metal-ion-phyloanalysis

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熱水} (酸性条件)煮沸 \Put{(10,-7)}[e]{\textbf{\textcolor{cyan}{\ce{H2S} (塩基性条件)}}} 第1属:塩化物沈殿}   \\ \ce{AgCl}\ \ (白) \\ \ce{PbCl2}\ (白) 第2属:硫化物沈殿}  \\ \ce{CuS}\ (黒) {第3属:水酸化物沈殿}  \\ \ce{Al(OH)3}\ (白) \\ \ce{Fe(OH)3}\ {赤褐}) 第4属:硫化物沈殿}  \\ \ce{ZnS}\ (白) 第5属:炭酸塩沈殿}   \\ \ce{CaCO3}\ (白) \\ 第6属:沈殿しない} \\ \ce{Na+},\ \ce{K+} \\ \textcolor{red}{炎色反応}で分析 \ce{PbCl2}\,のみ溶ける \\ (\ce{Pb^2+}になる) 特定の金属イオンのみを沈殿させることができる陰イオンから順に加えて分離していく. \\[.2zh] \bm{金属イオンの沈殿に関する暗記を前提}とするが,\ 6段階の手順は決まっている. \\[1zh] 第1属:\bm{\ce{HCl}\,(\ce{Cl-})}で沈殿するのは\ \bm{\ce{Ag+}と\ce{Pb^2+}のみ}である. \\[.2zh]  \ \ \,  \ce{AgCl}と\ce{PbCl2}\,は,\ \bm{\ce{PbCl2}\,のみが熱水に溶ける}ことを利用すると分離できる. \\[1zh] 第2属:\ce{HCl}を加えたことで,\ 溶液は\bm{酸性}になっている. \\[.2zh]  \ \ \,  \bm{酸性条件下で\ce{H2S}\,(\ce{S^2-})を加えると,\ \ce{Pb^2+}, \ce{Cu^2+},\ \ce{Ag+}が沈殿}するはずである. \\[.2zh]  \ \ \,  しかし,\ \ce{Pb^2+},\ \ce{Ag+}はすでに分離済みであるから,\ 結局\bm{\ce{CuS}のみが沈殿}する. \\[1zh] 第3属:一旦\bm{煮沸して\ce{H2S}を追い出す.} \\[.2zh]  \ \ \,  また,\ \ce{H2S}を加えたことで,\ \ce{Fe^3+}が還元され,\ \ce{Fe^2+}になっている. \\[.2zh]  \ \ \,  そこで,\ 酸化力をもつ酸である\bm{硝酸\ce{HNO3}を加え,\ \ce{Fe^2+}を酸化して\ce{Fe^3+}に戻す.} \\[.2zh]  \ \ \,  これは,\ \ce{Fe^2+}よりも\ce{Fe^3+}のほうが沈殿させやすいからである. \\[.2zh]  \ \ \,  \bm{\ce{NH3}\,(塩基)を加える}と,\ \ce{Pb^2+}は分離済みなので,\ \bm{\ce{Al^3+}と\ce{Fe^3+}の水酸化物が沈殿}する. \\[.2zh]  \ \ \,  \ce{Al(OH)3}\,と\ce{Fe(OH)3}\,は,\ \bm{過剰の\ce{NaOH}水を加える}と分離できる. \\[.2zh]  \ \ \,  \bm{両性金属である\ce{Al}の水酸化物のみが錯イオンを作って再溶解する}からである. \\[1zh] 第4属:\ce{NH3}\,を加えたことで,\ 溶液は\bm{塩基性}になっている. \\[.2zh]  \ \ \,  \bm{塩基性条件下で再び\ce{H2S}\,(\ce{S^2-})を加える}と,\ \ce{Fe^3+}は分離済みなので,\ \bm{\ce{Zn^2+}のみ沈殿}する. \\[1zh] 第5属:ここまできてもまだ沈殿していないイオンは,\ \bm{炭酸イオン\ce{CO3^2-}で沈殿}させる. \\[.2zh]  \ \ \,  \bm{アルカリ土類金属イオンが沈殿する}ことになる. \\[.2zh]  \ \ \,  \ce{CaCO3}\,と\ce{BaCO3}\,を希酢酸に溶かして\ce{K2CrO4}\,水を加える. \\[.2zh]  \ \ \,  すると,\ \ce{Ba^2+}のみが\bm{\ce{BaCrO4}\,(黄)として沈殿}する. \\[1zh] 第6属:\bm{アルカリ金属イオンが沈殿しないまま残る.}\ \bm{炎色反応}で確認する.