ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH
Hóa học phân tích định tính là lĩnh vực khoa học chuyên nghiên cứu các phương pháp, kỹ thuật và thuốc thử nhằm xác định thành phần cấu tạo của các chất.
- Trong chương trình đào tạo dược sỹ, HHPTĐT sẽ giúp các bạn nghiên cứu về:
- Các kỹ thuật, các thuốc thử, các phản ứng để xác định thành phần cation và anion của các muối vô cơ và các chất vô cơ khác
- Kỹ thuật cơ bản để tiến hành thử tinh khiết 1 số hoá chất dùng trong ngành Dược theo Dược điển Việt Nam (DĐVN)
2 Nguyên tắc chung và các phương pháp HHPTĐT
Để xác định một ion hoặc chất chưa biết, cần tuân theo nguyên tắc chuyển đổi chất chưa biết thành một chất mới đã biết với thành phần hóa học và tính chất đặc trưng, từ đó suy ra bản chất của chất chưa biết.
Ví dụ: Chất X + Pb 2+ kết tủa đen (PbS)
Chất X + H + khí có mùi thối (H2S)
Do đó xác định được chất X là ion S 2-
2.2 Các phương pháp của HHPTĐT
Có hai phương pháp chính:
- Phương pháp khô: Tiến hành phân tích định tính chất cần xác định và các thuốc thử đều ở thể rắn
Phương pháp dung dịch (DD) là một kỹ thuật phân tích định tính, trong đó tất cả các chất cần xác định và thuốc thử đều ở dạng dung dịch Phản ứng hóa học diễn ra giữa các thuốc thử và chất cần phân tích, giúp xác định tính chất của chất cần kiểm tra một cách chính xác.
CPD College định) thực chất là phản ứng giữa các ion Phương pháp này hay dùng vì tiến hành thuận lợi, nhanh và cho kết quả chính xác
3 Điều kiện của phản ứng hoá học dùng trong HHPTĐT:
Các phản ứng hóa học trong hóa học phân tích định tính có thể bao gồm phản ứng trung hòa, phản ứng trao đổi và phản ứng oxy hóa - khử, nhưng cần phải đáp ứng ba điều kiện cơ bản.
Phản ứng phải tạo ra chất kết tủa hoặc màu sắc thay đổi rõ rệt hay khí bay ra phải quan sát được
Phản ứng xảy ra được với một lượng nhỏ chất cần xác định với TT mà vẫn có biểu hiện rõ ràng
Phản ứng hóa học chỉ xảy ra với ion cụ thể mà không ảnh hưởng đến các ion khác trong cùng một hệ thống, dẫn đến sự hình thành kết tủa với màu sắc và tính tan khác nhau Hầu hết các phản ứng hóa học đều đáp ứng hai điều kiện ban đầu, nhưng việc thỏa mãn điều kiện thứ ba thường gặp khó khăn.
Ion Ba 2+ và ion Pb 2+ phản ứng với acid sulfuric tạo ra kết tủa trắng, và khi tác dụng với Kali cromat, chúng tạo kết tủa vàng, không tan trong acid acetic Sự tương đồng này dễ dẫn đến nhầm lẫn trong quá trình xác định chất.
Để xác định các ion một cách chính xác, cần thiết phải phân nhóm các cation và anion nhằm tránh nhầm lẫn Phân nhóm diễn ra bằng cách sử dụng một thuốc thử để phản ứng với một số ion nhất định, trong khi các ion khác không bị ảnh hưởng, từ đó tạo ra kết quả tương đồng Sau đó, các ion trong nhóm đó sẽ được xác định bằng các thuốc thử đặc trưng đã được biết đến.
