元素的定性試驗(yàn)
化學(xué)試劑,九料化工商城 / 2020-11-15
元素定性分析目的在于檢定純的有機(jī)化合物中所含元素，供作元素定量分析的前提，有時(shí)，根據(jù)產(chǎn)物所含元素，也可判斷預(yù)期的化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生.
一般有機(jī)化合物所含的元素有碳、氫、氧、氮、硫、鹵素，有時(shí)也含有其它元素如磷、砷、硅等.通常，將樣品灼燒，若見到
碳化、燃燒、有煙等現(xiàn)象，則可以判斷樣品含碳;用銅絲上樣品在火焰中直接燃燒，如發(fā)生綠色火焰，則樣品可能含有鹵素;氫和氧一般不作定性檢定.對氮、硫、鹵素等元素的檢定，都需先將有機(jī)化合物用適當(dāng)方法破壞，使這些元素轉(zhuǎn)化成無機(jī)離子，然后再進(jìn)行檢定，下面介紹兩種破壞方法。
一、鈉熔法
取干燥小試管一只，加入綠豆大小一粒潔凈的金屬鈉，再加入粉末狀樣品35毫克.用小火在管底慢慢加熱使鈉熔化(注意防護(hù)眼睛)，轉(zhuǎn)動(dòng)試管使鈉與樣品充分混合，待鈉的蒸氣充滿試管的下半部時(shí)，立刻再加入少量樣品，然后用強(qiáng)火加熱試管底部，至玻璃呈暗紅色軟化.將試管趁熱浸入10毫升蒸餾水中，注意不使試管與燒杯接觸.試管底部碎裂后，攪動(dòng)過濾，得無色或淡黃色透明液體.通過鈉熔融過程，有機(jī)化合物所含氮、硫、鹵素相應(yīng)地轉(zhuǎn)變?yōu)镺N-、S-、X-離子，然后按般無機(jī)定性方法檢定。
(一)硫的檢定:取濾液1毫升，加3M醋酸酸化，再加入數(shù)滴10％醋酸鉛試劑，如有黑褐色沉淀示有硫。
(二)氮的檢定：
1.取濾液2毫升，加入10％氫氧化鈉水溶液數(shù)滴，再加硫酸亞鐵飽和溶液45滴，將溶液煮沸，濾液中若含有硫時(shí)應(yīng)有黑色沉淀析出，不必過濾，冷卻后加入稀硫酸使產(chǎn)生的沉淀溶解，然后加入2％三氯化鐵溶液1滴，有普魯士藍(lán)沉淀析出示有氮(注意:三氯化鐵不宜多加，以免三價(jià)鐵離子的黃色使普魯士藍(lán)成綠色.也有人建議不加，因?yàn)閬嗚F在熱堿性溶夜中不可避免地被空氣中氧氧化為三價(jià)鐵，已足夠與亞鐵氯離子產(chǎn)生普魯士藍(lán))。
2.取濾液1毫升，加入1％氯胺衛(wèi)溶液1毫升，用1N鹽酸酸化，1分鐘后溶液變渾濁，加入3％雙甲酮試液3毫升，搖動(dòng).若樣品含氮，則產(chǎn)生紫紅色，放置顯藍(lán)紫色。
(三)鹵素的檢定
1.如濾液中無硫、氮，則取濾液1毫升，用2N硝酸酸化，滴入5％硝酸銀溶液，出現(xiàn)沉淀示有鹵素。
2.如濾液含有硫、氮，則將剩余濾液用2N硝酸酸化，在通風(fēng)櫥內(nèi)煮沸去除硫化氫和氰化氫，取出1毫升處理后的濾液，加硝酸銀溶液2滴，出現(xiàn)白色或黃色沉淀，示有鹵素碘的鑒別:取處理后的濾液1毫升，加入數(shù)滴四氯化碳加幾粒亞硝酸鈉結(jié)晶，振搖.如四氯化碳層呈現(xiàn)紫色，示有碘。
溴的鑒別:取處理后的濾液1毫升，加入數(shù)滴四氯化碳，滴加漂白粉溶液(或氯水)，隨加隨搖動(dòng)，如四氯化碳層出現(xiàn)棕紅色或黃色，示有溴，如有碘同時(shí)存在，則碘先析出，氧化成碘酸后，再析出溴。
氯的鑒別:濾液用硝酸銀試驗(yàn)有白色沉淀，但又不含有溴和碘，則已證明此白色沉淀是含有氯.若同時(shí)含有溴、碘，則取濾液5毫升，用2MN硝酸酸化后，加入硝酸銀溶液使鹵化銀充分沉淀，離心，棄去上清液，用蒸餾水洗滌沉淀3次后，加0.1％氫氧化銨溶液或1％碳酸銨溶液3毫升，攪動(dòng)沉淀，離心，取上清液，用2N硝酸酸化，如有自色沉淀或乳濁狀，證明有氯，若僅為輕微渾濁，可能因溴引起。
二、高錳酸銀熱分解產(chǎn)物氧化法
高錳酸銀:取高錳酸鉀43.5克，溶于1升熱蒸餾水中.攪拌下加入51克硝酸銀，待硝酸銀溶解后，放冷，析出高錳酸銀沉淀.過濾，用350毫升水洗滌沉淀.用1升熱水將沉淀重結(jié)晶一次，濾集結(jié)晶，用250毫升冷水洗滌，在60-70C千燥，產(chǎn)品為具有金屬光澤的針狀結(jié)晶。
高錳酸銀熱分解產(chǎn)物:取高錳酸銀約2克，放入干燥長試管中，用小火加熱試管底部，幾分鐘內(nèi)出現(xiàn)火花，體積驟然膨
脹并發(fā)出嘶嘶聲，分解即告完畢.將已制得的高錳酸銀依此法進(jìn)行分解，合并分解產(chǎn)物，研細(xì).取出一小撮粉末，置潔凈試管內(nèi)，加1毫升蒸餾水，充分混合，過濾.濾液對二苯胺硫酸溶液不顯藍(lán)色，則可將制得的分解產(chǎn)物貯于干燥的玻璃瓶內(nèi)備用.若濾液呈藍(lán)色反應(yīng)，說明硝酸銀沒有洗凈，可將上述分解產(chǎn)物再用蒸餾水洗幾次，直至濾液對二苯胺硫酸溶液不顯藍(lán)色，烘干備用。
