關于分析化學中定性分析試劑配制的研究

鐘云紅 邱春麗 張娜

摘要: 正確地掌握試劑的配制方法是保證定性分析實驗順利進行的前提。作者針對硫代乙酰胺代替硫化氫體系中的一些易變質和難配制的試劑進行了系統的研究。主要涉及陽離子、陰離子、鹽溶液和有機試劑四個方面。所配制試劑在實訓環節中均取得了良好的效果。

關鍵詞: 分析化學定性分析試劑配制

分析化學包括定性、定量、儀器三部分,定性部分主要是討論常見無機離子的定性分析。常見離子的定性分析,是為了讓學生在掌握元素周期律的基礎上進一步熟悉常見離子的共性和個性,與無機化學結合緊密,是對無機化學知識的鞏固和拓展,以便為選擇和設計離子的定性和定量方法提供理論依據[1]。自1841年R.Fresenius創立應用硫化氫的系統定性分析法以來,經過許多化學家特別是A.A.Noyes的努力,使其更加充實完善,紛亂的分析工作,成為具有完整系統和邏輯性很強的分析方法,適于教學和實際應用,沿用迄今已百余年。由于存在操作繁雜和實驗室內空氣被硫化氫污染等缺點,在系統分析的前提下,不少學者又設計了一系列改進或改革的方案[2]-[5]。但大都不及此經典方法完善可靠,而未被廣泛采用[6]。

故目前多以硫代乙酰胺(CH■CSNH■,簡寫為TAA)的水溶液代替硫化氫(H■S)作沉淀劑。硫代乙酰胺在不同的介質中加熱時發生不同的水解作用,因而它不僅可以代替H■S,而且可以代替硫化銨((NH■)■S)或硫化鈉(Na■S)作沉淀劑[1]。

“巧婦難為無米之炊”,有效的試劑藥品是做好定性分析化學實驗的前提。要保證定性分析實驗的順利進行,就必須正確地掌握試劑的配制方法。筆者結合工作經驗,下面就硫代乙酰胺代替硫化氫的改良體系,針對一些易變質和難配制的試劑進行討論(文中所用水均為蒸餾水)。

1.常見陽離子練習試液(每毫升含陽離子10mg)

(1)Hg■■

由于Hg■(NO■)■·2H■O在空氣中容易被氧化為Hg(NO■)■,因此Hg■■需要臨時配制。稱取Hg■(NO■)■·2H■O7.0g,先加少量的HNO■將其溶解完全,再用0.6mol/L HNO■溶液將其稀釋至1L。配制好后加1滴金屬汞防止Hg■■被氧化。

(2)Sn■

由于Sn■在空氣中易水解和氧化,需要臨時配制,因此配制Sn■時,稱取SnCl■·2H■O 19.0g,溶解于6mol/L HCl溶液中,并將其稀釋至1L,同時加入少量錫粒。

(3)Fe■

由于Fe■在空氣中易氧化,需要臨時配制,因此配制Fe■時,稱取FeCl■·4H■O 35.6g,溶解于1mol/L HCl溶液中,再用水將其稀釋至1L,同時加入少量鐵釘。FeCl■·4H■O固體容易被氧化,所以配制前注意觀察它的顏色是否為白色,若帶黃色,說明已經被氧化成了三氯化鐵。

2.常見陰離子練習試液(每毫升含陽離子10mg)

(1)SO■■

SO■■容易被氧化為SO■■,需臨時配制,稱取Na■SO■·7H■O 31.5g,溶解于水,并稀釋至1L即可[1]。

(2)S■

S■容易被氧化析出S單質,需臨時配制,稱取Na■S·9H■O 75.0g,溶解于水,在通風櫥中進行,并稀釋至1L即可,儲存于玻璃瓶中,要用橡皮塞子,否則,玻璃塞子發生粘接會打不開。久放的S■溶液會看到黑色沉淀,就是析出S單質的緣故。

3.鹽溶液

(1)NH■SCN飽和溶液

NH■SCN為白色晶體,若帶粉色,說明已經變質。它的溶解度很大,配制飽和溶液時,需要的藥品量較大,且配制好后要立即裝進帶塞試劑瓶中,溶液本身呈無色,在空氣中久放就會因變質而顯紅色。

(2)NaBrO溶液(學生臨用時配制)

向3滴飽和溴水中,逐滴加入6mol/LNaOH,直至黃色褪去呈無色溶液。

(3)0.1mol/L Na■Co(NO■)■溶液

Na■Co(NO■)■(鈷亞硝酸鈉)現已有成品出售,但易失效,建議先做下測試實驗,看藥品是否變質或有無鑒定效果。如果效果不佳,就可以制備Na■Co(NO■)■溶液,即稱取230g NaNO■溶于500mL水中, 加入165mL 6mol/L HAc溶液和30g Co(NO■)2·6H■O,靜置過夜,過濾后的濾液(為棕色溶液)用水稀釋至1L,儲存于棕色瓶中,低溫保存。