Theo phương pháp "acid - base", người ta phân nhóm như sau:
4.1 Các cation được chia thành 6 nhóm
- Nhóm IV : Fe 2+ , Fe 3+ , Bi 3+
4.2 Các anion (vô cơ) được chia thành 3 nhóm
XÁC ĐỊNH CÁC CATION NHÓM I
1 Thuốc thử nhóm và phương trình ion
1.1 Thuốc thử nhóm của các cation nhóm I
Là acid hydrocloric nồng độ 2N (HCl 2N)
Các cation nhóm I tác dụng với acid hydrocloric 2N tạo thành các kết tủa trắng, các kết tủa này có tính chất khác nhau trong amoni hydroxyd (NH4OH)
Ag + + HCl = AgCl + H + AgCl tủa trắng lổn nhổn tan trong DD NH4OH dư
PbCl2 tủa trắng không tan trong DD NH4OH dư
Hg2Cl2 hoá đen trong DD NH4OH
2.1 Thuốc thử của ion Ag +
Ion Ag + tác dụng với TT kali cromat tạo ra kết tủa đỏ thẫm
Ion Ag + tác dụng với TT Kali iodid tạo ra kết tủa vàng nhạt
Ion Ag + tác dụng với TT Natri carbonat tạo ra kết tủa trắng, để lâu hoá xám (do phân huỷ thành bạc oxyd)
2Ag + + Na2CO3 = Ag2CO3 + 2Na +
2.2 Thuốc thử của ion Pb 2+
- Amoni sulfur [ (NH 4 ) 2 S] hay hydrosulfur (H 2 S) :
Ion Pb 2+ tác dụng với TT Amonisulfur (hoặc H2S) tạo ra kết tủa đen:
The Pb²⁺ ion reacts with potassium chromate to produce a bright yellow precipitate This precipitate dissolves in nitric acid and sodium hydroxide solutions, but remains insoluble in acetic acid.
Ion Pb 2+ phản ứng với kali iodid tạo ra kết tủa vàng, có khả năng tan trong nước nóng Khi nước nguội, kết tủa này kết tinh thành những tinh thể vàng óng ánh, tạo nên hình ảnh giống như trận mưa vàng.
Ion Pb 2+ tác dụng với DD H2SO4 2N tạo ra kết tủa trắng
Ion Pb 2+ tác dụng với TT Natri carbonat tạo kết tủa trắng
Pb 2+ + Na2CO3 = PbCO3 + 2Na +
2.3 Thuốc thử của ion Hg 2 ++
Ion Hg2 ++ tác dụng với TT amoni hydroxyd tạo ra kết tủa xám đen (Hg 0 nguyên tố )
++ + 2NH4OH = Hg + HgO + H2O + 2NH4
++ tác dụng với TT kali cromat tạo ra kết tủa màu đỏ gạch
++ tác dụng với TT Kali iodid tạo ra kết tủa màu xanh lục, nếu dư thuốc thử thì chuyển thành màu đen (Hg 0 nguyên tố )
++ tác dụng với TT Natri carbonat tạo kết tủa màu xám đen (Hg 0 nguyên tố )
XÁC ĐỊNH CATION NHÓM II ( Ba 2+ , Ca 2+ )
1 Thuốc thử nhóm và phương trình ion
1.1 Thuốc thử nhóm của các cation nhóm II
Cation nhóm II phản ứng với dung dịch acid sulfuric 2N sẽ tạo ra kết tủa trắng Đối với ion Ba 2+, phản ứng diễn ra mà không cần điều kiện đặc biệt, trong khi ion Ca 2+ yêu cầu môi trường aceton hoặc ethanol 70 độ để xảy ra phản ứng.
2.1 Thuốc thử của ion Ba 2+
Ion Ba 2+ tác dụng với TT kali cromat tạo ra kết tủa màu vàng tươi, tủa này không tan trong NaOH 2N và CH3COOH
Kết tủa ion Ba 2+ tạo thành muối bari sulfat khi phản ứng với acid sulfuric trong môi trường thuốc tím (kali permanganat), khiến tủa bari sulfat có màu hồng do hấp phụ thuốc tím Sau đó, nước oxy già (H2O2) được sử dụng trong môi trường acid sulfuric để khử màu tím hồng của dung dịch, trong khi tủa bari sulfat vẫn giữ màu hồng.
