イオン性化合物の溶解度ルールの決定

General Chemistry

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Overview

ソース: 博士ニール エイブラムスの研究室-環境科学および林業のニューヨーク州立大学

イオン性化合物の溶解度は、定性分析によって決定できます。定性分析は化学的性質を使用する分析化学の枝と化合物に存在する陽イオンまたは陰イオンを識別する反応。化学反応は知られている溶解性ルールに依存しています、それらの同じ規則を形成する製品を識別することによって決定できます。現代の産業化学研究所で定性分析は通常行われませんが、高度な計測器を必要とせずフィールドで簡単に使用することができます。定性分析は、また観測を説明して、決定的な結論を出すためにフローチャートにデータの整理し同様、イオンとイオン反応を理解することに焦点を当ててください。

多くの陽イオンと陰イオンの対応と同様の化学的性質があります。慎重な分離・分析ソリューションにイオンを体系的に識別するために、正しい識別が必要です。それは酸/塩基特性、イオン平衡、酸化還元反応、イオンを正常に識別する pH プロパティを理解することが重要です。

ほぼすべての元素と多原子イオンの定性検査、識別プロセス通常知ることから始まる分析するイオンの「クラス」陽イオンまたは陰イオン、または多原子、元素のグループまたは期間、遷移または主要なグループ。この実験では、イオン、陽イオンと陰イオンの両方のタイプが識別されます。陽イオンを多原子イオンも含めます。

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JoVE Science Education Database. 一般化学の基本. イオン性化合物の溶解度ルールの決定. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Principles

陽イオンと陰イオンを識別する既知の化学反応と反応与えられた未知のイオン間に基づいています。場合、同様のイオンを積極的に識別する反応の欠如があります。すべてのイオン性化合物から成る陽イオンと、陰イオンと 2 つの異なるイオン性化合物の間の反応が発生すると、1 つの化合物の陽イオンが新しいイオン性化合物を形成し、別の陰に引き付け静電。(注: いくつかのユニークなイオン性の化合物の陽イオンまたはイオンがあります。KNaC4H4O6または (NH4)2Fe (その4)2例だろうイオン性の化合物の全体的な料金合計する必要がまだゼロに。)この種の反応は、メタセシス、または二重変位の反作用として知られているし、以下の通りです。

wAB(aq) + xCD(aq)y広告(s) + zCB(aq)

分子反応

どこ A および C は、陽イオンの反応、B と D が陰イオン反応、化合物、モルの割合 w とx、それぞれ。同じ広告の製品(s)yzのモル比を持つ CB(aq)に従います。水溶液中での反応が起こるとき、分子反応は無料イオンとイオン反応として知られている不溶性の製品の組み合わせとして記述できます。

A+(aq) + B-(aq) +(aq) C++-D(aq) →AD(s) + B-(aq) C+(aq)

イオン反応

イオン反応は、参加しない、スペクテーター イオンとして知られているそれらと同様、反応に関与するイオンの両方を示しています。不溶性の製品広告(s)の形成反応のイオンを識別またはそれらイオンの容解性の規則が決定される可能性があります。すべてのケースで純イオン反応はイオン反応の簡略化された形であり、反応に関与するイオンのみを示していますすべての観測に基づいています。

+(Aq) + D-(aq)→ 広告(s)

純イオン反応

不溶性の製品、または沈殿物の生産化学反応を観察することは純イオン反応の参加者のためのマーカーです。

陽イオンまたは陰イオンに独特なか共通試薬のクラスまたはグループ内のすべてのイオンに反応があります。たとえば、すべての遷移金属イオンと硫化物イオン S2 -反応、フォーム不溶性の沈殿物します。多くのアルカリ土類金属は、炭酸塩やリン酸イオン存在下における白色析出物を形成します。溶解度ルールと化学反応の組み合わせにより混合ソリューションをより選択的同定解析を実行できます。たとえば、亜鉛、銀、ニッケル、鉄を含む溶液は、図 1のフローチャートによると分けることも。塩化物がまず塩化銀塩化銀を沈殿させるソリューションに追加されます。残りの金属が過剰の水酸化亜鉛の再溶解のすべての沈殿水酸化です。亜鉛は、緑の沈殿物を形成、カリウム錯体存在下で確認されます。残りの鉄とニッケルの沈殿物を収集、ニッケルを溶解する過剰のアンモニアが追加され、複雑な固体の鉄を収集します。鉄は酸の存在下で再溶解し、チオシアン酸イ オンを確認します。ニッケルは、積極的にジメチルグリオキシム、固体の赤褐色沈殿物を形成を追加することによって識別されます。

