fe(CN)6] 3+ Fe4[Fe(CN)6]3 (xanh berlin) - Fe Fe(SCN)3 (đỏ máu) + 3SCN Các phản ứng này xãy ra thuận lợi khi pH< 7, khi pH> 7 cả 2 cho kết tủa Fe(OH)3 đỏ nâu không thuận lợi cho việc phát hiện Fe3+. - Điều chỉnh pH > 7: Nhỏ từ từ từng giọt KOH, NaOH, NH4OH O.1N, Na2CO3 O.1N, CH3COONa 1N … Sau đó dùng đệm Anderson: tốt nhất là dùng đệm NH4Cl 1N, NH4OH 1N [H+] = Ka. [NH4Cl]/ [NH4OH] - Điều chỉnh pH < 7: Nhỏ từ từ từng giọt HCl, HNO3 O.1N, CH3COOH 1N, NH4Cl 1N, NH4NO3 1N … Sau đó dùng đệm Anderson: tốt nhất là đệm acetate CH3COOH 1N, CH3COONa 1N [H+] = Ka. [CH3COOH]/ [CH3COONa] d. Thuốc thử: (Reactive). - Thuốc thử là công cụ sắc bén của người làm thí nghiệm hoá học: + Để xác định nhận biết các chất, thành phần hoá học của chúng. + Để xác định cấu tạo của các hợp chất cần phân tích. - Phân loại thuốc thử: Kỹ thuật Tinh khiết Tinh khiết phân tích Tinh khiết hoá học Tinh khiết quang học Tinh khiết bán dẫn Technical Pure Analytical pure (PA) Chenical pure (CP) Speetrel pure SP Semi condutor – P SCP - 10 - Hàm lượng chất chính 0,99 0,999 0,9999 0,99999 0,999999 0,999999999 Hàm lượng tạp 0,01 (10-2) 0,001 (10-3) 0,0001 (10-4) 0,00001 (10-5) 10-6 10-9 Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính Trong phân tích định tính, để loại trừ ảnh hưởng của tạp gây nhiễu chỉ sử dụng hoá chất tinh khiết (P) hoặc tinh khiết phân tích PA. - Nên nhớ: Quy định các loại thuốc thử tinh khiết phân tích, phân tích hoá học cũng chỉ là tương đối trong một số trường hợp, chúng vẫn bị nhiều bầu (trong công nghệ sản xuất, do bao gói, do đồ đựng v.v...) do vậy nhiều khi chúng vẫn không đáp ứng được nhu cầu do phân tích đặt ra hoặc đáp ứng được một số yêu cầu này, nhưng không đáp ứng được những nhu cầu khác! - Trong phân tích vật liệu bán dẫn: thì cả tinh khiết hoá học và tinh khiết quang học cũng không dùng được do vậy người ta phải chuyển sang các phương pháp vật lý, hoá lý hoặc sử dụng mặt nạ che để phân tích được một số các chỉ tiêu cơ bản nhất của vật liệu này. - Có một số lĩnh vực phân tích đòi hỏi độ tinh khiết rất cao của thuốc thử (đồ đựng cũng bằng dụng cụ siêu sạch) để tránh hoá chất bị nhiễm bẩn từ môi trường và từ đồ đựng. - Một số thuốc thử đặc dụng (đã được thực tiễn phân tích công nhận) được mang tên tác giả của chúng. Thí dụ: thuốc thử Tsugaev với Ni2+ là dimethyl Glyoxin. Thuốc thử Nestler là dung dịch kiềm của K2[HgI4]. Thuốc thử Streng - Magne Uranyl Acetat. - Thuốc thử chọn lọc: Phản ứng với một số có hạn các ion riêng biệt, các ion này đôi khi không cùng một nhóm phân tích với nhau. - Thuốc thử nhóm: Phản ứng với tất cả ion trong nhóm phân tích. Dung môi chọn lọc: có thể chiết ly 1 loại ion khi có mặt tất cả ion khác trong nhóm. e. Yêu cầu đối với thuốc thử: - Giá trị và ý nghĩa thực tiễn của thuốc thử phân tích được xác định bởi một loạt yêu cầu: + Độ tinh khiết. + Độ nhạy. Là những yêu cầu chủ yếu + Tính đặc trưng.  Nếu thuốc thử nhiễm bẩn (hoặc chứa những tạp chất gây nhiễu đến việc xác định những ion khác) sẽ cho ra kết quả xác định không đáng tin cậy.  Hàm lượng giới hạn của các tạp chất (cho phép) có trong thuốc thử được quy định theo những yêu cầu của tiêu chuẩn nhà nước hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật của nghành. Tuy nhiên: Để thực hiện các phản ứng phân tích, không nhất thiết lúc nào cũng đòi hỏi thuốc thử tinh khiết phân tích (PA) hoặc tinh khiết hoá học (CP) trong thuốc thử gốc (đã nhiễm - 11 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính bẩn) lại thường không có những tạp chất gây nhiễu cho kết quả phân tích, cho nên tạp bẩn trong những trường hợp này có thể bỏ qua. f. Nồng độ thuốc thử được sử dụng. Trong phòng thí nghiệm phân tích, cần chuẩn bị những thuốc thử có nồng độ xác định (pha một khối lượng thuốc thử theo tính toán vào một thể tích dung môi phù hợp) - Nếu chất hoà tan trong nước – khi để yên dung dịch bị vẫn đục (do kết tủa – do thuỷ phân chất tan), trong trường hợp này phải cho thêm vào dung dịch một lượng axít phù hợp. - Các chất không hoà tan được trong nước: phải trung hoà chúng trong axit. - Một số thuốc thử hữu cơ không hoà được trong nước → phải sử dụng các dung môi hữu cơ (r ượu, aceton). - Nồng độ thuốc thử được biểu thị bằng: số đương lượng gram/lít - Thường axit là 5N, baze là 2N. Để pha các dung dịch phân tích: dùng muối nitrate (NO3-) hoặc chlorid (Cl-) có nồng độ muối g/lít hoặc mg/lít - thường nồng độ muối được sử dụng là: 0,01g/lít = 10mg/lít. g - Kỹ thuật dùng thuốc thử. Có thuốc thử chung và riêng. - Bộ thuốc thử riêng được đặt trong các hộp đựng, Bộ thuốc thử dùng chung đặt trên các giá ngang hoặc đặt trong các ngăn tủ bỏ ngỏ. - Dung dịch thuốc thử được đặt trong những chai lớn miệng hẹp bằng thuỷ tinh, có nút mài hoặc nút vặn. - Khi sử dụng thuốc thử: lấy từng xuất nhỏ cho vào các bình nhỏ giọt. Những thuốc thử rắn (phải ở dạng mịn) được đặt trong những chai nút mài miệng rộng. Thuốc thử có thể ở các trạng thái: rắn, lỏng, khí - Cần tuân thủ các qui tắc sử dụng thuốc thử: + Thuốc thử lỏng lấy từng giọt, tránh lấy lượng lớn để không lãng phí. + Sử dụng xong thuốc thử: xếp chai ngay ngắn vào chỗ cũ. + Dung dịch thuốc thử đã lấy ra khỏi lọ (dù chưa sử dụng) cũng không được đổ trở lại lọ đựng để tránh nhiễm bẩn ngẫu nhiên. - Cẩn thận chu đáo là việc mà người làm trong phòng phân tích phải luôn đảm bảo: + Mỗi lọ thuốc thử sử dụng một pipette riêng, siphông hút riêng. + Nút chai sau khi mở đặt ngửa trên mặt bàn, tránh làm bẩn nút chai. + Sau khi sử dụng xong thuốc thử phải đậy ngay nắp bình lại và xếp bình trở về vị trí cũ. - 12 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính + Pipette phải đặt trên giá riêng (cho từng chai) - không để pipette đặt nằm trên bàn (tránh nhi m bẩn). III. Các nhóm phân tích. - Trong phân tích định tính các chất vô cơ, người ta chủ yếu sử dụng chất dung dịch muối, acid bazo hoà tan trong dung môi là nước, trong trạng thái điện ly. Do vậy: phân tích hoá học dung dịch nước của các chất điện ly được giới hạn ở phép xác định các ion riêng biệt (cation và anion) chứ không phải là xác định nguyên tố hoặc các hợp chất của chúng. - Sự phân chia các ion (cation và anion) thành các nhóm phân tích dựa trên quan hệ của những ion này với tác dụng của thuốc thử, thành những nhóm phân tích riêng. Trong tài liệu này người ta sắp xếp ion thành 6 nhóm: Nhóm 1: Ag+, Pb2+, Hg22+. Nhóm 2: Ba2+, Ca2+. Nhóm 3: Zn2+, Al3+. Nhóm 4: Fe2+, Fe3+, Bi3+. Nhóm 5: Mg2+, Cu2+, Hg2+. Nhóm 6: K+, Na+, NH4+. Anion vô cơ được chia thành 3 nhóm: Nhóm 1: Cl-, Br-, I-, S2-, NO3-. Nhóm 2: AsO43-, AsO32-, PO43-, HCO3-, CO32-. Nhóm 3: SO32-, SO42-. Sự phân chia ion thành các nhóm phân tích chứng tỏ có mối liên hệ giữa sự phân nhóm các ion với tính chất của các nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn Mendeleev nhưng đây không phải là những mối liên hệ trực tiếp mà là một mối liên hệ logic, hệ quả của những hoạt động thực tiễn của loài người trong lĩnh vực này. - 13 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính Chương II PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH THEO NHÓM BÀI 1: CATION NHÓM I (Ag+, Pb2+, Hg22+...) A. Đặc tính của nhóm phân tích thứ nhất các Cation. 1. Nhóm I sử dụng thuốc thử. HCl 2N tạo kết tủa và những tủa này có phản ứng khác nhau với dung dịch NH4OH. 2. Phản ứng nhóm: thuốc thử nhóm là: HCl 2N - Ag+ + HCl AgCl (tủa trắng) + H+ Tủa tan trong dd NH4OH - Pb2+ + HCl PbCl2 (tủa trắng) + 2H+ Không tan trong dd NH4OH - Hg22+ + HCl Hg2Cl2(tủa trắng) + 2H+ Có màu đen trong dd NH4OH 3. Phản ứng của các Cation với thuốc thử - Các thuốc thử đặc trưng. * Ion Ag+ - Ag+ + KI AgI (tủa vàng nhạt) - 2Ag+ + K2CrO4 Ag2CrO4 (tủa đỏ gạch) + 2K+ - 2Ag+ + Na2CO3 Ag2CO3(tủa trắng) Ag2CO3 Ag (tủa đen) + CO2 + K+ + 2Na+ + O2 * Ion Pb2+ - Pb2+ + KI PbI2 (tủa vàng) + 2K+ (tủa tan khi đun nóng) - Pb2+ + H2SO4 PbSO4 (tủa trắng) + 2H+ - Pb2+ + (NH4)2S PbS (tủa đen) + 2NH4+ - Pb2+ + H2S PbS (tủa đen) + 2H+ - Pb2+ + K2CrO4 PbCrO4 (tủa vàng) + 2K+ (pH = 8, NaHCO31N) (Tủa tan trong HNO3 6N và NaOH 2N, không tan trong CH3COOH 2N) * Ion Hg22+ - Hg22+ + Hg2I2 KI + KIdư Hg2I2 (tủa xanh lục) + 2K+ Hg + [HgI4]2- + 2K+ - Hg22+ + NH4OH [XHgNH2 + Hg] (tủa xám đen) + NH4+ + Cl- + H2O - Hg22+ + Na2CO3 HgCO3 (tủa trắng) + Hg (Xám đen) + 2Na+ - Hg22+ + K2CrO4 Hg2CrO4 (tủa đỏ) + 2K+ - 14 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính B. Trình tự thực hiện phân tích ion nhóm I. 1. Thực hiện phản ứng với thuốc thử nhóm. * Ion Ag+ - Nhỏ 5 giọt dd Ag+ + 5gi thuốc thử HCl kết tủa trắng AgCl. Nhỏ từng giọt dd NH4OH 2N kết tủa AgCl tan. - Nhỏ 5gi dd Hg22+ + 5gi HCl 2N Kết tủa trắng Hg2Cl2 Nhỏ từng giọt dd: NH4OH 2N + Hg2Cl2 [Cl-Hg-NH2 + Hg] (tủa xám đen) + NH4+ + Cl- + H2O - Nhỏ 5gi dd Pb2+ + 5gi thuốc thử HCl kết tủa trắng PbCl2. Nhỏ từng giọt dd NH4OH 2N kết tủa PbCl2 không tan. 2. Thực hiện phản ứng với các thuốc thử Cation. * Ion Ag+ - 5gi Ag+ + 5gi KI AgI (tủa vàng) + K+ - 5gi 2Ag+ + 5gi K2CrO4 Ag2CrO4 (tủa đỏ) + 2K+ - 5gi 2Ag+ + 5gi Na2CO3 Ag2CO3(tủa trắng) + 2Na+ * Ion Pb2+ - 5gi Pb2+ + 5gi KI PbI2 (tủa vàng) + 2K+ - 5gi Pb2+ + 5gi H2SO4 PbSO4 (tủa trắng) + 2H+ - 5gi Pb2+ + 5gi Na2CO3 PbCO3 (tủa trắng) + 2Na+ - 5gi Pb2+ + 5gi K2CrO4 PbCrO4 (tủa vàng)  PbCrO4 + CH3COOH 2N tủa không tan  PbCrO4 + NaOH 2N Na2PbO2 (tan) + H2CrO4 * Ion Hg22+ - 5gi Hg22+ + 5gi KI Hg2I2 (tủa xanh lục) + 2K+ - 5gi Hg22+ + 5gi NH4OH 2N XHgNH2 (tủa xám đen) + Hg + NH4X + H2O - 5gi Hg22+ + 5gi Na2CO3 HgCO3 (tủa trắng) + Hg (Xám đen) + 2Na+ - 5gi Hg22+ + 5gi K2CrO4 Hg2CrO4 (tủa đỏ) + 2k+ 3. Thực hành. Có 7 dung dịch mẫu, học viên chọn một mẫu (có đánh số) trong 7 mẫu đó. - Thực hiện phản ứng với thuốc thử nhóm. - Thực hiện phản ứng với các thuốc thử Cation. Phát hiện ion trong nhóm theo những phản ứng đặc trưng. - 15 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính C. Sơ đồ phát hiện Cation nhóm I – Bài 1. Dung dịch mẫu (đánh số theo kết quả bốc thăm). Thuốc thử nhóm HCl 2N nhỏ từng giọt có kết tủa trắng. Thuốc thử NH4OH 2N nhỏ từng giọt. Nếu tan kết tủa Làm các phản ứng đặc trưng để phát hiện Ag+ Nếu kết tủa không tan Làm các phản ứng đặc trưng để phát hiện Pb2+ - 16 - Nếu có kết tủa đen Làm các phản ứng đặc trưng để phát hiện Hg22+ Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính D. Báo cáo kết quả phân tích mẫu. * Phần thử nghiệm chung: TT 1 2 3 Phần thực hiện Kết quả cho điểm Đã thực hiện hoặc - Không thực hiện phát hiện ion - Không phát hiện Chuẩn bị tốt dụng cụ hoá chất: HCl 2N, 01 NH4OH 2N, KI 2N, K2CrO4 0,5N; Na2CO3, CH3COOH 2N, NaOH 2N, H2SO4 2N Thực hiện các phản ứng nhóm với từng cation. - Nhỏ 5gi dd mẫu Ag+ + 5gi HCl 2N  AgCl kết tủa trắng, sau đó nhỏ từ từ NH4OH 2N vào đến khi kết tủa hoà tan. - Nhỏ 5gi dd mẫu Pb2+ + 5gi HCl 2N  PbCl2 kết tủa trắng, sau đó nhỏ từ từ NH4OH 2N vào, lắc đều, kết tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd mẫu Hg22+ + 5gi HCl 2N  HgCl2 kết tủa trắng, sau đó nhỏ từ từ NH4OH 2N vào, lắc đều, có kết tủa xám đen. 03 Phản ứng đặc trưng của Ag+ + - Nhỏ 5gi dd ion Ag vào ống nghiệm, thêm 5gi kali iod, có tủa vàng nhạt. - Nhỏ 5gi dd ion Ag+ vào ống nghiệm, thêm 5gi kali cromat, có tủa đỏ gạch. - Nhỏ 5gi dd Ag+ vào ống nghiệm, thêm 5gi natri carbonat, có tủa trắng. 