Ion Ba 2+ tác dụng với TT Natri carbonat tạo ra kết tủa trắng
Ba 2+ + Na2CO3 = BaCO3 + 2Na +
2.2 Thuốc thử của ion Ca 2+
- Với TT H 2 SO 4 2N trong môi trường aceton hoặc ethanol:
Tủa soi trên kính hiển vi thấy hình bó, que màu trắng
Ion Ca 2+ tác dụng với TT Amoni oxalat tạo ra kết tủa trắng, tủa này không tan trong CH3COOH, tan trong HNO3,
Ion Ba 2+ cũng cho kết tủa tương tự, do đó để tránh nhầm lẫn cần tiến hành xác định ion Ba 2+ trước
Ion Ca 2+ tác dụng với TT Natri carbonat tạo ra kết tủa trắng
Ca 2+ + Na2CO3 = CaCO3 + 2Na +
BÀI 4: XÁC ĐỊNH CATION NHÓM III ( Zn 2+ , Al 3+ )
1 Thuốc thử nhóm và phương trình ion
1.1 Thuốc thử nhóm của các cation nhóm III
Là natri hydroxyd 2N cho dư (NaOH)
Các cation nhóm III phản ứng với dung dịch natri hydroxyd 2N tạo ra kết tủa trắng, thể hiện tính chất hydroxyd lưỡng tính Khi thêm dư NaOH 2N, các kết tủa này sẽ hòa tan do tính acid của chúng, cho thấy khả năng tan trong môi trường kiềm.
Zn 2+ +2NaOH = Zn(OH)2 + 2Na +
Al 3+ +3NaOH = Al(OH)3 + 3Na +
Zn(OH) 2 + 2Na + + 2OH - = 2Na + + ZnO 2
2- + 2H 2 O Al(OH) 3 + Na + + OH - = Na + + AlO 2
2.1 Thuốc thử của ion Zn 2+
Trong môi trường acid acetic, ion Zn 2+ tác dụng với TT Montequi A và Montequi B tạo ra kết tủa màu tím sim
Montequi A: HgCl2 + NH4SCN {(NH4)2[Hg(SCN)4]} Montequi B: DD CuSO4 0,5%
Zn 2+ + Cu 2+ + 2(NH 4 ) 2 [Hg(SCN) 4 ] = CuZn[Hg(SCN) 4 ] 2 + 4NH 4 +
Ion Zn 2+ phản ứng với TT Montequi A tạo ra tủa màu trắng Khi quan sát dưới kính hiển vi, tủa này có hình dạng giống như cành cây dương xỉ, một đặc điểm quan trọng trong quá trình xác định ion.
Zn 2+ + (NH4)2 [Hg(SCN)4] = Zn[Hg(SCN)4] + 2NH4
Ion Zn 2+ tác dụng với TT amonisulfur hay hydrosulfur tạo ra kết tủa trắng, tủa này tan trong DD acid hydrocloric, không tan trong CH3COOH
Ion Zn 2+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa trắng
2.2 Thuốc thử của ion Al 3+
Ion Al 3+ phản ứng với thuốc thử Aluminon tạo ra kết tủa màu hồng, một phản ứng rất nhạy Tuy nhiên, ion Zn 2+ cũng có thể tạo ra kết quả tương tự, do đó cần xác định ion Zn 2+ trước khi tiến hành xác định ion Al 3+ để tránh nhầm lẫn.