Figure 1
図 1。分離ソリューションの例フローチャート。

Procedure

1 一般的な方法

  1. 定性分析のための準備
    1. 反応は、ボリュームの 5 mL 以下と小型試験管で一般的に行われます。
    2. ソリューションは、完全に溶解する必要があるし、通常 ~0.1 M 比較的希釈する必要があります。
    3. 試薬は、ゆっくりと drop-wise を追加、注意深く観察する必要があります。
    4. いくつか一般的な「テスト ソリューション」溶解性ルールを確立または不明なイオンを識別する必要があります。これらは、特定の化学種 (陽イオンまたは陰イオン) と特異的に反応する知られているイオンを含んでいます。
      1. 一般的なソリューションは、カノ3BaCl2(NH4)2MoO4, HCl、アグノ3,、水酸化ナトリウム、および他のソリューションに必要な。
  2. 混合
    1. タップまたは垂直方向のテスト チューブを旋回してソリューションをミックスします。コルクやストッパーを使用して、ソリューションを飛散防止のため。
    2. コルクまたはストッパー、削除し、優しく水浴または反応を誘発するクールな炎のソリューションを加熱します。ラボで、個人から試験管をポイントします。
  3. 観察と回復
    1. 上清 (非反応溶液) を分離、遠心分離による沈殿物します。追加のテスト イオンが追加されたときにフォームを沈殿より反応は完了です。多くの沈殿物無しフォームまでテスト イオンを追加していきます。
    2. 遠心分離を使用して注ぐや培養上清をデカント沈殿を洗います。多くの水を追加し、3 つ洗浄液の合計のプロセスを繰り返します。
    3. 真空濾過により大量の沈殿物を洗浄し、フィルター ペーパーから乾燥した沈殿物を回復します。
    4. 沈殿物の形成だけでなく、沈殿物の色、厚さ (ゼラチン、曇り、罰金)、結晶形成などのプロパティに注意してください。
  4. 安全性と廃棄物
    1. 定性分析実験を行いながら安全眼鏡を常に着用します。手袋も必要があります使用する試薬や形成製品に基づいています。
    2. 適切な廃棄物処理方法に密接に従わなければなりません。1 つのコンテナーに複数の反応を組み合わせた場合、有害な製品を形作ることができます。

2. 陰イオン分析

  1. リン酸塩、炭酸、塩化物、硫化物イオン; を識別します。PO43 -, CO32 --、Cl S2-
    1. リン酸
      1. 溶液リン酸、PO43 -、カルシウム イオン、Ca2 +を含む別のソリューションを追加します。白色沈殿物の形成は、リン酸カルシウム、Ca3(PO4)2の生成を示します。
      2. 多くの陽イオンはカルシウムと不溶性の製品を形成するのでより特定の反応が可能です。固体を溶解し、HPO42-を形成する Ca3(PO4)2 H+ (酸) を追加します。その後、HPO42-モリブデン酸アンモニウム (NH4)2MoO4とを組み合わせます。肯定的なテストをもたらす黄色沈殿物悪かった、NH4)3PO4(MoO3)12(s)。純イオン反応は次のとおりです。
        3 Ca2 +(aq) + 2 PO43 -(aq) Ca3PO4(s)
        Ca3PO4(s) + 2 H+(aq) → 3 Ca2 + + 2 HPO42-(aq)
        HPO4 2-(aq) + 12 (NH4)2MoO4(aq) + 23 H+(aq)
        (NH4)3PO4 (MoO3)12(s) + 21 NH4+(aq) + 12 H2O(l)
    2. 炭酸塩します。
      1. 炭酸塩グループ 1 及びアンモニウム イオン存在下でを除いて一般に溶け合うことはありません。炭酸塩含有溶液に塩化カルシウム、CaCl2を数滴を追加します。高炭酸濃度とソリューションの白いフォームを沈殿し、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム3生成の可能性を示します。反応は、リン酸塩のような他の陰イオンを含む多くの干渉です。
        Ca2 +(aq) + CO32 -(aq)CaCO3(s)
      2. 3CO2-炭酸塩を含む溶液に H+ (酸) を追加します。気泡の形成は、CO2を意味する CO32-反応物としての存在感を示します。炭酸イオンは、フォームの炭酸ガスと水に強酸の存在下でベースとして動作します。
        CO32-(aq) + H+(aq) → CO2(g) + H2O(l)
    3. 塩化
      1. 硝酸銀を塩化物含有のソリューションに追加します。白色沈殿物の形成は、塩化銀(s)の形成を示します。
        Ag+(aq) + Cl-(aq) → 塩化銀(s)
    4. 硫化物
      1. 硫化物を含む溶液に塩化銅ソリューションを追加します。黒い沈殿物の形成は、硫化銅、CuS の形成を示します。一般的には、S2 -、硫化物イオンを含む溶液は、不溶性の金属硫化物を生成する金属イオンと反応します。
        S2- +、Cu2 + → 我孫子(s) 
        Kspの溶解度積の値 = 10-36× 6.3、製品の不溶性の高度を示します。