03 Phản ứng đặc trưng của Pb2+ - Nhỏ 5gi dd Pb2+ vào ống nghiệm, thêm 5gi KI, có tủa màu vàng. Chia tủa thành hai ống: một ống cho từng giọt A. acetic, tủa không tan, một ống cho thêm NaOH 2N tủa tan. - Nhỏ 5 giọt dd Pb2+ vào ống nghiệm, thêm 5 giọt kali iod, có tủa vàng tươi. - Nhỏ 5gi dd Pb2+ vào ống nghiệm, thêm 5gi acid sulfuric 2N, có tủa trắng. - Nhỏ 5gi dd Pb2+ vào ống nghiệm, thêm 5gi natri carbonat, có tủa trắng. Phản ứng đặc trưng của Hg22+ 03 2+ - Nhỏ 5gi dd Hg vào ống nghiệm, thêm 5gi amoni hydorxyd, có tủa xám đen. - Nhỏ 5gi dd Hg22+ + 5gi KI 2N kết tủa màu xanh lục. - Nhỏ 5gi Hg22+ + 5gi K2CrO4 0,5N kết tủa đỏ. - Nhỏ 5gi dd Hg22+ + 5gi Na2CO3 2N tủa xám đen. 10 Tổng cộng - 17 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính * Phần phát hiện ion ở mẫu riêng: Có 4 mẫu thử 1, 2, 3, 4. Chọn 1 trong 4 mẫu: TT 1 2 3 4 Phần thực hiện Kết quả cho điểm Thực hiện đúng Không thực hiện đúng Phát hiện được ion Không phát hiện được Thực hiện phản ứng với Thuốc 1 thử nhóm Thực hiện phản ứng đặc trưng 3 phát hiện Ag+ Thực hiện phản ứng đặc trưng 3 phát hiện Pb2+ Thực hiện phản ứng đặc trưng 3 phát hiện Hg22+ 10 Tổng cộng - 18 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính BÀI 2: CATION NHÓM II ( Ba2+, Ca2+) A. Đặc tính của nhóm phân tích thứ hai các cation. 1. Nhóm II sử dụng thuốc thử nhóm là H2SO4 2N tạo kết tủa tinh thể màu trắng. 2. Phản ứng nhóm. 5gi Ba2+ + 5gi H2SO4  BaSO4 kết tủa trắng + 2H+ - Kết tủa rất bền được sử dụng để định lượng Ba2+ và SO42+ 5gi Ca2+ + 5gi H2SO4  CaSO4 + 2H+ - Kết tủa không bền, cho thêm 3ml aceton hoặc 3ml rượu 70º. Ethylic tạo ra kết tủa keo màu trắng. 3. phản ứng của cation với các thuốc thử đặc trưng. * Ion Ba2+ Ba2+ + K2CrO4  BaCrO4 (vàng) + 2K+ Kết tủa này không tan trong NaOH 2N và CH3COOH 2N Phản ứng Voler 2+ Ba + H2SO4 2N 5 giọt KMnO4 0,1N BaSO4 (ngâm KMnO4) + 2H+ → 5 giọt kết tủa màu hồng - Sau đó dùng H2O2 khử KMnO4: mất màu tím KMnO4 + H2O2 + H2SO4  K2SO4 + MnSO4 + O2 + H2O - Nhưng tủa BaSO4 (ngậm KMnO4) vẫn giữ lại màu hồng. Ba2+ + Na2CO3(2N)  BaCO3 + 2Na+ 5 giọt 5 giọt kết tủa trắng * Ion Ca2+ Ca2+ + (NH4)2C2O4  5 giọt 5 giọt Ca2+ + Na2CO3  5 giọt 5 giọt CaC2O4 + 2NH4+ kết tủa trắng CaCO3 kết tủa trắng - Kết tủa bền không tan trong CH3COOH 2N tan trong HNO3, HCl, H2SO4 2N. - Được sử dụng làm phản ứng định lượng Ca2+, C2O42- - 19 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính B. Trình tự thực hiện phân tích ion nhóm II và hỗn hợp ion nhóm I, II. 1. Phản ứng về thuốc thử nhóm. 5gi Ba2+ + 5gi H2SO4 2N  BaSO4 kết tủa trắng + 2H+ kết tủa bền 5gi Ca2+ + 5gi H2SO4 2N  không có kết tủa.  Thêm 1ml C2H5OH 70% có kết tủa trắng keo CaSO4 ↓ 2. Phản ứng với thuốc thử đặc trưng - 5gi Ba2+ + 5gi K2CrO4 0,1N BaCrO4 kết tủa vàng + 2K+  Thêm 1ml dd CH3COOH 2N kết tủa không tan - 5 giọt Ba2+ + 1giọt KMnO4 0,1N + 5 giọt H2SO4 2N  BaSO4 (ngâm KMnO4) ↓ + 2H+ kết tủa màu hồng Sau đó dùng H2O2 1N nhỏ từ từ vào hỗn hợp phản ứng. - Trong dung dịch H2O2 + KMnO4 + H2SO4  O2 + H2O + K2SO4 + MnSO4(không màu) - Còn kết tủa không phản ứng với H2O2 vẫn còn màu hồng. - 5gi Ba2+ + 5gi Na2CO3 2N  BaCO3 kết tủa trắng + 2Na+ - 5gi Ca2+ + 5gi (NH4)2C2O4 2N  CaC2O4 (kết tủa trắng, bền) + 2NH4+.  Thêm 1ml CH3COOH 2N, kết tủa không tan. - 5gi Ca2+ + 5gi Na2CO3 2N  CaCO3 kết tủa trắng, bền + 2Na+ - 20 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính C. Sơ đồ phát hiện cation nhóm I và nhóm II: Có 9 mẫu dung dịch phân tích được đánh số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Sinh viên được chọn 1 mẫu hỗn hợp cation nhóm I, II 10 gi mẫu hỗn hợp nhóm I, II 10 gi HCl 2N tủa trắng NH4OH 2N NH4OH 2N Phần dung dịch NH4OH 2N H2SO4 2N 10 giọt Kết tủa trắng đều Không tủa Không tủa Kết tủa đen Phát hiện Ag+ Kết tủa không tan Phát hiện Pb2+ Có kết tủa đen Phát hiện Ba2+ Trong dung dịch Thêm 2ml C2H5OH 70o kết tủa keo trắng - 21 - Phát hiện Ca2+ Phát hiện Hg22+ Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính D. Báo cáo kết quả phân tích mẫu hỗn hợp Cation nhóm I, II * Phần thí nghiệm chung TT Phần thực hiện 1 Chuẩn bị tốt hoá chất: dung dịch Ba2+, Ca2+, hỗn hợp cation nhóm I, II, HCl 2N, H2SO4 2N, Ethanol 70o, K2CrO4 0,1N; CH3COOH 2N, KMnO4 0,1N; H2O2 30%, Na2CO3 2N, (NH4)2C2O4 2N. Thực hiện phản ứng với thuốc thử nhóm II - Nhỏ 5gi Ba2+, nhỏ 5gi H2SO4 2N có kết tủa trắng  BaSO4 kết tủa + 2H+ - Nhỏ 5gi Ca2+, nhỏ 5gi H2SO4 2N + 1ml Ethanol 70º  CaSO4 kết tủa keo + 2H+ Thực hiện phản ứng đặc trưng với từng cation * Ion Ba2+ - Nhỏ 5gi dd Ba2+ vào ống nghiệm, thêm 5 gi kali cromat, có tủa màu vàng tươi, sau đó thêm CH3COOH, tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd Ba2+ vào ống nghiệm, thêm 1gi KMnO4, 5gi H2SO4 2N, có kết tủa, để yên vài phút, sau đó thêm từ từ từng giọt H2O2 đến khi dd mất màu hồng tím còn kết tủa màu hồng. - Nhỏ 5gi dd Ba2+ vào ống nghiệm, thêm 5 gi Na2CO3, có tủa trắng. * Ion Ca2+ - Nhỏ 5gi dd ion Ca2+ vào ống nghiệm, thâm 5 gi (NH4)2C2O4 có tủa trắng, sau đó thêm CH3COOH, tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd Ca2+ vào ống nghiệm thêm 5 gi Na2CO3, có tủa trắng. Tổng cộng 2 3 - 22 - Kết quả cho điểm Đã thực hiện. Không thực hiện. Đã phát hiện Không phát hiện ion. ion 1 03 03 03 10 Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính * Phần thực hiện với hỗn hợp Cation nhóm I, II. TT Phần thực hiện 1 Sử dụng thuốc thử HCl 2N (10gi mẫu + 10gi HCl) - Phần nằm trong dung dịch là các cation nhóm II. - Phần nằm trong kết tủa là cation nhóm I. Nhỏ tiếp 10gi NH4OH 2N vào kết tủa  phát hiện Ag+ trong dung dịch - Kết tủa màu trắng  phát hiện Pb2+ - Kết tủa đen xám  