- Hỗn hợp amoni hydroxyd + amoni clorid:
Ion Al 3+ tác dụng với hỗn hợp NH4OH + NH4Cl tạo ra kết tủa keo trắng, tủa này tan trong NaOH và HCl, không tan trong NH4Cl
Al 3+ + NH4OH = Al(OH)3 + 3NH4 +
Ion Al 3+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa trắng
BÀI 4 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM IV
1 Tính chất chung của cation nhóm IV
1.1 Các cation nhóm IV tác dụng với NH 4 OH có tính chất chung
Cho kết tủa trắng xanh, tủa này tan trong muối amoni (NH4
Fe 2+ + 2NH4OH Fe(OH)2 + 2NH4 +
Cho kết tủa màu nâu đỏ (gỉ sắt), tủa này không tan trong muối amoni
Fe 3+ + 3NH4OH = Fe(OH)3 + 3NH4
Bi 3+ + 3NH4OH = Bi(OH)3 + 3NH4 +
- Nếu có thêm nước oxy già (H 2 O 2 ) thì các kết tủa tạo ra có màu đặc trưng và bền vững trong dung dịch amoni:
2Fe(OH) 3 + H 2 O 2 + 4NH 4 OH 2Fe(OH) 3 + 2NH 4 +
(nâu đỏ) Bi(OH) 3 + H 2 O 2 + 3NH 4 OH = HBiO 3 + 2H 2 O + 3NH 4 +
Thuốc thử nhóm của các cation nhóm IV:
Là amoni hydroxyd 2N (NH4OH 2N) cho dư, với sự có mặt của nước oxy già và amoni clorid
Các cation nhóm IV khi phản ứng với hỗn hợp NH4OH, H2O2 và NH4Cl sẽ tạo ra kết tủa có màu đặc trưng và bền vững trong dung dịch chứa cation NH4.
Vai trò của oxy già là oxy hóa Fe 2+ Fe 3+ [ở dạng Fe(OH)3] và Bi 3+ Bi 5+ (ở dạng HBiO3)
Còn vai trò của NH4Cl là tạo ra môi trường giàu Cation
+, có tác dụng chủ yếu với các cation nhóm V
3.1 Thuốc thử của Cation Fe 2+
Cation Fe 2+ phản ứng với Kali fericyanid tạo ra kết tủa keo màu xanh thẫm, kết tủa này không tan trong HCl 2N nhưng có thể bị kiềm phân hủy thành Fe(OH)2.
3Fe 2+ + 2K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6]2 + 6K +
Cation Fe 2+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa xanh nâu
Fe 2+ + Na2CO3 = FeCO3 + 2Na +
3.2 Thuốc thử của Cation Fe 3
Ion cation Fe 3+ tương tác với Kali ferocyanid, tạo ra kết tủa keo màu xanh đậm Kết tủa này không tan trong dung dịch HCl 2N, nhưng có thể bị phân hủy bởi kiềm, dẫn đến hình thành tủa nâu đỏ [Fe(OH)3].
Cation Fe 3+ tác dụng với TT Kali sulfocyanid cho dung dịch màu đỏ máu
Cation Fe 3+ tác dụng với TT Amoni hydroxyd tạo ra kết tủa màu nâu đỏ:
Fe 3+ + 3NH4OH = Fe(OH)3 + 3NH4
Cation Fe 3+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa màu nâu 2Fe 3+ + 3CO3 2-
3.3 Thuốc thử của Cation Bi 3+
Cation Bi 3+ tác dụng với (NH4)2S hoặc H2S tạo ra kết tủa màu đen
Cation Bi 3+ tác dụng với KI tạo ra kết tủa đen, tủa này tan khi cho dư KI, tạo ra dung dịch có màu vàng da cam
BiI3 + KI = K[BiI4] (vàng da cam)
Cation Bi 3+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa trắng, kèm theo giải phóng khí carbonic
2Bi 3+ + 3Na2CO3 = Bi2(CO3)3 + 6Na +
BÀI 5 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM V
Thuốc thử nhóm của các cation nhóm V
Cũng giống như TT nhóm của cation nhóm IV là amoni hydroxyd 2N (NH4OH 2N) cho dư, với sự có mặt của nước oxy già (H2O2) và amoni clorid (NH4Cl)
Các cation nhóm V tác dụng với hỗn hợp NH4OH cho dư +
H2O2 + NH4Cl không tạo ra kết tủa vì:
Mg 2+ + 2NH4OH Mg(OH)2 + 2NH4
Tủa Mg(OH)2 hòa tan trong môi trường NH4 +
(NH4Cl), còn cation Cu 2+ , Hg 2+ thì tạo ra các phức chất tan [Cu(NH3)2] 2+ và [Hg(NH3)2] 2+
Vai trò của NH4Cl là tạo ra môi trường giàu ion NH4
+ để cation nhóm V không tạo ra kết tủa nhằm phân biệt được với các cation nhóm IV Nước oxy già có vai trò đối với cation nhóm IV
2.1 Thuốc thử của cation Cu 2+
Ion Cu 2+ phản ứng với NH4OH tạo ra kết tủa keo màu xanh lơ Khi cho thêm NH4OH dư, kết tủa này sẽ tan và hình thành phức chất màu xanh lam.