3. 陽イオン分析

  1. すべてのアルカリ金属 (グループ 1) といくつかのアルカリ土類金属 (グループ 2) ある特定の条件の下でを除く水溶性。
  2. ほぼすべてのグループ 3-13 金属硫化物の存在下で不溶性と見なされます、炭酸塩、リン酸塩および水酸化物。色と沈殿物の種類が異なります。
    1. 水酸化水溶液にクロム ソリューションを配置します。緑の析出物が観察されます。+2 金属水酸化物との一般的な反応は以下のとおりです。
      M2 + + オハイオ州- → M(OH)2(s)
    2. 溶解性だけでいくつかの注目すべき例外に基づくほとんどの金属イオンを区別することは不可能します。
      1. 鉛 Pb2 +塩化物、臭化物、またはヨウ化や Ag+、水銀、Hg2+ 2、銀のさらは、沈殿形成の結果します。
      2. ストロンチウム, Sr2 +, バリウム, Ba2 +水銀、Hg22 +、または鉛、Pb2 +により硫酸の存在下で沈殿物の追加。
      3. Ba2 +クロ42 -BaCrO4(s)の存在下で黄色の固体を形成します。これは「バリウム イエロー」と呼ばれる油性塗料に使われる色素です。
  3. 限られた不溶性金属イオンのそれぞれの金属を識別するために他の定性検査が可能です。一方、いくつかのフォームの沈殿物、他はキレート イオンまたは分子の存在下で独特の色変更を受けます。陽イオンの同定は、ニッケル、鉄、アルミニウムおよび亜鉛;Ni2 +Fe3 +Al3 +Zn2 +
    1. ジメチルグリオキシム (H2dmg) ローズ赤色沈殿物 Ni (H2dmg) を形成する存在下でのニッケル (II) を追加します。
      Ni2 +(aq) + 2 H2dmg(aq) → Ni(Hdmg)2(s) + 2 H+(aq)
    2. チオシアン酸イ オン、SCN-血赤 [FeNCS]2 +を形成するために鉄 (III) を追加] 複雑な。
      Fe3 +(aq) + SCN-(aq) → [FeNCS]2 +(aq)
    3. アルミニウム イオン
      1. ピロカテ コール バイオレット ブルーのソリューションを形成する pH 6 アンモニウム酢酸緩衝液とアルミニウム (III) を組み合わせます。
      2. アルミニウム (III) はまた、ゼラチン白 Al(OH)3(s)化合物を形成するため弱い基盤の存在下で沈殿します。もっと基本を追加されます [Al(OH)4] 明確な無色のフォームに化合物-(aq)可溶性複合体。
    4. 亜鉛イオン
      1. 少量の白色沈殿物を形成するベースに亜鉛 (II) を追加します。再沈殿を溶解し、可溶性 [Zn(OH)4]2-複雑な形成によりベースを追加します。
      2. 光緑沈殿物 K2Zn3[Fe(CN)6]2(s) を形成するカリウム錯体、K4[Fe(CN)6] に亜鉛 (II) を追加します。
        3 の Zn2 +(aq) + 2 K4[Fe(CN)6](aq)K2Zn3[Fe(CN)6]2(s) +(aq) 6 K+

イオン性化合物の溶解度特性の傾向は、イオン溶液の定性分析に使用できます。いつ化合物は、多くの製品は形作ることができる、それぞれ異なる溶解特性を持つイオン溶液の混合物に追加されます。だけ 1 つの製品が水溶性の場合それだけでは解決策が残ります。逐次反応を実行すると、溶液中のイオンを体系的に識別して分離しました。

元素分析に様々 な分析機器が存在するテクニック時間がかかることが多いや研究室間の検体の移送を必要とします。溶解度のプロパティを調べることなど定性的な分析手法は、分析のため高速でアクセス可能なプレ ・ スクリーニング方法です。

