苦手克服！？陽イオンの系統分析

こんにちは！

chem(ケム)です！

「系統分析苦手なんだよな～」

「暗記しないといけないこと多いからヤダ…」

そんなお困りのあなた！

大丈夫です！

今回はそんな

苦手が多い系統分析の陽イオン

に関して紹介していきます。

陽イオンの系統分析とは

陽イオンの系統分析とは、

水溶液中にどんな金属イオンが潜んでいるか、

を分析することを言います。

産業革命が進んだ時代、

日本では「水俣病」や「イタイイタイ病」などの、

いわゆる四台公害病が流行しました。

これらの原因となったのが、水銀HgやカドミウムCdなどの

重金属を含むイオンです。

このように、水溶液中の金属イオンを識別することは、

実用上かなり大事な作業ということです。

だから系統分析は古くから科学者取り組んだ分野で、

系統分析の手順はその過程でルール化されていったのです。

陽イオンの系統分析の方法

陽イオンの分析を適切に行うためには

一定の手順に従う必要があるのです。

つぎの手順で大きく6つのグループに分ける系統分析方法が有名です。

それぞれの段階を確認していきましょう。

①HClを入れる

まず、塩酸HClを入れることで、

Pb²⁺、Ag⁺、Hg₂²⁺を沈殿させます。

このうち、PbCl₂は熱水に溶け、AgClは過剰のNH₃で[Ag(NH₃)₂]⁺

となって溶けます。

最後まで解けなかったものがHg₂Cl₂

②酸性化でH2Sを入れる

HCl酸性下で硫化水素H2Sを入れます。

この時、酸性状態では

H2S⇄2H⁺+S^2-

上の反応式の平衡が左に進むのでS^2-の量が減ります。

極少量のS^2-でも沈殿しちゃうようなイオンを

ここで沈殿させているのです。

ここで沈殿するのはHg2+、Cu2+、Cd²⁺です。

イオン化傾向がSn以下のものとCdが沈殿しています。

③煮沸＋硝酸→NH3を入れる

次にアンモニアNH₃を入れて水酸化物の沈殿を作ります。

しかしその前に、

Feイオンが硫化水素H₂Sに還元されてFe²⁺になっているので、
煮沸してH₂Sを飛ばし、酸化剤である硝酸を入れてFe³⁺に戻します。

そしてNH₃を加えることで、Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺が沈殿します。

④塩基性でH2S

NH₃の塩基性状態で再度硫化水素H₂Sを入れます。

つまり、H₂Sによって、Mn²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺が沈殿します。

MnSは桃色沈殿、
ZnSは白色沈殿、
CoSとNiSは黒色沈殿です。

⑤(NH4)2CO3を入れる

残っているのは1族、2族の金属のみです。

(NH₄)₂CO₃を入れることで、2族元素であるCa²⁺、Ba²⁺、Sr²⁺

が沈殿します。

⑥炎色反応を見る

最後に残った金属はイオン化傾向の高いアルカリ金属のみで

沈殿は作れません。

なので、最後は炎色反応で識別します。

当然のことながら、一度見ても覚えることはできません。

繰り返し見て、問題演習をすれば覚えるようにしましょう！

最後までご覧いただき

ありがとうございました。