Cu 2+ + 2NH4OH = Cu(OH)2 + 2NH4
Cu(OH)2 + 2NH4OH = [Cu(NH3)2](OH)2 + 2H2O
Ion Cu 2+ tác dụng với Kali ferocyanid tạo ra kết tủa đỏ thẩm
Cu 2+ + K4[Fe(CN)6] = Cu2[Fe(CN)6] + 4K +
Ion Cu 2+ tác dụng với H2S hoặc (NH4)2S tạo ra kết tủa đen:
Ion Cu 2+ tác dụng với Montequi A tạo kết tủa màu xanh lá cây, soi tủa dưới kính hiển vi thấy tinh thể có hình tảo rêu
Cu 2+ + (NH4)2[Hg(SCN)4] = Cu[Hg(SCN)4] + 2NH4
2.2.Thuốc thử của cation Hg 2+
Ion Hg 2+ tác dụng với TT Kali iodid tạo ra kết tủa đỏ tươi, tủa này tan khi cho dư KI, tạo ra dung dịch không màu:
(đỏ tươi) HgI2 + 2KI = K2[HgI4] + 2K +
Ion Hg 2+ tác dụng với TT Natri hydroxyd tạo ra kết tủa màu vàng tươi:
Ion Hg 2+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa màu đỏ nâu
Hg 2+ + Na2CO3 = HgCO3 + 2Na +
2.3 Thuốc thử của cation Mg 2+
- Phản ứng tạo muối kép
Ion Mg 2+ tác dụng với hỗn hợp NH4OH + Na2HPO4 +
NH4Cl tạo ra kết tủa trắng (muối kép magnesi amoni phosphat); soi tủa dưới kính hiển vi thấy hình lá đu đủ
Mg 2+ + NH 4 OH + Na 2 HPO 4 = MgNH 4 PO 4 + 2Na + + H 2 O
Ion Mg 2+ tác dụngvới TT Natri hydroxyd tạo ra kết tủa trắng, tủa này không tan trong NaOH dư
Mg 2+ + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2Na +
Ion Mg 2+ tác dụng với Na2CO3 tạo ra kết tủa trắng
Mg 2+ + Na2CO3 = MgCO3 + 2Na +
BÀI 6 XÁC ĐỊNH CATION NHÓM VI (NH4
1 Tính chất đặc biệt của cation nhóm VI:
Cation K + , Na + là các ion kim loại kiềm, cation NH4
+ do phân tử NH3 và ion H + tạo thành; NH4
+ không bền vững trong dung dịch kiềm và ở nhiệt độ cao
Phản ứng giữa hydroxyd và acid hoặc kiềm tạo ra NH3 và H2O Các hợp chất hydroxyd như NaOH, KOH, NH4OH và các muối như clorid, sulfat, carbonat đều dễ tan trong nước Khi sử dụng acid hoặc kiềm làm thuốc thử nhóm, các cation thuộc 5 nhóm đầu thường sẽ kết tủa, trong khi cation thuộc nhóm VI không tạo tủa Do đó, cation nhóm VI không có thuốc thử nhóm, dẫn đến việc xác định thẳng các cation mà không cần qua bước phân nhóm.
1.2 Phải xác định theo trình tự
+, K + , Na + có tính chất giống nhau khi tác dụng với cùng một số thuốc thử
+, K + cùng tác dụng với acid tartric cho kết tủa trắng Để tránh nhầm lẫn, khi xác định cation nhóm VI phải tiến hành theo trình tự NH4
2.1 Thuốc thử của cation NH 4 +
Cation NH4+ khi phản ứng với NaOH sẽ phân giải thành amoniac (NH3), khí này có thể được phát hiện bằng giấy hoặc bông tẩm thuốc thử Phenolphtalein, giúp giấy chuyển sang màu hồng nhạt.