このビデオがイオン性化合物の溶解度のプロパティを導入、イオン性化合物を選択的に沈殿のための手順を示すし、定性分析産業設定で溶解性の傾向を使用してのいくつかのアプリケーションをご紹介します。

イオン性物質は、陽イオンと陰イオンで構成されます。2 つの異なるイオン性化合物の間の反応が発生すると、1 つの化合物の陽イオンは静電新しい化合物を形成し、別の陰イオンに引きつけられます。反応に参加しないイオン スペクテーター イオンと純イオン反応から省略されます。イオン性化合物が分解するとき可逆的に溶媒分子との対話し、イオンを分離します。イオンと新しいカウンター イオンの相互作用、イオンと溶媒分子との間よりも強い場合、それは固体の段階にある製品の有利になります。溶液から固体製品の形成は沈殿物として知られている、固体沈殿物と呼びます。

イオンは溶液から不溶性沈殿が誘発反応による選択的に分離することができます。これらの反応を設計するには、陽イオンと陰イオンは、溶解性の傾向に基づく広範なカテゴリに割り当てられます。陽イオン、陰イオンの不溶性反応製品に共通の特定によってグループ化し、陰イオンは一般的な陽イオンによって同様にグループ化されます。これらの共通イオンのソリューションは、これらのグループのテストに使用されます。

分離がイオン専用試薬、同じグループに属している必要なまたは集中ソリューションはそのグループのイオンが分離されたら、選択的反応を誘導するために使用できます。分離されたイオンの身元を確認するこれらの特殊な試薬を使用もできます。今ではイオン、リン酸塩のためのソリューションを分析するための手法を行ってみましょうの質的分析の背後にある原理を理解する金属の陽イオンの混合物を分離するための手順が続きます。

リン酸塩のためのソリューションを分析し、まず水溶性カルシウム、アンモニウム orthomolybdate と濃硝酸の希釈テスト ソリューションを準備します。次に、試験管に未知の溶液 5 mL を配置します。

未知の溶液に滴下カルシウム溶液を追加します。白色沈殿物の形成は、リン酸カルシウムや炭酸カルシウムの存在を示すことができます。リン酸の存在を確認するには、ゆっくりと試験管に硝酸を追加します。沈殿物の溶解は、リン酸水素が形成されることを示します。気泡の欠如は、炭酸は二酸化炭素と水に酸と反応があるだろう、でも、炭酸塩が存在ことがないを示します。

最後に、ゆっくりと、試験管にアンモニウム orthomolybdate を追加します。黄色の沈殿物は、溶液中のリン酸の存在を確認としてアンモニウム モリブドリン酸フォーム。

まず、テキスト プロトコルに記載されている希釈試験液を準備します。4 つの試験管と、遠心分離機での使用に適したキャップを取得します。1 試験管に水亜鉛、ニッケル、銀、鉄の硝酸塩の混合物を配置します。分離するには、まずゆっくりと希塩酸、混合物に追加、ゆっくり旋回します。形成する白色の沈殿物は、塩化銀です。多くの沈殿物無しフォームまで塩化物溶液を追加していきます。

遠心分離して上澄み、液体や固体の塩化銀を区切ります。2 番目のテスト チューブに上清をデカントします。3 回水で塩化銀を洗浄し、洗うたびに 2 番目のテスト チューブをデカントします。次に、2 番目の試験管に水酸化ナトリウム溶液を滴下追加します。3 つの析出物を形成する: 白緑ニッケル水酸化物、黄色の鉄水酸化亜鉛水酸化物。水溶性ジンケート イオンを形成化合物固体白い亜鉛が溶解するまで水酸化ナトリウムを追加していきます。遠心分離によって亜鉛溶液と固体ニッケル鉄化合物を分離し、第 3 の試験管にソリューションをデカントします。水と固形物を 3 回洗浄し、デカント亜鉛溶液にそれぞれ。

ゆっくりと水酸化亜鉛の沈殿物し、溶解するまで第 3 の試験管に亜鉛溶液に塩酸を追加します。

その後、白色沈殿物としてカリウム亜鉛錯体を形成する亜鉛溶液に滴下カリウム錯体を追加します。今、固体ニッケル水酸化物と水酸化鉄を含むテスト チューブにゆっくりと水溶性青ニッケル hexammine イオンを形成するためアンモニアを追加します。遠心沈降法による固体鉄水酸化物のニッケル液を分離し、4 番目のテスト チューブにニッケル液をデカントします。3 回水と水酸化鉄を洗い、デカント ニッケル液に洗浄。ゆっくりと赤い沈殿物としてニッケル ジメチルグリオキシムを形成するニッケル液にジメチルグリオキシムを追加します。固体鉄水酸化塩化第二鉄の溶液を形成する濃塩酸を慎重に追加します。鉄の存在を確認、深い赤 thiocyanatoiron 陽イオンを形成するチオシアン酸を追加します。

