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定性分析原理
定性分析是一种研究方法，它旨在描述和解释现象、事物或问题的特征和性质，而非定量地测量、统计或推断。
定性分析通常以文字、图像、音频或视频等形式呈现结果，通过对材料的分析和诠释来提供更深入的理解和洞察力。
定性分析的原理基于以下几个要点：
1. 描述性分析：定性分析侧重于详细描述和阐释研究对象的特征、情境和现象，以便理解和解释现象背后的本质和意义。
2. 主观性和个体差异：定性分析方法接受研究者主观视角和个体差异的存在，鼓励研究者认识到自身观念对分析结果的影响，并主动反思自我。
3. 线性思考与交互式思考：定性分析过程中既有纵向线性思考，又有交互式的思考，其分析过程通常是循环性的，通过时间和实践的积累逐步提炼和改进分析结果。
4. 多样性和多元性：定性分析充分考虑多样性和多元性，尊重研究对象的差异性，并通过提供详实的描述和丰富的信息来描绘全貌。
5. 质性的解释：定性分析通过对事物的解释和解读，通过找出关联、关系和矛盾等，加深对现象和问题的理解。
定性分析方法常用于社会科学和人文科学的研究领域，适用于
探索性研究、理论构建和案例分析等，它具有较强的灵活性和专门性，能够深入挖掘问题和现象的内涵，为后续的定量分析提供理论基础和研究支持。
第二章定性分析概论第一节定性分析的任务和分析方法一、定义定性分析的任务是鉴定物质中所含有的组分。
组分:元素或离子(无机物)——无机定性分析元素、官能团或化合物(有机物)——有机定性分析我们现在学的是无机定性分析，它是无机化学的后继课程，同无机化学有紧密的联系。
二、本学期的学习目的通过本学期定性分析的学习，我们可以达到以下几个方面的目的：(1)可以对常见离子及有关化合物的性质、反应条件以及它们彼此的分离和鉴定等有更深刻的理解；(2)定性分析是理论与实际结合得很紧密的课程，学生通过己知物与未知物的分析，可进一步提高运用理论知识解决实际问题的能力；(3)定性分析的半微量操作技术有助于培养我们的细致认真的态度，提高实验操作的技能技巧，为将来进行定量分析及其他精密实验作好准备；(4)定性分析的实验方法本身有很大的实用价值，是化学实验工作者所不可缺少的知识和技能。
三、分析方法定性分析方法的分类同分析化学总的分类方法一致……定性分析方法可采用化学分析和仪器分析法进行。
化学分析法的依据是物质间的化学反应。
按反应体系的特征来分，常用有干法和湿法。
1）干法干法是指固体样品和固体试剂在常温下进行反应的方法。
如：粉沫研磨法、焰色反应和熔珠反应等。
焰色反应是根据试样在无色火焰中灼烧时，所呈现的不同颜色的火焰，来鉴定试样中含有何种元素的方法，几种金属元素焰色如下：熔珠反应是利用硼砂（Na2B4O7·10H2O）或者磷酸氢铵钠（NaNH4HPO4·4H2O）与某些金属盐类于高温下共同熔融，反应生成熔珠，由熔珠的颜色确定金属盐类成分的方法。
如：钴的化合物与硼砂共熔反应生成蓝色熔珠偏硼酸钴：Co(BO2)2；铬的化合物与磷酸氢铵钠共熔生成深绿色的熔珠磷酸铬：CrPO4。
特点：干法分析只需少量的简单仪器和试剂，操作简便，在野外矿物鉴定上被广泛应用，但这种方法不够完善，鉴定元素种类少，一般只能起辅助作用。
我们所要学习的主要是湿法。
第二章 试探题与习题1．已知用生成AsH 3气体的方式鉴定砷时，检出限量为1μg ，每次取试液。
求此鉴定方式的最低浓度（别离以ρB 和1：G 表示）。
解： 最底浓度 12005.01-⋅===mL g V m B μρ 610=⋅G B ρ466105201010⨯===∴BG ρ 1:G=1:5×1042．取一滴（）含Hg 2+试液滴在铜片上，当即生成白色斑点（铜汞齐）。
通过实验发觉，显现斑点的必要条件是汞的含量应不低于100μg ·mL -1。
