关于分析化学中定性分析试剂配制的研究

钟云红 邱春丽 张娜

摘要: 正确地掌握试剂的配制方法是保证定性分析实验顺利进行的前提。作者针对硫代乙酰胺代替硫化氢体系中的一些易变质和难配制的试剂进行了系统的研究。主要涉及阳离子、阴离子、盐溶液和有机试剂四个方面。所配制试剂在实训环节中均取得了良好的效果。

关键词: 分析化学定性分析试剂配制

分析化学包括定性、定量、仪器三部分,定性部分主要是讨论常见无机离子的定性分析。常见离子的定性分析,是为了让学生在掌握元素周期律的基础上进一步熟悉常见离子的共性和个性,与无机化学结合紧密,是对无机化学知识的巩固和拓展,以便为选择和设计离子的定性和定量方法提供理论依据[1]。自1841年R.Fresenius创立应用硫化氢的系统定性分析法以来,经过许多化学家特别是A.A.Noyes的努力,使其更加充实完善,纷乱的分析工作,成为具有完整系统和逻辑性很强的分析方法,适于教学和实际应用,沿用迄今已百余年。由于存在操作繁杂和实验室内空气被硫化氢污染等缺点,在系统分析的前提下,不少学者又设计了一系列改进或改革的方案[2]-[5]。但大都不及此经典方法完善可靠,而未被广泛采用[6]。

故目前多以硫代乙酰胺(CH■CSNH■,简写为TAA)的水溶液代替硫化氢(H■S)作沉淀剂。硫代乙酰胺在不同的介质中加热时发生不同的水解作用,因而它不仅可以代替H■S,而且可以代替硫化铵((NH■)■S)或硫化钠(Na■S)作沉淀剂[1]。

“巧妇难为无米之炊”,有效的试剂药品是做好定性分析化学实验的前提。要保证定性分析实验的顺利进行,就必须正确地掌握试剂的配制方法。笔者结合工作经验,下面就硫代乙酰胺代替硫化氢的改良体系,针对一些易变质和难配制的试剂进行讨论(文中所用水均为蒸馏水)。

1.常见阳离子练习试液(每毫升含阳离子10mg)

(1)Hg■■

由于Hg■(NO■)■·2H■O在空气中容易被氧化为Hg(NO■)■,因此Hg■■需要临时配制。称取Hg■(NO■)■·2H■O7.0g,先加少量的HNO■将其溶解完全,再用0.6mol/L HNO■溶液将其稀释至1L。配制好后加1滴金属汞防止Hg■■被氧化。

(2)Sn■

由于Sn■在空气中易水解和氧化,需要临时配制,因此配制Sn■时,称取SnCl■·2H■O 19.0g,溶解于6mol/L HCl溶液中,并将其稀释至1L,同时加入少量锡粒。

(3)Fe■

由于Fe■在空气中易氧化,需要临时配制,因此配制Fe■时,称取FeCl■·4H■O 35.6g,溶解于1mol/L HCl溶液中,再用水将其稀释至1L,同时加入少量铁钉。FeCl■·4H■O固体容易被氧化,所以配制前注意观察它的颜色是否为白色,若带黄色,说明已经被氧化成了三氯化铁。

2.常见阴离子练习试液(每毫升含阳离子10mg)

(1)SO■■

SO■■容易被氧化为SO■■,需临时配制,称取Na■SO■·7H■O 31.5g,溶解于水,并稀释至1L即可[1]。

(2)S■

S■容易被氧化析出S单质,需临时配制,称取Na■S·9H■O 75.0g,溶解于水,在通风橱中进行,并稀释至1L即可,储存于玻璃瓶中,要用橡皮塞子,否则,玻璃塞子发生粘接会打不开。久放的S■溶液会看到黑色沉淀,就是析出S单质的缘故。

3.盐溶液

(1)NH■SCN饱和溶液

NH■SCN为白色晶体,若带粉色,说明已经变质。它的溶解度很大,配制饱和溶液时,需要的药品量较大,且配制好后要立即装进带塞试剂瓶中,溶液本身呈无色,在空气中久放就会因变质而显红色。

(2)NaBrO溶液(学生临用时配制)

向3滴饱和溴水中,逐滴加入6mol/LNaOH,直至黄色褪去呈无色溶液。

(3)0.1mol/L Na■Co(NO■)■溶液

Na■Co(NO■)■(钴亚硝酸钠)现已有成品出售,但易失效,建议先做下测试实验,看药品是否变质或有无鉴定效果。如果效果不佳,就可以制备Na■Co(NO■)■溶液,即称取230g NaNO■溶于500mL水中, 加入165mL 6mol/L HAc溶液和30g Co(NO■)2·6H■O,静置过夜,过滤后的滤液(为棕色溶液)用水稀释至1L,储存于棕色瓶中,低温保存。