シンプルさと溶液中のイオンの定性分析を実行するスピード広く化学環境と業界でこの手法になります。

水には、カルシウムやマグネシウムなどの金属イオンの高濃度が含まれています、硬水が呼び出されます。これらの金属の陽イオンは、水パイプや給湯を詰まらせる白亜預金を形成する炭酸塩などの陰イオンと反応できます。水の硬度は炭酸溶液を水のサンプルに追加することによって評価できます。白い沈殿物は、カルシウムの高いレベルを示します。

リン酸は生命の多くの形態のための重要な栄養素、産業および庭の肥料のために使用されますが、リン酸の過剰は有害な特に淡水環境ですることができます。住宅や商業地における排水は、リン酸塩のため硝酸アンモニウム orthomolybdate を追加してテストできます。黄色の沈殿物は、リン酸塩の高レベルを示します。

イオンの溶解度ルールのゼウスの概要を見てきただけ。イオン反応、ソリューションの定性分析に、いくつかのプロシージャおよび溶解度を用いた質的分析のいくつかのアプリケーションの原則に精通している必要がありますできます。

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Applications and Summary

ここに示す反応は、陽イオンまたは陰イオンのクラスの存在を確認したり、ある特定のイオンのために非常に特別に使用する使用ことができます。2 試薬、分析で使用される、いずれかの試薬通常検出できます他します。たとえば、塩化銀イオンを使用の有無を分析する代わりに銀イオン識別できます塩化物を使用します。特定の色または沈殿物テスト続く沈殿物の一般的なルールの組み合わせは、原子または多原子、利用可能なほぼすべてのイオンを識別するために使用できます。同時にそれらの同じ規則のほとんどは、反応の陰イオンと陽イオンは陽イオンと陰イオンの容解性のための規則のセットを生成するために体系的に一緒に確立できます。

定性分析と溶解性に関連するルールは、一般的な化学実験室の一般的な実験です。これは、ため、一部では、使いやすさ、速度、およびテストの安価な自然です。テスト フィールドに基づく分析と検証ラボで使用される質的なテストはまた、これらの理由からです。たとえば、地質会社はかどうか大量のニッケル鉱山から流出するストリーム内に存在を知りたい場合があります。水を dimethylgloxime に追加することによって単純なテストは、ニッケル イオンの選択的です。同様に、水質当局は水の硬度のレベルを検出してこのように水に炭酸塩を検出するバリウム (またはいくつか他のグループ 2 の金属) を使用できます。ただし、高度な計測では、定量的な結果が必要か、複数のイオンは非常に低いレベルで識別する必要がありますがされます。これは、質量分析法、イオンクロマトグラフィー、光分光法の様々 な形態が含まれています。

References

  1. Eaton, A. Standard Methods for the Examination of Water & Wastewater. Centennial ed. Washington, DC: American Public Health Association (2005).

1 一般的な方法

  1. 定性分析のための準備
    1. 反応は、ボリュームの 5 mL 以下と小型試験管で一般的に行われます。
    2. ソリューションは、完全に溶解する必要があるし、通常 ~0.1 M 比較的希釈する必要があります。
    3. 試薬は、ゆっくりと drop-wise を追加、注意深く観察する必要があります。
    4. いくつか一般的な「テスト ソリューション」溶解性ルールを確立または不明なイオンを識別する必要があります。これらは、特定の化学種 (陽イオンまたは陰イオン) と特異的に反応する知られているイオンを含んでいます。
      1. 一般的なソリューションは、カノ3BaCl2(NH4)2MoO4, HCl、アグノ3,、水酸化ナトリウム、および他のソリューションに必要な。
  2. 混合
    1. タップまたは垂直方向のテスト チューブを旋回してソリューションをミックスします。コルクやストッパーを使用して、ソリューションを飛散防止のため。
    2. コルクまたはストッパー、削除し、優しく水浴または反応を誘発するクールな炎のソリューションを加熱します。ラボで、個人から試験管をポイントします。
  3. 観察と回復
    1. 上清 (非反応溶液) を分離、遠心分離による沈殿物します。追加のテスト イオンが追加されたときにフォームを沈殿より反応は完了です。多くの沈殿物無しフォームまでテスト イオンを追加していきます。
    2. 遠心分離を使用して注ぐや培養上清をデカント沈殿を洗います。多くの水を追加し、3 つ洗浄液の合計のプロセスを繰り返します。
    3. 真空濾過により大量の沈殿物を洗浄し、フィルター ペーパーから乾燥した沈殿物を回復します。
    4. 沈殿物の形成だけでなく、沈殿物の色、厚さ (ゼラチン、曇り、罰金)、結晶形成などのプロパティに注意してください。
  4. 安全性と廃棄物
    1. 定性分析実験を行いながら安全眼鏡を常に着用します。手袋も必要があります使用する試薬や形成製品に基づいています。
    2. 適切な廃棄物処理方法に密接に従わなければなりません。1 つのコンテナーに複数の反応を組み合わせた場合、有害な製品を形作ることができます。