求此鉴定方式的检出限量。
解： 检出限量 g V m B μρ510005.0=⨯=⋅=3．洗涤银组氯化物沉淀宜用以下哪一种洗液？什么缘故？(1)蒸馏水 （2）1mol ·L -1HCl (3) 1mol ·L -1HNO 3 (4) 1mol ·L -1NaCl答：应选用（2）1mol ·L -1HCl 作洗液，因为HCl 含有与氯化物沉淀的一起离子，能够减少洗涤时的溶解损失，又维持必然的酸度条件，幸免某些水解盐的沉淀析出，另外HCl 为强电解质幸免因洗涤剂而引发胶表现象。
若是用蒸馏水洗涤，那么不具有上述条件，使沉淀的溶解损失太大，专门是PbCl 2﹑HNO 3不含一起离子，反而引发盐效应而使沉淀溶解度大，NaCl 那么虽具有一起离子，但不具有酸性条件，因此亦不宜采纳。
4.如何将以下各沉淀分离？(1)Hg 2SO 4-PbSO 4 (2)Ag 2CrO 4-Hg 2CrO 4 (3) Hg 2CrO 4-PbCrO 4 (4)AgCl-PbSO 4 (5)Pb(OH)2-AgCl (6) Hg 2CrO 4-AgCl 解：（1）用NH 4Ac 溶解PbSO 4，而不溶解Hg 2SO 4 。
（2）用氨水溶解Ag 2CrO 4，而不溶解Hg 2CrO 4 。
(3) 用NaOH 溶解PbCrO 4，而不溶解Hg 2CrO 4 。
教案2013～2014学年课程名称分析化学院（系）化学与环境科学学院教研室(实验室) 化学系授课班级主讲教师职称副教授使用教材华中师大等编《分析化学（上册）》兰州城市学院化学与环境科学学院制教案（首页）注：课程类别：公共基础课、专业基础课、专业必修课、专业选修课、集中实践环节、实验课、公共选修课教学内容：第一章绪论一、分析化学的任务和作用1.分析化学的任务分析化学是研究关于物质的化学结构、化学组成及测定方法的一门学科。
它是化学科学的一个重要分支。
定性分析的任务：就是鉴定物质的化学结构和化学组成。
定量分析的任务：就是测定物质中各组分的相对含量。
2.分析化学的作用分析化学作为一门学科，对于化学本身的发展起过重大作用。
化学上的基本定律都是依靠大量的分析实验数据才得以创立和发展起来的，而其它各门学科的发展又进一步推动了分析化学的发展。
分析化学对工业、农业、国防和科学技术的发展都有重要的作用。
分析化学在高等学校理、工、农、医、师范各有关专业中，是一门重要的化学基础课。
三、定量分析的方法1.按对象分2.按操作方法分类3.按试样用量分类4.根据被测组分含量分类5.其它专有名词四、分析化学的发展趋势（一）分析化学的发展简史（二）当前的发展趋势第二章定性分析教学内容：§2-1 概述一、定性分析的任务和方法1.任务：鉴定物质中所含有的组分。
2.方法⑴干法：指分析反应在固体之间进行。
⑵湿法：指分析反应在溶液之间进行。
（主要学习湿法分析）二、定性分析反应进行的条件共5点三、鉴定方法的灵敏度和选择性1.鉴定方法的灵敏度鉴定反应的灵敏度常用“最低浓度”和“检出限量”来表示。
⑴最低浓度⑵检出限量⑶检出限量和最低浓度之间的关系2.鉴定反应的选择性四、空白试验和对照试验空白试验：用配制试液用的蒸馏水代替试液，用同样的方法和条件重做试验进行鉴定，就叫做空白试验。
对照试验：用已知溶液代替试液，用同样方法进行鉴定，就叫做对照试验。
第二章定性分析教学目的：应用所学的知识来处理常见离子的分析与鉴定，提高分析问题和解决问题的能力教学重点：理解组试剂的作用原理掌握阳离子的分组条件及鉴定方法教学难点：理解组试剂作用条件的掌握及混合物的分析2-1概述定性分析的任务是鉴定物质中所含有的组分一、定性分析方法化学分析法的依据是物质间的化学反应。
如果反应是在溶液中进行的，这种方法称为湿法如果反应是在固体之间进行的这种方法称为干法，例如焰色反应、熔珠试验(硼砂与CoO产生兰色）、粉末研磨法等都属于干法。