phát hiện Hg22+ Nhỏ tiếp 10gi H2SO4 2N vào phần nằm trong dung dịch: - Kết tủa trắng, bền  phát hiện Ba2+ - Cho thêm 2ml C2H5OH 70o vào dung dịch trong xuất hiện kết tủa keo trắng  phát hiện Ca2+ Tổng cộng 2 3 - 23 - Kết quả cho điểm Đã thực hiện Không thực hiện 02 04 04 10 Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính BÀI 3: CATION NHÓM III ( Zn2+, Al3+) A. Đặc tính của cation nhóm III. 1. Cation nhóm III sử dụng thuốc thử nhóm là NaOH 2N lấy lượng dư. 2. Phản ứng nhóm. - Zn2+ + 5 giọt - Al 3+ 2NaOH  5 giọt + 3NaOH 5 giọt 2Na+ Zn(OH)2 ↓ + kết tủa trắng  Al(OH)3 ↓ 5 giọt 3Na+ + kết tủa trắng Khi lấy dư lượng NaOH 2N - Zn(OH)2 + 2NaOHdư  Na2ZnO2 (tan) + 2H2O (2Na+ + ZnO22-) - Al(OH)3 + NaOHdư  NaAlO2 (tan) + + 2H2O 2- (Na + AlO ) 3. Các phản ứng đặc trưng. * Ion Zn2+ - Montequi: ion Zn2+ tác dụng với thuốc thử Montequi (A+B) cho kết tủa màu tím. 5 giọt - Zn2+ + 5giọt - Zn2+ (NH4)2S 2N  5 giọt + 5 giọt 5 giọt + 1 giọt CH3COOH 2N ZnS ↓ + 2NH4+ kết tủa trắng Na2CO3 2N  5 giọt ZnCO3 ↓ + 2Na+ kết tủa trắng * Ion Al3+ - Al3+ + 5 giọt - Al3+ 5 giọt kết tủa bông đỏ Al(OH)3 (Aluminon) 5 giọt + 5 giọt - Al3+ Aluminon  NH4OH 2N  NH4Cl 2N + 5 giọt + Na2CO3 2N Al(OH)3 kết tủa keo trắng. 5 giọt  Al(OH)3 kết tủa trắng. 5 giọt - 24 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính B. Báo cáo kết quả phân tích mẫu Cation nhóm III * Phần thử nghiệm chung TT Phần thực hiện 1 Chuẩn bị tốt dụng cụ hoá chất. Mẫu Zn2+, Al3+, NaOH2N, CH3COOH 2N, Montequi A,B, (NH4)2S2N, Na2CO3 2N, Aluminon NH4Cl 1N, NH4OH 1N - Nhỏ 5gi dd Zn2+, thêm NaOH 2N từng giọt, có tủa trắng, nhỏ tiếp NaOH 2N, tủa tan. - Nhỏ 5gi dd Al3+, thêm NaOH 2N từng giọt, có tủa trắng, nhỏ tiếp NaOH 2N, tủa tan. Thực hiện các phản ứng với TT cation: Các TT của cation Zn2+ - Nhỏ 2gi dd Zn2+ thêm 1gi CH3COOH, 5gi Montequi A và 1gi Montequi B, có tủa màu tím hoa cà. - Nhỏ 5gi dd Zn2+, thêm 5gi (NH4)2S có tủa trắng. - Nhỏ 5gi dd Zn2+, thêm 5gi Na2CO3, có tủa trắng. Các TT của cation Al3+ - Nhỏ 5gi dd Al3+, thêm 5gi Aluminon, đun nhẹ có tủa bông đỏ. - Nhỏ 5gi dd Al3+, thêm 5gi NH4Cl, 5gi NH4OH, có tủa trắng keo. Nhỏ 5gi dd Al3+, thêm 5gi Na2CO3 có tủa trắng. Tổng cộng 2 - 25 - Kết quả cho điểm Đã thực hiện Không thực hiện. hoặc phát hiện Không phát hiện ion. ion. 02 04 04 10 Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính BÀI 4: CATION NHÓM IV ( Fe2+, Bi3+, Fe3+) A Đặc tính của cation nhóm IV. 1. Cation nhóm IV sử dụng thuốc thử nhóm là NH4OH 1N và H2O2 20%, NH4Cl 1N. 2. Phản ứng nhóm: - 5gi Fe2+ + 5gi H2O2 + 5gi NH4Cl 1N + 5gi NH4OH 1N  Fe(OH)3 ↓ kết tủa nâu đỏ. - 5gi Fe3+ + 5gi NH4OH 1N + 5gi NH4Cl 1N  Fe(OH)3 ↓ kết tủa nâu đỏ. - 5gi Bi3+ + 5gi NH4OH 1N + 5gi NH4Cl 1N  Bi(OH)3 ↓ kết tủa vàng. 3. Phản ứng đặc trưng của cation: * Ion Fe2+ - 5gi Fe2+ + 5gi K3[Fe(CN)6] 0,1N  Fe3[Fe(CN)6]2 ↓ (xanh turbin) + 6K+ - 5gi Fe2+ + 5gi Na2CO3 2N  2Na+ + FeCO3 ↓ kết tủa xanh nâu * Ion Fe3+ - 5gi Fe3+ + 5gi K4[Fe(CN)6] 0,1N  12K+ + Fe4[Fe(CN)6]3 xanh Berlin. - 5gi Fe3+ + 5gi KSCN 1N  3K+ + Fe(SCN)3 màu đỏ máu. - 5gi Fe3+ + 5gi NH4OH 1N  3NH4+ + Fe(OH)3 kết tủa nâu đỏ. - 5gi Fe3+ + Na2CO3 2N  3Na+ + CO3= + Fe(OH)3 kết tủa nâu đỏ. * Ion Bi3+ - 5gi Bi3+ + 5gi KI 2N  Bi3I kết tủa đen. Nhỏ thêm KI dư + BiI3  K[BiI4] kết tủa tan có màu vàng đậm. - 5gi Bi3+ + 5gi (NH4)2S 2N  Bi2S3 kết tủa đen + 6NH4+ - 5gi Bi3+ + 5gi Na2CO3  có kết tủa trắng Bi(OH)3 + CO2 - 26 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính B. Sơ đồ xác định hỗn hợp Cation nhóm I, II, III, IV. Có 4 mẫu phân tích đánh số 1, 2, 3, 4 sinh viên chọn mẫu. tủa đen  phát hiện Hg22+ tủa xanh nâu  phát hiện Mẫu hỗn hợp Cation (1ml) + 5 giọt Na2CO3 2N Fe2+ tủa trắng + CO2  phát hiện Bi3+ tủa tan  phát hiện Ag+ Mẫu hỗn hợp Cation (2ml) + 5 giọt HCl 2N tủa trắng + 5 giọt NH4OH tủa không tan  phát hiện Pb2+ không tủa Phần nằm trong + H2SO4 2N – 5 giọt dung dịch tủa trắng  phát hiện Ba2+ không tủa + Ethanol 70o tủa keo trắng  phát hiện Ca2+ không tủa phát hiện Zn2+ làm trước Phần dung dịch tách ra + NaOH (trung hoà) tủa trắng + NaOH dư tủa tan Phát hiện Al3+ làm sau. phát hiện Pb2+ Chú ý: dung dịch có thể có Fe3+ thử luôn phản ứng đặc trưng với K4[Fe(CN)6]. - 27 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính C – Báo cáo kết quả phân tích mẫu. * Phần thực hiện chung TT Phần thực hiện Kết quả cho điểm Đã thực hiện, Không thực hiện. Đã phát hiện Không phát hiện ion. ion. 1 Chuẩn bị các dụng cụ hoá chất Fe2+, Fe3+, Bi3+, H2O2 20%, NH4Cl 1N, NH4OH 1N, K3[Fe(CN)6] 0,1N, KSCN 1N, KI 2N, (NH4)2S2N, K4[Fe(CN)6] Thực hiện các phản ứng của cation nhóm IV với TT nhóm - Nhỏ 5gi dd ion Fe2+, thêm 5gi H2O2, 5gi NH4Cl, 5gi NH4OH có kết tủa nâu đỏ. - Nhỏ 5gi dd ion Fe3+, thêm 5gi H2O2, 5gi NH4Cl, 5gi NH4OH, có kết tủa nâu đỏ. - Nhỏ 5gi dd ion Bi3+, thêm 5gi H2O2, 5gi NH4Cl, 5gi NH4OH, có kết tủa vàng ngà. Thực hiện các phản ứng với TT cation Các TT của cation Fe2+ - Nhỏ 5gi dd ion Fe2+, thêm 5gi kali fericyanid, có kết tủa keo màu xanh đậm. - Nhỏ 5gi dd ion Fe2+, thêm 5gi Na carbonat có kết tủa màu vàng nâu. Các TT của cation Fe3+ -Nhỏ 5gi dd ion Fe3+, thêm 5gi kali ferocyanid, có kết tủa keo màu xanh đâm. - Nhỏ 5gi dd ion Fe3+, thêm 5gi KSCN, dd có màu đỏ máu. - Nhỏ 5gi dd ion Fe3+, thêm 5gi Na2CO3 có kết tủa nâu đỏ. Các TT của cation Bi3+ - Nhỏ 5gi dd ion Bi3+, thêm 5gi KI có kết tủa đen, thêm KI, tủa tan, dung dịch có màu vàng da cam. - Nhỏ 5gi dd ion Bi3+, thêm 5gi (NH4)2S, có kết tủa màu đen. - Nhỏ 5gi dd ion Bi3+, thêm 5gi Na2CO3 có kết tủa trắng và khí bay ra. Tổng cộng - 28 - 02 02 03 03 Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính BÀI 5: CATION NHÓM V ( Cu2+, Hg2+, Mg2+) A. Đặc tính của cation nhóm V Cation nhóm V củng có thuốc thử nhóm tương tự như nhóm IV đó là: NH4OH 1N, NH4Cl 1N và H2O2 20% 1. Các cation nhóm V tác dụng với thuốc thử nhóm không tạo ra kết tủa - 5gi Mg 2+ + 5gi NH4OH 1N  Mg(OH)2 + 2NH4+ Nhưng Mg(OH)2 trong môi trường NH4Cl 1N (5giọt) + H2O2 20% (5giọt) có tích số tan rất lớn nên hầu như hoà tan hoàn toàn trong dung dịch. - 5gi Cu2+ + 5gi NH4Cl + 5gi H2O2 + 5gi NH4OH  [Cu(NH3)4]2+ có màu xanh lam (phức tetra ammoni cuprat) 2+ - 5gi Hg2+ + 5gi NH4Cl + 5gi H2O2  [Hg(NH3)2]2+ phức chất tan không màu (phức diammoni Prusat)2+ Việc tác dụng với thuốc thử nhóm nhưng không tạo ra kết tủa là khác biệt của cation nhóm V với các catien nhóm IV. 2. Phản ứng với thuốc thử đặc trưng. * Ion Mg2+ - 5gi Mg2+ + 5gi NH4OH 1N + 5gi Na2HPO4 1N  MgNH4PO4 ↓ + 2Na+ + H2O MgNH4PO4 là kết tủa trắng của muối kép Magne Amoni Phosphat. - 5gi Mg2+ + 5gi NaOH 2N  Mg(OH)2 (kết tủa trắng) + 2Na+ - 5gi Mg2+ + 5gi Na2CO3 2N  MgCO3 kết tủa trắng + 2Na+ * Ion Cu2+ - 5gi Cu2+ + 5gi NH4OH 1N  [Cu(NH3)4]2+ phức tan màu xanh lam + 4H2O - 5gi Cu2+ + 5gi K3[Fe(CN)6] 0,1N  Cu3[Fe(CN)6]2 kết tủa đỏ + 6K+ - 5gi Cu2 + 5gi (NH4)2S 2N  CuS kết tủa đen + 2NH4+ * Ion Hg2+ - 5gi Hg2+ + 5gi H2O2 20% + 5gi NH4Cl 1N + 5gi NH4OH 1N  [Hg(NH3)2]2+ (phức chất tan không màu) 2+ - 5gi Hg + 5gi KI 2N  HgI2 kết tủa đỏ + 2K + - HgI2 + 2KIdư  K2[HgI4] phức chất tan không màu tetra Iodua Prusat 2(2K+ + [HgI4]2-) - 5gi Hg2+ + 5gi NaOH 2N  HgO (kết tủa vàng xám) + 2Na+ + H2O - 29 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính B. Sơ đồ xác đinh hỗn hợp Cation nhóm I, II, III, IV, V. Có 6 mẫu xác định đánh số từ 1 đến 6: sinh viên chọn 1 mẫu. Có màu xanh Blue Phát hiện Cu2+ Có màu vàng đục Phát hiện Fe3+ Quan sát màu Mẫu phân tích - Lấy 2ml Kết tủa Màu đen Phát hiện Hg22+ Màu đỏ nâu Phát hiện Hg2+ Màu nâu xanh Phát hiện Fe2+ Màu trắng có khí  Phát hiện Bi3+ + 5gi Na2CO32N Phần dd tách ra khỏi tủa Kết tủa tan → Phát hiện Ag+ Kết tủa trắng NH4OH 1N nhỏ từng giọt + 5gi HCl 2N Kết tủa không tan Phần dd tách ra khỏi tủa → Phát hiện Pb2+ Kết tủa trắng + 5gi H2SO42N Phát hiện Ba2+ Không kết tủa + Ethanol 700 nhỏ từng giọt  Kết tủa keo trắng  Phát hiện Ca2+ Phần dd tách ra khỏi tủa Phát hiện Zn2+ làm trước Tan kết tủa NaOH 2N trung hoà Kết tủa trắng + NaOH 2N dư Phát hiện Al3+ sau Kết tủa trắng không tan + 5gi H2O2 + 5gi NH4OH + 5gi NH4Cl - 30 - Tan kết tủa Phát hiện Mg2+ Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính C. Báo cáo kết quả phân tích mẫu. * Phần thực hiện chung TT Phần thực hiện 1 Chuẩn bị dụng cụ hoá chất Mg2+, Cu2+, Hg2+, H2O2 20%, NH4Cl 1N, NH4OH 1N, K3[Fe(CN)6] 0,1N, NaOH2N, Na2CO32N, KI 2N, Na2HPO41N Thực hiện các phản ứng của cation nhóm V với TT nhóm - Nhỏ 5gi dd ion Cu2+, thêm 5gi H2O2,5giNH4Cl, 5gi NH4OH, dd có màu xanh lam. - Nhỏ 5gi dd ion Mg2+, thêm 5gi H2O2, 5gi NH4Cl, 5gi NH4OH không cho tủa - Nhỏ 5gi dd Hg2+ thêm 5gi H2O2, 5gi NH4Cl, 1 – 2gi NH4OH, có kết tủa rồi thêm NH4OH đến khi tủa tan hết, dd không màu. thực hiện các phản ứng với TT cation Các TT của cation Cu2+ - Nhỏ 5gi dd ion Cu2+ thêm 1-2gi NH4OH có kết tủa, thêm tiếp NH4OH cho đến khi tủa tan, dung dịch có màu xanh lam. - Nhỏ 5gi dd ion Cu2+ thêm 5gi kali ferocyanid, có tủa đỏ. Các TT của cation Hg2+ - Nhỏ 5gi ion Hg2+, thêm từng giọt KI có tủa đỏ thêm tiếp KI tủa tan dung dịch không màu - Nhỏ 5gi ion Hg2+, thêm 5gi NaOH 2N có tủa vàng. - Nhỏ 5gi dd ion Hg2+, thêm 5gi Na2CO3, có tủa đỏ nâu (vàng nâu). Các TT của cation Mg2+ - Nhỏ 5gi dd Mg2+, thêm 5gi NH4Cl, 5gi NH4OH, thêm 5gi Na2HPO4 có tủa trắng. - Nhỏ 5gi Mg2+ thêm NaOH 2N có tủa trắng. - Nhỏ 5gi dd Mg2+, thêm 5gi Na2CO3 có tủa trắng. Tổng cộng 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 - 31 - Kết quả cho điểm Đã thực hiện. Không thực hiện. Đã phát hiện Không phát hiện ion. ion 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12 Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính BÀI 6: CATION NHÓM VI (NH4+, K+, Na+) A. Đặc tính của cation nhóm VI 1. Cation nhóm VI không có thuốc thử nhóm Đây là những cation của kim loại kiềm và amoni, chúng tạo ra các hợp chất baze NH4OH, KOH, NaOH và các muối Haloganid, Sulfat, Carbonat đều dễ tan trong nước, cho nên phải xác định thẳng những ion này theo phản ứng đặc trưng. 2. Phản ứng đặc trưng của cation nhóm VI * Ion NH4+ - 5gi NH4+ + 5gi NaOH 2N  NH3 + H2O + Na+ NH3 bay ra làm phenolphthalein chuyển sang màu đỏ giấy chỉ thị tổng hợp chuyển sang màu xanh. - 5gi NH4+ + 5gi thuốc thử Nessler  cho kết tủa đỏ nâu * Ion K+ - 5gi K+ + 5gi HClO4 1N  H+ + KClO4 kết tủa trắng - 5gi K+ + 5gi H2C4H4O6 1N  KHC4H4O6 kết tủa trắng + H+ Ion NH4+ cũng có phản ứng tương tự cho nên để chắc ăn phải xác định NH4+ trước hoặc đun nóng dung dịch cho NH3 bay hơi ra ngoài. O O2N OH C - 5gi K+ + COOK NO2 5gi NO2 Acid picric O2N NO2  NO2 Picrat Kali có màu vàng kim * Ion Na+ - 5gi Na+ + 5gi Magne Uranyl Acetat (thuốc thử Streng)  kết tủa màu vàng Đốt muối Na+ trên ngọn lửa gas có màu vàng. - 32 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính B. Sơ đồ xác định hỗn hợp Cation từ nhóm I, II, III, IV, V, VI. xanh Blue  có Cu2+ Mẫu hỗn hợp Cation – 2ml quan sát màu nâu đục  có Fe3+ Phần dung dịch phát hiện NH4+ (đun nóng) phát hiện K+ đã tách khỏi tủa Phần kết tủa phát hiện Na+ đen  phát hiện Hg22+ đỏ nâu  phát hiện Hg2+ xanh nâu  phát hiện Fe2+ trắng + thoát khí  phát hiện Bismut Bi3+ tủa có màu Phần dung dịch tách ra từ kết tủa + HCl 2N 5 giọt kết tủa tan  phát hiện Ag+ Kết tủa trắng + NH4OH 1N nhỏ từ từ kết tủa không tan  phát