2. 陰イオン分析

  1. リン酸塩、炭酸、塩化物、硫化物イオン; を識別します。PO43 -, CO32 --、Cl S2-
    1. リン酸
      1. 溶液リン酸、PO43 -、カルシウム イオン、Ca2 +を含む別のソリューションを追加します。白色沈殿物の形成は、リン酸カルシウム、Ca3(PO4)2の生成を示します。
      2. 多くの陽イオンはカルシウムと不溶性の製品を形成するのでより特定の反応が可能です。固体を溶解し、HPO42-を形成する Ca3(PO4)2 H+ (酸) を追加します。その後、HPO42-モリブデン酸アンモニウム (NH4)2MoO4とを組み合わせます。肯定的なテストをもたらす黄色沈殿物悪かった、NH4)3PO4(MoO3)12(s)。純イオン反応は次のとおりです。
        3 Ca2 +(aq) + 2 PO43 -(aq) Ca3PO4(s)
        Ca3PO4(s) + 2 H+(aq) → 3 Ca2 + + 2 HPO42-(aq)
        HPO4 2-(aq) + 12 (NH4)2MoO4(aq) + 23 H+(aq)
        (NH4)3PO4 (MoO3)12(s) + 21 NH4+(aq) + 12 H2O(l)
    2. 炭酸塩します。
      1. 炭酸塩グループ 1 及びアンモニウム イオン存在下でを除いて一般に溶け合うことはありません。炭酸塩含有溶液に塩化カルシウム、CaCl2を数滴を追加します。高炭酸濃度とソリューションの白いフォームを沈殿し、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム3生成の可能性を示します。反応は、リン酸塩のような他の陰イオンを含む多くの干渉です。
        Ca2 +(aq) + CO32 -(aq)CaCO3(s)
      2. 3CO2-炭酸塩を含む溶液に H+ (酸) を追加します。気泡の形成は、CO2を意味する CO32-反応物としての存在感を示します。炭酸イオンは、フォームの炭酸ガスと水に強酸の存在下でベースとして動作します。
        CO32-(aq) + H+(aq) → CO2(g) + H2O(l)
    3. 塩化
      1. 硝酸銀を塩化物含有のソリューションに追加します。白色沈殿物の形成は、塩化銀(s)の形成を示します。
        Ag+(aq) + Cl-(aq) → 塩化銀(s)
    4. 硫化物
      1. 硫化物を含む溶液に塩化銅ソリューションを追加します。黒い沈殿物の形成は、硫化銅、CuS の形成を示します。一般的には、S2 -、硫化物イオンを含む溶液は、不溶性の金属硫化物を生成する金属イオンと反応します。
        S2- +、Cu2 + → 我孫子(s) 
        Kspの溶解度積の値 = 10-36× 6.3、製品の不溶性の高度を示します。