干法只用少量试剂和仪器,便于在野外环境作矿物鉴定之用。
我们所要学习的主要是湿法。
一、反应的类型定性分析中涉及的化学反应包括两大类型一类用来分离或掩蔽离子，另一类用来鉴定离子。
要求:反应进行得完全，有足够的速度，用起来方便，对后者还要求要有二、鉴定反应的外部特征：(1)沉淀的生成或溶解；(2)溶液颜色的改变；（3)气体的排出；(4)特殊气味的产生三、反应进行的条件2K++Na++Co(NO2)63-＝K2Na[Co(NO2)6↓（黄）1、反应物的浓度只有当其浓度足够大时反应才明显现象。
从理论上讲，溶液中生成沉淀的离子浓度，其乘积应大于溶度积，否则沉淀将不会发生。
但在实际的鉴定反应中，被测离子的浓度往往还要比理论上计算的浓度大若干倍,反应才能得出肯定的结果。
所以加入固体N a3C o(N O2)62、溶液的酸度在鉴定反应中，酸碱的存在可能使试剂或被测离子发生变化，也可能使反应产物受到影响如用Na3Co(NO2)6鉴定K+时，强酸：2Co(NO2)63-+1OH+=2Co2++5NO↑+7NO2+5H2O强碱：Co(NO2)63-+3OH-＝Co(OH)3↓+6NO2-所以反应只能在中性或弱酸性溶液中进行。
适宜的酸度条件可以通过加入酸碱来调节，必要时还要用缓冲溶液来维持。
例如以K2CrO4鉴定Ba2+时，要求在pH=5时生成沉淀，因此要加入HAc-NaAc缓冲溶液来保持这个酸度。
3、溶液的温度溶液的温度对某些沉淀的溶解度有影响，。
K2Na[Co(NO2)6↓随温度升高溶解度增大，所以应在室温下进行，但有的反应需在高温下进行NH4++OH-=NH3↑+H2O4、溶剂的影响一般的分析反应都是在水溶液中进行的，但有时却会遇到反应产物在水中的溶解度较大或不够稳定等情况。
这时，就需要加大可使其溶解度降低或使其稳定性增加的有机溶剂。
5、干扰物质的影响某一鉴定反应能否成功地鉴定某离子，除上述诸因素外，还应考虑干扰物质是否存在。
在上例中NH4+与K+性质相似，如H2SO4鉴定Pb2+时，如果仅仅根据白色沉淀而断定有Pb2+，那就很不可靠，因为Ba2+、Sr2+、Hg22+等也生成类似的白色沉淀。
以NH4SCN鉴定Fe3+时，F-不应存在，因为它与Fe3+生成稳定的FeF63-离子，溶液中Fe3+的浓度大为降低，从而使鉴定反应无效。
四、鉴定方法的灵敏度和选择性（一）鉴定方法的灵敏度用数值来表示鉴定方法灵敏的程度。
它的大小通常用最低浓度和检出限量表示1.最低浓度最低浓度是在一定件件下，使某鉴定反应还能得出肯定结果的该离子的最低浓度一般以ρB 或l:G 表示G是含有1g被鉴定离子的溶剂的质量。
（G可看成溶液的质量或体积）ρB则以μg · ml-1为单位。
两者的关系为ρB G = 106 （106:G= ρB : 1）•例如以Na3Co(NO2)6为试剂鉴定K+时，在中性或弱酸性溶液中可以得到黄色沉淀，表示有K+存在：为测定这个反应的灵敏度，每次平行地取多个含K+离子的试液，并逐级稀释，每次取1滴(0.05ml)进行鉴定、发现直到K+浓度稀至1:12500，都可得到肯定的结果。
若再稀释，则得到肯定结果的机会将小于半数。
因此，1:12500就是该鉴定方法的极限浓度，称为此鉴定方法的最低浓度。
2.检出限量检出限量是在一定条件下，某鉴定反应所能检出离子的最小质量，通常以微克(μg)作单位来表示，并记为m。
显然，检出限量越小，反应越灵敏。
这种灵敏度称为质量灵敏度。
在上述鉴定K+的实例中，我们每次取的试液体积为0.05ml，其中所含K+的绝对质量m为:1:12500=m:0.05m=1×0.05/12500=4×10-6g=4μg这个4μg 便是在指定条件下该方法所能鉴定的K+的最小质量，称为此鉴定反应的检出限量。