NH3 + giấy (bông) tẩm phenolphtalein hồng nhạt
+ tác dụng với thuốc thử Nessler cho tủa màu đỏ nâu hay vàng nâu (tùy thuộc vào nồng độ của cation NH4
Cation K + tác dụng với acid percloric tạo ra kết tủa trắng
Cation K + tác dụng với acid tartric trong dung dịch đệm cho kết tủa trắng
+ cũng cho kết quả tương tự, do đó phải xác định NH4
+ trước, sau đó đuổi NH4
+ ra khỏi dung dịch để tránh nhầm lẫn
Cation K + tác dụng với acid picric tạo kết tủa màu vàng
- Thuốc thử Clay {Na 2 Pb[Cu(NO 2 ) 6 ]}:
Cation K + tác dụng với thuốc thử Clay tạo kết tủa màu đen, soi tinh thể dưới kính hiển vi thấy hình khối, vuông, chữ nhật màu đen óng ánh
2.3 Thuốc thử của cation Na +
- Thuốc thử Streng (Kẽm uranyl acetat):
Trong môi trường acid acetic, Na + tác dụng với thuốc thử Streng cho tủa màu vàng lá mạ, soi tủa dưới kính hiển vi thấy hình hình mặt nhẫn
- Đốt trên ngọn lửa không màu:
Khi đốt các muối Natri trên ngọn lửa không màu thì ngọn lửa sẽ có màu vàng
BÀI 7 XÁC ĐỊNH ANION NHÓM I ( Cl - , Br - , I - , S 2- , NO 3 - )
Các anion nhóm I tác dụng với Ba(NO3)2 không cho kết tủa vì tạo ra các muối tan (BaCl2, BaS …)
Các anion Cl - , Br - , I - , S 2- tác dụng với AgNO3 tạo ra kết tủa có màu khác nhau, các tủa này không tan trong HNO3 2N
Cl - + AgNO3 = AgCl(trắng) + NO3 -
Br - + AgNO3 = AgBr (vàng rất nhạt) + NO3
I - + AgNO3 = AgI (vàng nhạt) + NO3
Riêng anion NO3 - không cho tủa với AgNO3
2 Thuốc thử xác định anion
2.1 Phản ứng chung xác định halogenid (X - )
Dùng chất oxy hóa mạnh là KMnO4 trong môi trường acid
H2SO4 để oxy hóa X - thành halogen tự do (X2), rồi nhận biết các halogen bằng các thuốc thử đặc hiệu
10X - + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 = 2MnSO 4 +K 2 SO 4 +5X 2 + 5SO 4 2- + 8H 2 O
Dùng thuốc thử là giấy tẩm Vilier – Fayol, giấy chuyển thành màu xanh tím
Dùng thuốc thử là giấy tẩm Fluoressein, giấy chuyển từ màu vàng sang hồng
Dùng thuốc thử là giấy tẩm hồ tinh bột, giấy chuyển sang màu xanh tím
2.2 Các thuốc thử riêng của anion Cl - , Br - , I -
Là AgNO3 Anion Cl - tác dụng với AgNO3 cho tủa trắng lổn nhổn tan trong NH4OH
Là nước clor(Nước Javel hay Cloramin B) Anion Br - bị nước clor oxy hoá thành brom (Br2), Brom hoà tan trong cloroform có màu vàng nâu
- Thuốc thử của I - a) Nước clor(Nước Javel hay Cloramin B):
Anion I - bị nước clor oxy hoá thành Iod (I2), Iod hoà tan trong cloroform có màu tím
Cl2 + 2I - = 2Cl - + I2 b) -Thuỷ ngân (II) clorid
Anion I - tác dụng với HgCl2 tạo ra kết tủa đỏ cam, tủa này tan trong dung dịch I - dư do tạo phức
2I - + HgCl2 = HgI2 + 2Cl - và sau đó HgI2 + 2I - = [HgI4] 2- c) - Chì acetat