3. 陽イオン分析

  1. すべてのアルカリ金属 (グループ 1) といくつかのアルカリ土類金属 (グループ 2) ある特定の条件の下でを除く水溶性。
  2. ほぼすべてのグループ 3-13 金属硫化物の存在下で不溶性と見なされます、炭酸塩、リン酸塩および水酸化物。色と沈殿物の種類が異なります。
    1. 水酸化水溶液にクロム ソリューションを配置します。緑の析出物が観察されます。+2 金属水酸化物との一般的な反応は以下のとおりです。
      M2 + + オハイオ州- → M(OH)2(s)
    2. 溶解性だけでいくつかの注目すべき例外に基づくほとんどの金属イオンを区別することは不可能します。
      1. 鉛 Pb2 +塩化物、臭化物、またはヨウ化や Ag+、水銀、Hg2+ 2、銀のさらは、沈殿形成の結果します。
      2. ストロンチウム, Sr2 +, バリウム, Ba2 +水銀、Hg22 +、または鉛、Pb2 +により硫酸の存在下で沈殿物の追加。
      3. Ba2 +クロ42 -BaCrO4(s)の存在下で黄色の固体を形成します。これは「バリウム イエロー」と呼ばれる油性塗料に使われる色素です。
  3. 限られた不溶性金属イオンのそれぞれの金属を識別するために他の定性検査が可能です。一方、いくつかのフォームの沈殿物、他はキレート イオンまたは分子の存在下で独特の色変更を受けます。陽イオンの同定は、ニッケル、鉄、アルミニウムおよび亜鉛;Ni2 +Fe3 +Al3 +Zn2 +
    1. ジメチルグリオキシム (H2dmg) ローズ赤色沈殿物 Ni (H2dmg) を形成する存在下でのニッケル (II) を追加します。
      Ni2 +(aq) + 2 H2dmg(aq) → Ni(Hdmg)2(s) + 2 H+(aq)
    2. チオシアン酸イ オン、SCN-血赤 [FeNCS]2 +を形成するために鉄 (III) を追加] 複雑な。
      Fe3 +(aq) + SCN-(aq) → [FeNCS]2 +(aq)
    3. アルミニウム イオン
      1. ピロカテ コール バイオレット ブルーのソリューションを形成する pH 6 アンモニウム酢酸緩衝液とアルミニウム (III) を組み合わせます。
      2. アルミニウム (III) はまた、ゼラチン白 Al(OH)3(s)化合物を形成するため弱い基盤の存在下で沈殿します。もっと基本を追加されます [Al(OH)4] 明確な無色のフォームに化合物-(aq)可溶性複合体。
    4. 亜鉛イオン
      1. 少量の白色沈殿物を形成するベースに亜鉛 (II) を追加します。再沈殿を溶解し、可溶性 [Zn(OH)4]2-複雑な形成によりベースを追加します。
      2. 光緑沈殿物 K2Zn3[Fe(CN)6]2(s) を形成するカリウム錯体、K4[Fe(CN)6] に亜鉛 (II) を追加します。
        3 の Zn2 +(aq) + 2 K4[Fe(CN)6](aq)K2Zn3[Fe(CN)6]2(s) +(aq) 6 K+

イオン性化合物の溶解度特性の傾向は、イオン溶液の定性分析に使用できます。いつ化合物は、多くの製品は形作ることができる、それぞれ異なる溶解特性を持つイオン溶液の混合物に追加されます。だけ 1 つの製品が水溶性の場合それだけでは解決策が残ります。逐次反応を実行すると、溶液中のイオンを体系的に識別して分離しました。

元素分析に様々 な分析機器が存在するテクニック時間がかかることが多いや研究室間の検体の移送を必要とします。溶解度のプロパティを調べることなど定性的な分析手法は、分析のため高速でアクセス可能なプレ ・ スクリーニング方法です。

このビデオがイオン性化合物の溶解度のプロパティを導入、イオン性化合物を選択的に沈殿のための手順を示すし、定性分析産業設定で溶解性の傾向を使用してのいくつかのアプリケーションをご紹介します。

イオン性物質は、陽イオンと陰イオンで構成されます。2 つの異なるイオン性化合物の間の反応が発生すると、1 つの化合物の陽イオンは静電新しい化合物を形成し、別の陰イオンに引きつけられます。反応に参加しないイオン スペクテーター イオンと純イオン反応から省略されます。イオン性化合物が分解するとき可逆的に溶媒分子との対話し、イオンを分離します。イオンと新しいカウンター イオンの相互作用、イオンと溶媒分子との間よりも強い場合、それは固体の段階にある製品の有利になります。溶液から固体製品の形成は沈殿物として知られている、固体沈殿物と呼びます。

イオンは溶液から不溶性沈殿が誘発反応による選択的に分離することができます。これらの反応を設計するには、陽イオンと陰イオンは、溶解性の傾向に基づく広範なカテゴリに割り当てられます。陽イオン、陰イオンの不溶性反応製品に共通の特定によってグループ化し、陰イオンは一般的な陽イオンによって同様にグループ化されます。これらの共通イオンのソリューションは、これらのグループのテストに使用されます。