hiện Pb2+ Phần dung dịch tách ra từ kết tủa + H2SO4 2N 5 giọt Kết tủa trắng Phát hiện Ba2+ - Không chịu kết tủa + 1ml C2H5OH 70o  kết tủa keo trắng  phát hiện Ca2+ Phần dung dịch tách ra từ kết tủa phát hiện Al3+ sau + NaOH 2N trung hoà Kết tủa trắng + NaOH dư  tan kết tủa (dung dịch) phát hiện Zn2+ làm trước Kết tủa trắng không tan + H2O2 + NH4Cl + NH4OH - 33 - Tan kết tủa Phát hiện Mg2+ Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính C. Báo cáo kết quả xác định cation nhóm VI TT 1 Phần thực hiện Kết quả cho điểm Đã thực hiện. Chưa thực hiện. Đã phát hiện Chưa phát hiện ion ion. Chuẩn bị tốt dụng cụ hoá chất, dung dịch NH4+, K+, 02 Na+, NaOH 2N, Phenolphthalein 1%, Nessler, HClO4 1N, H2C4H4O6 1N, CH3COOH 6N, Garola (A+B), Streng Thực hiện các phản ứng với TT cation 03 Các TT của cation NH4+ - Nhỏ 5gi dd ion NH4+, thêm 5gi NaOH 2N, đậy ống nghiệm bằng giấy lọc tẩm một giọt dd phenolphtalein đun nhẹ, giấy có màu hồng. - Nhỏ 5gi dd NH4+, thêm 5gi TT Nessler, xuất hiện tủa nâu đỏ (vàng nâu). 04 Các TT của cation K+ - Nhỏ 5gi dd ion K+, thêm 5gi HClO4, có tủa trắng - nhỏ 5gi dd K+, 5gi dung dịch đệm, thêm 5gi acid tartric có tủa trắng (nếu chưa có tủa cọ nhẹ thành ống). - Nhỏ 5gi dd ion K+, thêm 5gi acid picric có tủa vàng. - Nhỏ 5gi dd K+, thêm 5gi TT Garola A, một ít bột Garola B, 5 – 10gi acid acetic 6M có tủa vàng. 01 Các TT của cation Na+ + Nhỏ 5gi dinh dưỡng Na , thêm 5gi TT Streng, có tủa vàng màu lá mạ. Tổng cộng - 34 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính BÀI 7: ANION NHÓM I (Cl-, Br-, I-, S2-, NO3-) A Các đặc tính của anion nhóm I 1. Tác dụng với AgNO3 0,1N tạo ra kết tủa bền, những kết tủa này không tan trong dung dịch HNO3 2N. - 5gi Cl- + 2gi AgNO3  NO3- + AgCl kết tủa trắng - 5gi Br- + 2gi AgNO3  NO3- + AgBr kết tủa vàng nhạt - 5gi I- + 2gi AgNO3  NO3- + AgI kết tủa vàng - 5gi S2- + 2gi AgNO3  NO3- + Ag2S kết tủa đen NO3- không tạo tủa với Ag+ 2. Các phản ứng chung của Anion Halogenua XSử dụng KMnO4 0,1N là chất oxy hoá mạnh, KMnO4 lấy điện tử của X- và chuyển chúng thành khí Halogen X2 trong môi trường acid. Tím Không màu 2KMnO4 + 10X- + 8H2SO4  2MnSO4 + 5X2 + 8H2O + 5SO42Mn7+ + 5e  Mn2+ 2X- - 2e  X2 Chlor sau khi bay lên: dùng giấy lọc tẩm thuốc thử Vilier-Fayol: giấy chuyển từ trắng sang màu xanh tím. Br2: dùng giấy lọc tẩm Fluorescein: chuyển từ màu vàng sang hồng. I2: dùng giấy lọc dầu hồ tinh bột: chuyển từ trắng sang màu lam. 3. Các phản ứng riêng của Cl-, Br-, I-. * Ion Cl- 5gi Cl- + 5gi AgNO3 0,1N  AgCl (trắng) + NO3AgCl + 2NH4OH 2N nhỏ từ từ  [Ag(NH3)2]+ (tan) + Cl- + H2O * Ion Br - Thuốc thử của Br- chính là nước Chlor (nước có Cl2 hoà tan) 1ml Cl2 + 5gi Br -  Br2 + 2Cl- Br2 hoà tan trong Chloroform làm cho dung dịch có màu vàng nâu. - 35 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính * Ion I- 5gi I- + 5gi HgCl2 1N  HgI2 đỏ + 2ClHgI2 + 2KI dư  [HgI4]2- + 2K+ (tan) 5gi I- + 5gi Pb(CH3COO)2 1N  PbI2 vàng + 2CH3COO* Ion S2- 5gi S2- + 5gi Pb(CH3COO)2 1N  - 5gi S2- + 5gi H2SO4 2N  PbS đen + 2CH3COO- H2S mùi hôi + SO42- * Ion NO3- sử dụng thuốc thử Griess. (Zn + 2CH3COOH  Zn(CH3COO)2 + H2) 2NO3- + 2H2 mới sinh  2H+ + NO2- + H2O NO2- tác dụng với thuốc thử Griess A + B thành hợp chất Aso có màu hồng 5gi NO3- + Diphenylamin  hợp chất có màu xanh Blue B. Sơ đồ xác định anion nhóm I Dung dịch mẫu 2ml + 5gi Ba(NO3)2 1N Không kết tủa + 5gi AgNO3 0,1N Kết tủa Đen  phát hiện S2- I - (trước) Vàng nhạt  phát hiện  Br - (sau) Trắng  phát hiện Cl- phát hiện NO3- - 36 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính C. Báo cáo kết quả xác định Anion nhóm I. TT Phần thực hiện 1 Chuẩn bị dụng cụ, hoá chất: Cl-, Br-, I-, S2-, NO3Ba(NO3)2 1N, AgNO3 0,1N, KMnO4 0,1N, H2SO4 2N. Thuốc thử Vilier-Fayol, Fluorescein, hồ tinh bột, NH4OH 1N chlorofrom, Nước chlor, HgCl2 1N, Pb(CH3COO)2 1N, kẽm hột Zn Griess A + B, diphenylamin Thử anion nhóm I với TT sơ bộ - Nhỏ 5gi dd ion Cl-, thêm 5gi Ba(NO3)2, không có tủa. - Thao táo tương tự với các dung dịch Br-, I-, S2-, NO3- Nhỏ 5gi dd ion Cl-, thêm 5gi AgNO3, có tủa trắng, thêm HNO3 2N, tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd ion Br-, thêm 5gi AgNO3, có tủa vàng nhat, thêm HNO3 2N, tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd ion I-, thêm 5gi AgNO3, có tủa vàng kem, thêm HNO3 2N, tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd ion S2-, thêm 5gi AgNO3, có tủa đen, thêm HNO3 2N, tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd ion NO3-, thêm AgNO3, không có tủa. Thử phản ứng chung xác định X- Nhỏ 5gi dd Cl-, thêm 5gi KMnO4, 2 – 3gi H2SO4 đậm đặc, đậy ống nghiệm bằng giấy lọc tẩm TT Vilier–Fayol, sau vài phút giấy có màu xanh tím. - Nhỏ 5gi dd Br-, thêm 5gi KMnO4, 5gi H2SO4 đậm đặc, đậy ống nghiệm bằng giấy lọc tẩm TT Fluoressein, giấy chuyển từ màu vàng sang hồng. - Nhỏ 5gi dd I-, thêm 5gi KMnO4, 5gi H2SO4 đậm đặc, đậy ống nghiệm bằng giấy tẩm hồ tinh bột, giấy có màu tím xanh. Thử anion Cl-, Br-, I- với cá TT riêng - Nhỏ 5gi dd Cl-, thêm 2-3gi AgNO3, có tủa trắng, thêm NH4OH tủa tan. - Nhỏ 5gi dd Br-, thêm 5gi nước clor, 5gi cloroform, lắc nhẹ, quan sát lớp cloroform thấy có màu vàng nâu. - Nhỏ 5gi dd I-, thêm HgCl2, có tủa đỏ, thêm tiếp dd I-, tủa tan, dung dịch không màu. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Kết quả cho điểm - Đã thực hiện. - Chưa thực hiện. - Đã phát hiện - Không phát hiện Ion Ion. - 37 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính 15 16 17 Thử anion S- với các TT - Nhỏ 5gi dd S2-, thêm 5gi chì acetat, có tủa đen. Thử anion NO3- với các TT - Nhỏ 5gi dd NO3-, thêm một hạt kẽm, 5gi Griess A. 5gi Griess B, lắc nhẹ, dd có màu hồng. - Nhỏ 5gi dd NO3-, thêm 1 – 2gi H2SO4 đặc, 5gi diphenylamin, dd có màu xanh lơ. Tổng cộng BÀI 8: ANION NHÓM II (AsO43-, AsO33-, PO43-, HCO3-, CO32-) A. Những đặc tính của Anion nhóm II. 1. Phản ứng với Ba(NO3)2: cho ra những kết tủa trắng, tan trong HNO3 2N. - 5gi AsO33- + 5gi Ba(NO3)2 1N  Ba3(AsO3)2 + 6NO3- 5gi AsO43- + 5gi Ba(NO3)2 1N  Ba3(AsO4)2 + 6NO3- 5gi PO43- + 5gi Ba(NO3)2 1N  Ba3(PO4)2 + 6NO3- - 5gi CO32- + 5gi Ba(NO3)2 1N  BaCO3 + 2NO3Ion HCO3- không tạo ra kết tủa bền với Ba2+ nhưng do tham gia vào cân bằng phân ly HCO3-  H+ + CO32Cho nên vẫn tạo nên BaCO3 2. Phản ứng với AgNO3 0,1N: Các Anion nhóm II phản ứng với AgNO3 đều cho kết tủa, các kết tủa này đều tan trong HNO3. - 5gi AsO33- + 5gi AgNO3 0,1N  3NO3- + Ag3AsO3 vàng - 5gi AsO33- + 5gi AgNO3 0,1N  3NO3- + Ag3AsO4 đỏ nâu - 5gi PO43- + 5gi AgNO3 0,1N  3NO3- + Ag3PO4 vàng - 5gi HCO3- + 5gi AgNO3 0,1N  AgHCO3 trắng + NO3- 5gi CO32- + 5gi AgNO3 0,1N  2NO3- + Ag2CO3 trắng (bị ánh sáng phân huỷ  Ag xám đen) 3. Các phản ứng để xác định AsO33- và AsO43-. Phản ứng giữa kẽm và H2SO4 2N tạo ra Hydro mới sinh. Zn + H2SO4  ZnSO4 + 2Ho 3H+ + AsO33- + 6Ho  AsH3 + 3H2O 3H+ + AsO43- + 8Ho  AsH3 + 4H2O AsH3 bay lên gặp giấy lọc tẩm AgNO3 làm cho giấy có màu đen. - 38 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính 4. Phản ứng đặc trưng của AsO43-. - 5gi AsO43- + 5gi NH4Cl 1N + 5gi NH4OH 1N + 5gi MgCl2 2N  MgNH4AsO4 Kết tủa trắng muối kép Amoni Magne Asenat 5. Phản ứng của HCO3- và CO32-. - 5gi HCO3- + 5gi Hg(NO3)2 1N  HgCO3 kết tủa đỏ nâu + H+ + 2NO3- 5gi CO32- + 5gi Hg(NO3)2 1N  HgCO3 kết tủa đỏ nâu + 2NO3Tác dụng với Acid mạnh HCO3- và CO32- bị phân huỷ thành CO2 - 5gi HCO3- + H+  CO2 + H2O - 5gi CO32- + 2H+  CO2 + H2O CO2 bay ra tác dụng với Ca(OH)2 tạo kết tủa trắng đục: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O Phản ứng để phân biệt HCO3- và CO32- dùng Mg2+ chỉ tác dụng với CO32- tạo kết tủa trắng, còn với HCO3- không tạo ra kết tủa: Mg2+ + CO32-  MgCO3 kết tủa trắng 6. Phản ứng của PO43-. PO43- tác dụng với (NH4)2MoO4 tạo kết tủa vàng: 12(NH4)2MoO4 + PO43- + HNO3  (NH4)3H4 [P(Mo2O7)6] kết tủa vàng + H2O + NH4NO3 Các ion AsO33- và AsO43-. Khi tác dụng với (NH4)2MoO4 cũng cho phản ứng tương tự cho nên để không bị lầm phải xác định AsO33- và AsO43- trước khi xác định PO43-. PO43- tác dụng với hỗn hợp MgCl2, NH4Cl, NH4OH tạo ra muối kép kết tủa trắng: PO43- + Mg2+ + NH4+  MgNH4PO4 - 39 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính B. Sơ đồ xác định hỗn hợp anion nhóm I, II ClMẫu phân tích + Ba(NO3)2 2N 2ml 5giọt kết tủa trắng kết tủa vàng dung dịch sau + Br-, I- AgNO3 0,1N – 5 giọt khi tách tủa kết tủa đen S2- kết tủa trắng tan kết tủa đỏ nâu  phát hiện AsO43+ AgNO3 0,1N – 5 giọt kết tủa vàng  phát hiện AsO33- sau đó PO43kết tủa trắng CO32Có khí bốc lên + CH3COOH 2N – 5 giọt + MgCl2 2N – 5 giọt không kết tủa HCO3- - 40 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính C. Báo cáo kết quả xác định anion nhóm II. TT Phần thực hiện 1 Chuẩn bị dụng cụ hoá chất: AsO33-, AsS43-, PO42-, HCO3-, CO32-, Ba(NO3)2 2N, HNO3 2N, AgNO3 0,1N, Zn, H2SO4 2N, CH3COOH 2N, Hg(NO3)2 1N, MgCl2 2N, (NH4)2MoO4 1N, NH4Cl 1N, NH4OH 1N. Thử anion nhóm II với TT sơ bộ - Nhỏ 5gi dd AsO33-, thêm 5gi Ba(NO3)2, có tủa trắng, HNO3 2N tủa tan. - Thao tác như trên với dd AsO43-, PO43-, HCO3-, CO32-. - Nhỏ 5gi dd AsO33-, thêm 5gi AgNO3, có tủa vàng. - Nhỏ 5gi dd PO43-, thêm 5gi AgNO3, có tủa vàng. - Nhỏ 5gi dd HCO3-, thêm 5gi AgNO3 có tủa nâu. - Nhỏ 5gi dd HCO3-, thêm 5gi AgNO3 có tủa trắng - Nhỏ 5gi dd CO32-, thêm 5gi AgNO3, có tủa trắng hơi xám. Phản ứng chung xác định AsO33-, AsO43- Nhỏ 5gi dd AsO33-, thêm 1 hạt kẽm, 5gi H2SO4 2N đậy miệng ống bằng giấy tẩm AgNO3, giấy chuyển sang màu đen. - Thao tác như trên với dd AsO43-. Phản ứng chung của HCO3- và CO32- Nhỏ 5gi dd HCO3-, thêm CH3COOH từng giọt, quan sát ống thấy có khí bay ra. - Thao tác như trên với dd CO32-. - Nhỏ 5gi dd HCO3- thêm 5gi Hg(NO3)2, có tủa đỏ nâu hoặc vàng nâu. - Thao tác như trên với dd CO32-. - Phản ứng phân biệt HCO3- và CO32Nhỏ 5gi HCO3- + 5 gi MgCl 2N không kết tủa. Phản ứng của PO43- 5gi PO43- + 5gi (NH4)2MoO4 0,1N đun nhẹ, tủa vàng. - 5gi PO43- + 5gi NH4Cl 1N + 5gi NH4OH 1N + 5gi MgCl2 2N kết tủa trắng. Tổng cộng 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Kết quả cho điểm -Đã thực hiện. - Chưa thực hiện. - Đã phát hiện - Chưa phát hiện ion. ion. - 41 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính BÀI 9: ANION NHÓM III (SO32-, SO42-) A. Đặc tính của anion nhóm III. 1. Phản ứng sơ bộ của Anion nhóm III. - 5gi SO42- + 5gi Ba(NO3)2 2N  BaSO4 trắng + 2NO3- + HNO3 2N nhỏ từ từ  không tan. - 5gi SO32- + 5gi Ba(NO3)2 2N  BaSO3 trắng + 2NO3- + HNO3 2N nhỏ từ từ, kết tủa không tan vì BaSO3 bị HNO3 oxy hoá thành BaSO4. - 5gi SO42- + 5gi AgNO3 0,1N  không có kết tủa. - 5gi SO32- + 5gi AgNO3 0,1N  Ag2SO3 trắng + 2NO2(tủa này tan trở lại trong dung dịch SO32-). Ag2SO3 + 3SO32-  2[Ag(SO3)2]32. Phản ứng đặc trưng của SO32-. - 5gi SO32- + 5gi BaCl2 2N  BaSO3 kết tủa trắng + 2ClBaSO3 + 2HCl 2N  BaCl2 + SO2 + H2O SO32- bị các acid mạnh phân huỷ thành SO2, SO2 làm mất màu KMnO4. H+ + SO32-  SO2 + H2O SO2 + 2KMnO4 + H+  2MnSO4 + K2SO4 + H2O 3. Phản ứng đặc trưng của SO42-. - 5gi SO42- + 5gi BaCl2 2N  BaSO4 kết tủa trắng + 2Cl* Phản ứng Voler - 5gi BaNO3 2N + 5gi SO42- + 3gi KMnO4 0,1N  BaSO4 + 2NO3Kết tủa mới hình thành BaSO4 sẽ hấp phụ KMnO4 từ trắng  màu hồng BaSO4 (KMnO4) + H2O2 20% nhỏ từ từ đến khi mất màu KMnO4 trong dung dịch. 5H2O2 + 2KMnO4 + HCl  2KCl + MnCl2 + O2 +H2O Nhưng KMnO4 trong lớp hấp phụ của BaSO4 vẫn còn nguyên, kết tủa BaSO4 (KMnO4) vẫn có màu hồng. - 5gi SO42- + 5gi Pb(CH3COO)2 2N  PbSO4 kết tủa trắng + 2CH3COO-. - 42 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính B. Sơ đồ xác định hỗn hợp Anion nhóm I, II, III. Mẫu phân tích + CH3COOH 2N tủa trắng  phát hiện CO32- có thoát khí + MgCl2 2N – 5 giọt 2ml không tủa  phát hiện HCO3dung dịch không tủa tủa trắng  phát hiện Cldịch đã tách tủa + Ba(NO3)2 2N – 5 giọt AgNO3 0,1N – 5 giọt tủa vàng  phát hiện Br-,Cltủa đen  phát hiện S2- tủa trắng Trong có nhiều NO3tủa không tan + AgNO3 kết tủa  phát hiện SO32- tủa tan không tủa  phát hiện SO42+ AgNO3 0,1N – 5 giọt đỏ nâu  AsO42vàng  phát hiện AsO33- trước, PO43- sau - 43 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính C. Báo cáo kết quả xác định Anion nhóm III. TT Phần thực hiện 1 Chuẩn bị tốt dụng cụ, hoá chất: SO32- SO42-. Ba(NO3)2 2N, HNO3 2N, AgNO3 0,1N, BaCl2 2N; HCl 2N, H2SO4 2N, KMnO4 0,1N, H2O2 20%. Thử anion nhóm III với TT sơ bộ - Nhỏ 5gi dd SO42-, thêm 5gi Ba(NO3)2, có tủa trắng, thêm HNO3 2N, tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd SO32-, thêm 5gi Ba(NO3)2, có tủa trắng, thêm HNO3 2N, tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd SO42-, thêm 5gi AgNO3, không có tủa. - Nhỏ 5gi dd SO32-, thêm 5gi AgNO3, có tủa trắng. Thử anion SO42- với các TT 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kết quả cho điểm Đã thực hiện. Chưa thực hiện. Đã phát hiện Chưa phát hiện Ion Ion - Nhỏ 5gi dd SO32-, thêm 5gi BaCl2, có tủa trắng, thêm HCl 2N, tủa tan. - Nhỏ 5gi dd SO32-, thêm 5 – 6gi H2SO4 2N, đậy ống bằng giấy lọc tẩm KMnO4 đun nhẹ, giấy mất màu hồng. Thử anion SO42- với các TT - Nhỏ 5gi dd SO42-, thêm 5gi BaCl, có tủa trắng, thêm HCl 2N, tủa không tan. - Nhỏ 5gi dd SO42-, thêm 1gi KMnO4, 5gi HNO3 2N. 5gi Ba(NO3)2, lắc kỹ, để vào giá khoảng 5 – 6 phút, sau đó để yên vài phút, thêm từng giọt H2O2, dd mất màu tím hồng, tủa vẫn có màu hồng. - Nhỏ 5gi dd SO42-, thêm 5gi chì acetat, có tủa trắng. Tổng cộng - 44 - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính BÀI 10 Xác định hỗn hợp Cation và Anion trong dung dịch Trong bài 10 trong phòng thí nghiệm chuẩn bị 10 mẫu phân tích có thành phần là hỗn hợp các cation nhóm I, nhóm III và nhóm VI và anion nhóm I. - Sinh viên bốc thăm mẫu thí nghiệm – Tự đưa ra sơ đồ phân tích và báo cáo kết quả phân tích dựa trên sơ đồ đã đưa ra. - Những phản ứng đã thực hiện đều phải được trình bày đầy đủ, cchi tiết, chính xác kèm theo kết quả quan sát những hiện tượng đã xảy ra khi thực hiện phản ứng. - Những mục sinh viên đã thực hiện đúng (hoặc tìm được kết quả đúng) sẽ được cộng thêm 1 điểm. - Những mục chưa thực hiện (hoặc đã thực hiện nhưng cho kết quả sai sẽ được ghi nhận 0 điểm). - Điểm chấm cho bài báo cáo thí nghiệm 10 cũng là điểm kiểm tra giữa kì của sinh viên và sẽ được chuyển đổi ra thang điểm 10 khi chia số điểm thực tế được chấm với điểm tối đa sinh viên có thể nhận được khí thực hiện thí nghiệm này. * Phần thực hiện – Trình tự xác định – Bài 10. * Phản ứng thử đầu tiên: sử dụng Na2CO3 2N. TT Hiện tượng 1 - 5gi mẫu phân tích + 5gi Na2CO3 2N có tủa đen. 2 - 5gi mẫu phân tích + 5gi Na2CO3 không kết tủa. 3 - 5gi mẫu phân tích + 5gi Na2CO3 2N có kết tủa trắng và bọt khí. Hướng phân tích Đúng Xác định cation từ nhóm I  V trước, xác định anion sau. Xác định cation trước, xác định anion sau. Tìm Bi3+ và cation trước anion sau. Sai * Chú ý: 1. Dung dịch muối bao giờ cũng chứa cation và anion. 2. Việc xác định cation và anion tiến hành độc lập với nhau. Nhưng có một số cation cản trở việc xác định anion và ngược lại. 3. Để xác định ion không gặp trở ngại, gây nhầm lẫn, cần thực hiện theo trình tự sau: - Quan sát mẫu phân tích, nếu mẫu có màu thì theo màu xác định cation tương ứng nếu mẫu phân tích không màu phải thực hiện các phản ứng thử. - 45 - Bài giảng Lý thuyết và Thực hành Hoá phân tích Định tính Thí dụ: + Mẫu phân tích 5gi + 5gi Na2CO3 2N  không tủa: xác định anion trước (trừ CO32-). Rồi đến cation nhóm VI (NH4+, K+, Na+) sau. (Cation các nhóm khác không có). + Mẫu phân tích 5gi + 5gi Na2CO3 2N có kết tủa trắng và kết tủa màu  xác định cation 5 nhóm đầu trước, cation nhóm VI và anion sau. - Việc đề xuất hướng phân tích cho sinh viên thực hiện, ghi vào tập và trình bày với giảng viên hướng dẫn để xử lý ý kiến đưa ra những thay đổi về trình tự và hướng thực hiện tiếp. - Trong quá trình làm bài 10, nếu gặp khó khăn, sinh viên cần trình bày với giảng viên hướng dẫn để được giúp đỡ và để có thể xác định tốt tất cả các ion có trong dung dịch phân tích. - Các thầy cô hướng dẫn cần tích cực trả lời các câu hỏi, đưa ra định hướng phân tích cho sinh viên để hoàn thiện kỹ năng giảng dạy của mình. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hoá học phân tích – Tài liệu huần luyện của bộ Trung học Dược – Bộ y tế nhà xuất bản Y học 1980. 2. Bài giảng kỹ thuật kiểm nghiệm thuốc - Viện kiểm nghiệm và trường trung học kỹ thuật dược TW – 1988. 3. A P Kreskov – Cơ sở – Hoá học phân tích – quyển I nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp 1990. 4. Phạm Hải Tùng – Phạm Gia Huệ – Hoá học phân tích – Tủ sách bộ môn Hoá phân tích ĐH dược khoa Hà Nội – NXB Y học Hà Nội 1978. 5. Charlot – Sổ tay tra cứu Hoá phân tích – NXB Hoà Bình – Moscva 1970. 6. Cù Thành Long - Nguyễn Thị Xuân Mai - Nguyễn Thị Minh. Hướng dẫn thực hành phân tích định tính bằng các phương pháp hoá học. Tủ sách Trường Đại học khoa học Tự Nhiên – 1999. 7. Võ Thị Bạch Huệ. Hoá phân tích - Tập I. Nhà xuất bản Giáo dục. Hà Nội – 2007.

- 46 -