Anion I - tác dụng với Pb(CH3COO)2 tạo ra kết tủa vàng tươi
Anion S 2- tác dụng với Pb(CH3COO)2 tạo ra kết tủa đen
Anion S 2- bị các acid vô cơ mạnh như HCl, H2SO4 chuyển thành khí hydrosulfur có mùi trứng thối
2.4 Thuốc thử của anion NO 3
- bị hydro mới sinh (do Zn + CH3COOH) khử thành NO2
- (hoặc HNO2); sau đó acid nitrơ tác dụng với thuốc thử Griess A và Griess B tạo ra hợp chất azoic có màu hồng
- Thuốc thử Diphenylamin: Trong môi trường acid sulfuric đặc, anion NO3
- tác dụng với diphenylamin tạo ra hợp chất màu xanh lơ
BÀI 8: XÁC ĐỊNH ANION NHÓM II
Các anion nhóm II khi phản ứng với Ba(NO3)2 đều tạo ra kết tủa trắng, và các kết tủa này sẽ tan trong dung dịch HNO3 2N do chúng đều là muối của acid yếu, bị phân huỷ bởi acid nitric.
2- + Ba 2+ = BaCO3 Riêng anion HCO3
- không tạo tủa với Ba(NO3)2 , nhưng vì bị phân tích thành CO3
2- nên các dung dịch anion HCO3
- cũng cho tủa trắng với Ba(NO3)2
Các anion nhóm II tác dụng với AgNO3 tạo ra kết tủa có màu khác nhau, các tủa này tan trong HNO3 2N
3- + 3AgNO3 = Ag3PO4(vàng) + 3NO3
2- + 2AgNO3 = Ag2CO3 (trắng) + 2NO3
Tủa Ag2CO3 để lâu bị phân tích thành Ag2O có màu xám
2 Thuốc thử xác định anion
2.1 Phản ứng chung xác định HCO 3 - và CO 3 2-
- Thuỷ ngân (II) nitrat [Hg(NO 3 ) 2 ]
2- tác dụng với Hg(NO3)2 tạo ra kết tủa đỏ nâu hay vàng nâu
- + Hg(NO3)2 = Hg(HCO3)2 + 2NO3
- Acid vô cơ mạnh hay acid acetic
2- bị các acid mạnh như HCl, HNO3,
H2SO4 hoặc CH3COOH phân huỷ thành khí CO2 Khí CO2 làm đục nước vôi trong
2.2 Thuốc thử phân biệt anion HCO 3
Thuốc thử là MgCl2 hoặc MgSO4
2- tác dụng với MgCl2 hoặc MgSO4 cho tủa trắng
2- + Mg 2+ = MgCO3 Còn anion HCO3 - không cho tủa
2.3 Thuốc thử của anion PO 4 3-
Trong môi trường acid nitric, anion PO4
3- tác dụng với (NH4)2MoO4 tạo ra kết tủa màu vàng
- Hỗn hợp MgCl 2 + NH 4 Cl + NH 4 OH
3- tác dụng với hỗn hợp MgCl2 + NH4Cl +
NH4OH tạo ra muối kép MgNH4PO4 kết tủa trắng Soi kết tủa này dưới kính hiển vi thấy hình lá đu đủ
BÀI 9 XÁC ĐỊNH ANION NHÓM III
Các anion nhóm III tác dụng với Ba(NO3)2 đều cho kết tủa trắng, các tủa này không tan trong HNO3 2N
2- + Ba 2+ = BaSO3 Muối BaSO3 bị oxy hoá thành BaSO4 không tan trong HNO3 2N
3BaSO 3 + 2HNO 3 = 3BaSO 4 + 2NO ↑ + H 2 O 1.2 Bạc nitrat (AgNO 3 )
2- tác dụng với AgNO3 tạo ra kết tủa trắng, tủa này tan trong dung dịch SO3 2-
2- không cho kết tủa với AgNO3 , nếu nồng độ anion SO4
2- đặc thì cho tủa trắng
2 Thuốc thử xác định anion
2.1 Phản ứng xác định SO 3 2-
2- tác dụng với BaCl2 tạo ra kết tủa trắng Tủa này tan trong HCl 2N
2- + BaCl2 = BaSO3 + 2Cl - BaSO3 + 2HCl = BaCl2 + SO2 ↑ + H2O
Các acid mạnh như HCl, H2SO4 phân huỷ SO3
SO2 Khí SO2 bay lên làm mất màu giấy tẩm thuốc tím