分離がイオン専用試薬、同じグループに属している必要なまたは集中ソリューションはそのグループのイオンが分離されたら、選択的反応を誘導するために使用できます。分離されたイオンの身元を確認するこれらの特殊な試薬を使用もできます。今ではイオン、リン酸塩のためのソリューションを分析するための手法を行ってみましょうの質的分析の背後にある原理を理解する金属の陽イオンの混合物を分離するための手順が続きます。

リン酸塩のためのソリューションを分析し、まず水溶性カルシウム、アンモニウム orthomolybdate と濃硝酸の希釈テスト ソリューションを準備します。次に、試験管に未知の溶液 5 mL を配置します。

未知の溶液に滴下カルシウム溶液を追加します。白色沈殿物の形成は、リン酸カルシウムや炭酸カルシウムの存在を示すことができます。リン酸の存在を確認するには、ゆっくりと試験管に硝酸を追加します。沈殿物の溶解は、リン酸水素が形成されることを示します。気泡の欠如は、炭酸は二酸化炭素と水に酸と反応があるだろう、でも、炭酸塩が存在ことがないを示します。

最後に、ゆっくりと、試験管にアンモニウム orthomolybdate を追加します。黄色の沈殿物は、溶液中のリン酸の存在を確認としてアンモニウム モリブドリン酸フォーム。

まず、テキスト プロトコルに記載されている希釈試験液を準備します。4 つの試験管と、遠心分離機での使用に適したキャップを取得します。1 試験管に水亜鉛、ニッケル、銀、鉄の硝酸塩の混合物を配置します。分離するには、まずゆっくりと希塩酸、混合物に追加、ゆっくり旋回します。形成する白色の沈殿物は、塩化銀です。多くの沈殿物無しフォームまで塩化物溶液を追加していきます。

遠心分離して上澄み、液体や固体の塩化銀を区切ります。2 番目のテスト チューブに上清をデカントします。3 回水で塩化銀を洗浄し、洗うたびに 2 番目のテスト チューブをデカントします。次に、2 番目の試験管に水酸化ナトリウム溶液を滴下追加します。3 つの析出物を形成する: 白緑ニッケル水酸化物、黄色の鉄水酸化亜鉛水酸化物。水溶性ジンケート イオンを形成化合物固体白い亜鉛が溶解するまで水酸化ナトリウムを追加していきます。遠心分離によって亜鉛溶液と固体ニッケル鉄化合物を分離し、第 3 の試験管にソリューションをデカントします。水と固形物を 3 回洗浄し、デカント亜鉛溶液にそれぞれ。

ゆっくりと水酸化亜鉛の沈殿物し、溶解するまで第 3 の試験管に亜鉛溶液に塩酸を追加します。

その後、白色沈殿物としてカリウム亜鉛錯体を形成する亜鉛溶液に滴下カリウム錯体を追加します。今、固体ニッケル水酸化物と水酸化鉄を含むテスト チューブにゆっくりと水溶性青ニッケル hexammine イオンを形成するためアンモニアを追加します。遠心沈降法による固体鉄水酸化物のニッケル液を分離し、4 番目のテスト チューブにニッケル液をデカントします。3 回水と水酸化鉄を洗い、デカント ニッケル液に洗浄。ゆっくりと赤い沈殿物としてニッケル ジメチルグリオキシムを形成するニッケル液にジメチルグリオキシムを追加します。固体鉄水酸化塩化第二鉄の溶液を形成する濃塩酸を慎重に追加します。鉄の存在を確認、深い赤 thiocyanatoiron 陽イオンを形成するチオシアン酸を追加します。

シンプルさと溶液中のイオンの定性分析を実行するスピード広く化学環境と業界でこの手法になります。

水には、カルシウムやマグネシウムなどの金属イオンの高濃度が含まれています、硬水が呼び出されます。これらの金属の陽イオンは、水パイプや給湯を詰まらせる白亜預金を形成する炭酸塩などの陰イオンと反応できます。水の硬度は炭酸溶液を水のサンプルに追加することによって評価できます。白い沈殿物は、カルシウムの高いレベルを示します。

リン酸は生命の多くの形態のための重要な栄養素、産業および庭の肥料のために使用されますが、リン酸の過剰は有害な特に淡水環境ですることができます。住宅や商業地における排水は、リン酸塩のため硝酸アンモニウム orthomolybdate を追加してテストできます。黄色の沈殿物は、リン酸塩の高レベルを示します。

イオンの溶解度ルールのゼウスの概要を見てきただけ。イオン反応、ソリューションの定性分析に、いくつかのプロシージャおよび溶解度を用いた質的分析のいくつかのアプリケーションの原則に精通している必要がありますできます。

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