(4)醋酸铀酰锌溶液

称取10g醋酸双氧铀(醋酸铀酰)UO■(Ac)■·2H■O微热溶于15mL 6mol/L HAc中,加水稀释至100mL(溶液a)。

称取30g Zn(Ac)■·2H■O微热溶于15mL 6mol/L HAc中,加水稀释至100mL(溶液b)。

将溶液a、溶液b加热至70℃混合,加入0.5g NaCl结晶,放置24h,过滤取其滤液使用[7]。配制时为黄色溶液且有黄色沉淀,过滤后清液为黄色。

(5)新制氯水

在通风橱中,用少量的高锰酸钾和浓盐酸,采用微型启谱发生器制备,将氯气通入盛有蒸馏水的试剂瓶中(水可盛至瓶的4/5处)。反应相当剧烈,不用加热,浓盐酸放入速度应缓慢,逐滴加入,当看到试剂瓶中的水溶液由无色变为明显的黄绿色时,饱和的氯水就制备好了。如果放入的浓盐酸速度过快,反应过于剧烈,就会冲出少量KMnO■而使制的氯水显红色,报废。

(6)钼酸铵试剂

钼酸铵试剂中存在的MoO■■与玻璃制品中的SiO■■反应,使试剂瓶的滴管与瓶口发生粘接,生成硅钼酸铵黄色沉淀,使试剂变黄,而影响PO■■、HPO■■、H■PO■■鉴定效果。且试剂的酸性越强,有效期越短。因此改用塑料制品来配制、贮藏和分装试剂,在氨水钼酸铵溶液中加入了能增加NH■■浓度的固体NH■NO■。

具体步骤为:称取134g(NH■)■MoO■·4H■O于500mL塑料烧杯中,加100mL H■O和100mL6mol/L氨水,水浴加热并用塑料棒或竹筷搅拌加速溶解。再取120g NH■NO■加入上述溶液,待全部溶解后用水稀释至1000mL就得到0.5mol/L钼酸铵试剂。

按此配法,只要固体完全溶解,无需放置就可使用。此外,因整个过程不接触玻璃制品及大量NH■■的引入,既避免了SiO■■的侵害,又保证了钼酸铵试剂长期保存所需的碱性环境[8]。

4.有机试剂

(1)甲基紫指示剂1g/L

1g甲基紫溶于1L水中,不需要临时配制,在常温下,储存于棕色瓶中,可以至少保存6个月不变质。

(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水混匀,溶液呈现显著的红色。久放,溶液颜色因吸入二氧化碳而变浅,此时应弃去重新配制。

(3)四苯硼化钠1g/L

若用四苯硼化钠Na成品,按称取3.4g溶于100mL水中,临时配制,所得到的溶液为白色浑浊液,过滤清液,也不能检出钾离子的存在。因此采用称取四苯硼化钠15g,加入水50mL,微热助溶,加入硝酸铝1g或氯化铝1g(为了生成胶体来絮凝四苯硼钠可能产生的沉淀,方便过滤分离),振摇5min,加250mL水[9],再加入氯化钠33.5g,溶解后静置30min,用双层中速定量滤纸过滤,加水100mL,再用6mol/L氢氧化钠溶液调节其pH8~9,加水至500mL,过滤,溶液置于棕色瓶中备用,常温下,有效期为6个月。此溶液为无色,浓度为30g/L,K■的鉴定反应效果明显。

(4)玫瑰红酸钠2g/L

称取玫瑰红酸钠1g溶于500mL水中,临时配制,此溶液为亮红色。

(5)邻二氮菲5g/L

称取邻二氮菲2.5g,先用无水乙醇溶解完全后,再用水稀释至500mL,当邻二氮菲溶液呈微红色则说明已变质。

按上述方法所配制的试剂,在定性分析实训环节中均取得了良好的教学效果。

参考文献:

[1]武汉大学.分析化学[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]李朝会,沈爱琴,张成良等.常见阳离子分部分析法的研究[J].化学通报,1964,(4):55.

[7]郭若鹜.分析化学实验[M].中国轻工业出版社.

[8]王玉,葛秀涛,王友社.几种化学试剂配制方法的改进[J].大学化学,1998,6(3):44.

[9]HG/T2843-1997.