操作:取高錳酸銀熱分解產(chǎn)物一小撮(30-50毫克)，放入小試管內(nèi)，加入有機(jī)樣品3-5毫克，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)小試管使內(nèi)容物混勻.將試管底部放在小火上灼燒幾秒鐘，試管內(nèi)常有火花出現(xiàn)(有時(shí)沒有火花)，表示樣品已分解完畢.經(jīng)過這氧化過程，有機(jī)物中的硫、氮、鹵素分別轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙y、硝酸銀和鹵化銀，由于硝酸銀、硫酸銀、氟化銀均溶于水，所以在試管冷卻后，加入2毫升蒸餾水溶解內(nèi)容物，過濾(取一滴管，在細(xì)頸部用棉花塞緊，橡皮滴頭上打一小孔，用幾毫升蒸餾水洗滌棉花，用它作濾器，效果很好，見圖2.3.6)將濾液氮、硫、氟的檢定。
由于氯化銀、溴化銀、碘化銀不溶于水，而氯化銀可溶于0.1％氨水或1％碳酸銨溶液中，而溴化銀幾乎不溶，映
完全不溶.故上述殘?jiān)?.1％氨水或1％碳酸鈸溶液2毫升提取，過濾，將濾液Ⅱ作氯的檢定.
溴化銀、碘化銀可被鋅粉及水分解析出溴和碘離子.將殘?jiān)c一小撮鋅粉、3毫升蒸餾水混合，振搖，加熱微沸數(shù)分鐘，過濾.將濾液Ⅱ作溴和碘的檢定。
(一)氮的檢定:在白色點(diǎn)滴板上，加3滴二苯胺硫酸溶液，加濾液1滴.若出現(xiàn)藍(lán)色示有氮。
(二)硫的檢定:在濾液的小試管內(nèi)，投入幾粒硝酸鋇結(jié)晶，搖勻，若出現(xiàn)渾濁示有硫。
(三)氟的檢定:取檢定硫之后的原檢液，加入醋酸一醋酸鈉緩沖液(pH4.6)2滴，硝酸亞鈰溶液3滴，茜素絡(luò)合酮溶液3滴，搖勻.若溶液從淡紅色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)紫色示有氟。
(四)氯的檢定:取濾液Ⅱ，用2N硝酸酸化.若出現(xiàn)白色渾濁或白色沉淀，示有氯.注意有溴存在時(shí)，也可能產(chǎn)生輕微渾濁，但在本實(shí)驗(yàn)條件下，渾濁遠(yuǎn)不如氯明顯。
(五)溴的檢定:取濾液Ⅱ1毫升，用2N硝酸酸化，按熔法“溴的鑒別”項(xiàng)下方法進(jìn)行。
(六)碘的檢定取濾液I1毫升，用2N硝酸酸化后，鈉熔法“碘的鑒別”項(xiàng)下方法進(jìn)行綜合高錳酸銀熱分解產(chǎn)物氧化法進(jìn)行元素定性分析的操作步驟，可作示意圖如下.
用鈉熔法或高錳酸銀熱分解產(chǎn)物氧化法破壞有機(jī)化合物各有優(yōu)缺點(diǎn).有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室一般均貯備有少量金屬鈉，所用試劑均為一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用的化學(xué)藥品，故用鈉熔法較方便，但是金屬鈉為危險(xiǎn)品，操作時(shí)需注意安全此外用普魯士藍(lán)法檢出氮(ON－)的存在，有時(shí)做不好.用高錳酸銀熱分解產(chǎn)物法破壞有機(jī)化合物來作元素測定，非常方便且安全；而且能把氟、氯、溴、碘四種鹵素同時(shí)檢出，但是實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)保存有高錳酸銀熱分解產(chǎn)物及所需試劑備用，以免臨時(shí)配制。
附試劑配制方法：
1.雙甲酮試液:雙甲刷( dimedone，又名醛試劑)3克，溶于30毫升吡啶中，用蒸餾水稀釋至100毫升，貯存于棕色瓶內(nèi)。
2.二苯胺硫酸溶液:二苯胺0.5克，溶于100毫升濃硫酸中。
3.pH4.6緩沖液:無水醋酸鈉15克加水80毫升溶解，加入冰醋酸7.5毫升，混勻，加水至全量為100毫升。
4.硝酸亞鈰溶液:硝酸鈰銨(Ce(NO3)4·2NH4NO3)13.7毫克，加水40毫升溶解，加1％硝酸溶液0.5毫升及1％鹽酸羥胺溶液0.25毫升，混勻，加水至全量為50毫升。
5.茜素絡(luò)合酮溶液:茜素絡(luò)合酮( alizarin complexone)19.25毫克，加0.5V氫氧化鈉溶液1毫升及水60毫升溶解,滴加0.5鹽酸溶液至溶液由深紅色變成紅黃色，最后用水稀釋至全量為100毫升。
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