5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O = 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4
2.2 Thuốc thử xác định anion SO 4
2- tác dụng với BaCl2 tạo ra kết tủa trắng Tủa này không tan trong HCl 2N
Trong quá trình phản ứng, Ba(NO3)2 được chuyển hóa thành BaSO4 trong môi trường thuốc tím, tạo ra tủa BaSO4 có màu hồng cánh sen do hấp phụ thuốc tím Để khử màu tím hồng của dung dịch, có thể sử dụng nước oxy già trong môi trường acid nitric hoặc acid acetic, tuy nhiên tủa BaSO4 vẫn giữ nguyên màu hồng của nó.
5H2O2 + 2KMnO4 + 6HNO3 = 2KNO3 + 2Mn(NO3)2 + 5O2 + 8H2O
- Chì Acetat [Pb(CH 3 COO) 2 ]
2- tác dụng với Pb(CH3COO)2 tạo ra kết tủa trắng
BÀI 10 XÁC ĐỊNH CATION VÀ ANION TRONG DUNG DỊCH
1 Trình tự xác định cation và anion trong dung dịch muối vô cơ
- Trong dung dịch muối vô cơ tinh khiết bao giờ cũng chứa một cation và một anion gốc acid
- Dung dich muối AgNO3 có chứa cation Ag + và anion NO3
- Khi xác định muối vô cơ trong dung dịch, người ta tiến hành xác định các cation và anion rồi suy ra muối cần tìm
Việc xác định cation và anion là hai quá trình độc lập, nhưng một số cation có thể gây cản trở cho việc xác định anion và ngược lại Để khắc phục vấn đề này và tránh nhầm lẫn, cần thực hiện xác định cation và anion theo một trình tự cụ thể.
2 Quan sát dung dịch gốc
- Nếu dung dịch gốc có màu thì xác định cation có tương ứng trước, xác định anion sau
- Nếu dung dịch gốc không có màu thì tiến hành với thuốc thử ban đầu là Na2CO3
Thử ban đầu với Na2CO3:
- Nếu dung dịch gốc + Na2CO3 không có tủa, thì tiến hành xác định anion trước, xác định cation nhóm VI và Mg 2+ sau
- Nếu dung dịch gốc + Na2CO3 có tủa (trắng, màu), xác định cation trước, xác định anion sau
BÀI 11 ĐẠI CƯƠNG VỀ PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG
- Phân tích định lượng: cho phép xác định về lượng các hợp phần đã cho hoặc hỗn hợp của các chất
Phân tích định lượng là phương pháp xác định chính xác lượng các hợp phần hoặc hỗn hợp chất trong mẫu Trong hóa học phân tích, nhiệm vụ chủ yếu của phân tích định lượng là xác định hàm lượng của nguyên tố, nhóm nguyên tố, ion, hoặc chất ở thể rắn hoặc hòa tan trong dung dịch Các thông số được xác định bao gồm thành phần phần trăm, số mol và khối lượng của các chất trong mẫu cần phân tích.
2 Phân loại các phương pháp định lượng
- Dựa vào bản chất các phương pháp sử dụng trong phân tích định lượng có thể chia thành hai nhóm phương pháp
2.1 Các phương pháp hóa học
2.1.1 Phương pháp phân tích khối lượng
Dựa vào việc xác định khối lượng chất cần phân tích đã được tách ra từ các chất khác có trong mẫu ở dạng tinh khiết