(4)醋酸鈾酰鋅溶液

稱取10g醋酸雙氧鈾(醋酸鈾酰)UO■(Ac)■·2H■O微熱溶于15mL 6mol/L HAc中,加水稀釋至100mL(溶液a)。

稱取30g Zn(Ac)■·2H■O微熱溶于15mL 6mol/L HAc中,加水稀釋至100mL(溶液b)。

將溶液a、溶液b加熱至70℃混合,加入0.5g NaCl結晶,放置24h,過濾取其濾液使用[7]。配制時為黃色溶液且有黃色沉淀,過濾后清液為黃色。

(5)新制氯水

在通風櫥中,用少量的高錳酸鉀和濃鹽酸,采用微型啟譜發生器制備,將氯氣通入盛有蒸餾水的試劑瓶中(水可盛至瓶的4/5處)。反應相當劇烈,不用加熱,濃鹽酸放入速度應緩慢,逐滴加入,當看到試劑瓶中的水溶液由無色變為明顯的黃綠色時,飽和的氯水就制備好了。如果放入的濃鹽酸速度過快,反應過于劇烈,就會沖出少量KMnO■而使制的氯水顯紅色,報廢。

(6)鉬酸銨試劑

鉬酸銨試劑中存在的MoO■■與玻璃制品中的SiO■■反應,使試劑瓶的滴管與瓶口發生粘接,生成硅鉬酸銨黃色沉淀,使試劑變黃,而影響PO■■、HPO■■、H■PO■■鑒定效果。且試劑的酸性越強,有效期越短。因此改用塑料制品來配制、貯藏和分裝試劑,在氨水鉬酸銨溶液中加入了能增加NH■■濃度的固體NH■NO■。

具體步驟為:稱取134g(NH■)■MoO■·4H■O于500mL塑料燒杯中,加100mL H■O和100mL6mol/L氨水,水浴加熱并用塑料棒或竹筷攪拌加速溶解。再取120g NH■NO■加入上述溶液,待全部溶解后用水稀釋至1000mL就得到0.5mol/L鉬酸銨試劑。

按此配法,只要固體完全溶解,無需放置就可使用。此外,因整個過程不接觸玻璃制品及大量NH■■的引入,既避免了SiO■■的侵害,又保證了鉬酸銨試劑長期保存所需的堿性環境[8]。

4.有機試劑

(1)甲基紫指示劑1g/L

1g甲基紫溶于1L水中,不需要臨時配制,在常溫下,儲存于棕色瓶中,可以至少保存6個月不變質。

(2)酚酞-Na■CO■溶液

1mL0.05mol/L Na■CO■溶液,2mL5g/L的酚酞乙醇溶液,再加10mL水混勻,溶液呈現顯著的紅色。久放,溶液顏色因吸入二氧化碳而變淺,此時應棄去重新配制。

(3)四苯硼化鈉1g/L

若用四苯硼化鈉Na成品,按稱取3.4g溶于100mL水中,臨時配制,所得到的溶液為白色渾濁液,過濾清液,也不能檢出鉀離子的存在。因此采用稱取四苯硼化鈉15g,加入水50mL,微熱助溶,加入硝酸鋁1g或氯化鋁1g(為了生成膠體來絮凝四苯硼鈉可能產生的沉淀,方便過濾分離),振搖5min,加250mL水[9],再加入氯化鈉33.5g,溶解后靜置30min,用雙層中速定量濾紙過濾,加水100mL,再用6mol/L氫氧化鈉溶液調節其pH8~9,加水至500mL,過濾,溶液置于棕色瓶中備用,常溫下,有效期為6個月。此溶液為無色,濃度為30g/L,K■的鑒定反應效果明顯。

(4)玫瑰紅酸鈉2g/L

稱取玫瑰紅酸鈉1g溶于500mL水中,臨時配制,此溶液為亮紅色。

(5)鄰二氮菲5g/L

稱取鄰二氮菲2.5g,先用無水乙醇溶解完全后,再用水稀釋至500mL,當鄰二氮菲溶液呈微紅色則說明已變質。

按上述方法所配制的試劑,在定性分析實訓環節中均取得了良好的教學效果。

參考文獻:

[1]武漢大學.分析化學[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]Francis R.M.McDonnell等,Metallurgia,38,115-117,177-179(1948);C.A..42,8104h(1948).

[3]Francis R.M.McDonnell等,Metallurgia,39,280-282,336-338(1949);C.A..43,5325c(1949).

[4]Francis R.M.McDonnell等,Metallurgia,40,61-64,115-117,(1949);C.A..43,6537a(1949).

[5]Francis R.M.McDonnell等,Metallurgia,40,339-342 (1949);C.A.44,1355(1950).

[6]李朝會,沈愛琴,張成良等.常見陽離子分部分析法的研究[J].化學通報,1964,(4):55.

[7]郭若鶩.分析化學實驗[M].中國輕工業出版社.

[8]王玉,葛秀濤,王友社.幾種化學試劑配制方法的改進[J].大學化學,1998,6(3):44.

[9]HG/T2843-1997.