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化学

金属イオンの系統分離

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るーつ

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無機化学の金属イオンの分離の最も典型的なパターンです。『硝酸を加える理由』『煮沸する理由』はよく問われるので整理しておきましょう。溶解度積の観点からも《ZnS(白色)は酸性条件下では沈殿しない、基本的に硫化物の沈澱ができにくい酸性条件でもCuS(黒色)は沈澱する》ことをおさえておいてください。

ノートテキスト

ページ1:

AgCl ↓(白)
P624
PbCQ2は熱水
に溶ける
硫化水素で還元されたF^酸
化して、もとのFe3+にもどすため
金属イオンの系統分離
Nat Ca2+, Alat, Fes Zn2+ Cu2+ Pb2+Aet
·Pb Cl₂ ↓ (§), A & C ↓ (§)
熱水
HNO3を加える理由
,
←希塩酸を加える
2+
Nat, Cat, Alat Fet, znztcut
H2S (酸性)
Nat, Cat Alat, Fat, znt
・加熱して H2S
を追い出しHNO3
を加える
・過剰のアンモニア水
を加える。
Cus↓(黒)
イオン化傾向がSnより
小さい金属は、酸性条件でも
硫化物が沈殿
加熱する理由
気体の溶解度は温度が
高くなると小さくなるため
硫化物は一般に
AL(OH)3 ↓ (白) Fe(OH)3 ↓ (赤褐) Nat, cat [Z][MH4]24
過剰NaOH水
H2S (塩基性)
黒色沈殿
例外 ZnS(白); cdS (黄)
Fe(OH)3 (6)
[ARCOH)] ZSL (白) Nat.Ca*
(NH4) 2C03
Li K Ca Na Mg / Al Zn Fe Ni / Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
沈殿しない
中・塩基性で 酸性でもいつでも沈殿
沈殿
CaCO3↓(白)
Na+
炎色反応で確認

ページ2:

6属系統分離法
(ア) 酸性で硫化物が沈殿するもののうち、塩化物
が沈殿する Agt, Pb2+を第1属、残りを第2属とする。
(イ) 塩基性で硫化物が沈殿するもののうち、3価で
弱塩基性でも水酸化物が沈殿しやすいFe3+, Al34
を第3属、残りを第4属とする。
(ウ) 硫化物が沈殿しないもののうち、炭酸塩が沈殿する
Ca2+, Bat を第5属、残りを第6属とする。
これらの金属イオンの混合溶液に、決まった分属試薬
を決まった順序で加えて、イオン化傾向の小さい金属イオン
から大きい金属イオンの順序で分離する方法を系統充分離
といい、硫化水素を用いて金属イオンを6つの属に分離
[する]系統分離を6属系統分離法という。
硫化水素は水溶液中で電離し、生じた硫化物イオン
S' と、 金属イオンが反応して、硫化物の沈殿を生成する。
H2SR2H++S2 ---(1)
溶液が酸性のときは、(1)の平衡は左へ移動し、硫
化物イオン濃度[S2] は小さくなる。ち、溶液が中心
塩基性のときは、(1)の平衡が右へ移動し、[S2-]は大き
くなる。
(1) イオン化傾向の小さい金属イオン(Sh+~Ag+)
は、硫化物の溶解度が非常に小さく、硫化物が
沈殿しやすい。したがって、[S]の小さい酸性条件
でも硫化物が沈殿する。
(i) イオン化傾向が中程度の金属イオン (Al3+~Ni24)
は、硫化物の溶解度が比較的大きく、硫化物が
やや沈殿しにくい。したがって[S]の大きい中~塩
基性溶液でないと硫化物が沈殿しない。
イオン化傾向の大きい金属イオン(k+~Mg2+)
は、硫化物の溶解度が大きく、いかなる条件を与
えても硫化物は沈殿しない。

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