检出限量越低，最低浓度越小，则此鉴定方法越灵敏。
3.两种灵敏度间的换算关系检出限量同最低浓度是相互联系的两个量，如果已知某鉴定反应的最低浓度为l:G，又知每次鉴定时所取的体积为V(ml)，则检出限量m(μg)可以按下式算出:1:Γ = μ×10-6:ςμ = ς×106/Γ 或 μ = ρB × ς通常表示某鉴定反应的灵敏度时，要同时指出其最低浓度和检出限量。
（二）鉴定反应的选择性定性分析对鉴定反应的要求不仅是灵敏，而且希望能在其他离子共存时不受干扰地鉴定某种离子。
具备这一条件的鉴定反应称为特效反应，该试剂称为特效试剂。
创造特效条件的方法主要有以下几个方面控制溶液的酸度这是最常用的方法之一。
例如，BaCl2在中性或弱碱性溶液中可同SO42-、SO32-、S2O32-、CO32-、PO43-、SiO32-等多种阴离子生成白色沉淀。
但在溶液中加入HNO3使呈酸性后，则只有SO42-可同Ba2+生成白色结晶形BaSO4沉淀。
这种沉淀同由SiO32-生成的H2SiO4胶状沉淀，以及由S2O32-析出的硫有明显的区别，因而成为鉴定S2O32-的特效方法。
2.掩蔽干扰离子其方法之一，是使干扰离子生成络合物。
例如，以NH4SCN鉴定Co2+时，最严重的干扰来自Fe3+，因为它同SCN-生成血红色的络离子，掩盖了Co(SCN)42-的天蓝色。
此时如在溶液中加入NaF，使Fe3+生成更稳定的无色络离子FeF63-，则Fe3+的干扰便可消除。
3.分离干扰离子在没有更好的可以消除干扰的办法时，分离是最基本的手段。
例如，第四组阳离子的鉴定反应多数受到第三组阳离子的干扰，一般又没有更简便的方法可以消除干扰。
在这种情形下，只好采用分离的办法。
五、空白试验和对照试验空白试验:用蒸馏水代替试液以相同的方法进行操作主要检查溶剂、辅助试剂或器皿等是否引进外来离子，作对照试验用已知离子代替试液以相同的方法进行操作主要检查试剂失效或反应条件控制不当，六、分别分析和系统分析如果我们有足够的特效试剂，或者能够较简便地创造出特效条件而使选择试剂具有特效性那么，我们便可以在其他离子共存的条件下，鉴定任一想要鉴定的离子。
这种分析方法称为分别分析。
显然，这是一种理想的分析方案，它具有准确、快速、灵敏和机动的特点，不受鉴定顺序的限制。
系统分析是按一定的步骤和顺序将离子加以逐步分离的分析方法。
它首先把离子分成若干组，然后组内再细分，一直分到彼此不再干扰鉴定为止2-2阳离子分析我们讨论的是下列常见的Ag+、Hg22+、Hg2+、Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+、As(Ⅲ,Ⅴ)、Sb(Ⅲ,Ⅴ)、Sn(Ⅱ,Ⅳ)、Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+ 等24种一、常见阳离子与常用试剂的反应（HCl ，H2S 、H 2SO4 、NH3 H 2O 、Na 2CO3 ）二、常见阳离子的分组试剂不同，分组方案不同。
最理想的是分离完全，反应速度快，一个组内离子不多，不干扰鉴定。
硫化氢系统是目前应用最广泛、且较为完善的一种分组方案，主要依据各离子硫化物溶解度的显著差异，将常见的阳离子分成四组。
用系统分析法分析阳离子时，要按照一定的顺序加入若干种试剂，将离子按组逐一地沉淀出来。
这些分组用的试剂称为组试剂。
表2-1 简化的硫化氢系统分组方案组别组试剂组内离子其他名称Ⅰ稀HCl Ag+、Hg22+、Pb2+盐酸组，银组ⅡH2S ⅡA（硫化物不溶于Na2S）(0.3mol/LHCl) Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+ 氢组，铜锡组ⅡB（硫化物溶于Na2S）Hg2+、AsⅢ,Ⅴ、SbⅢ,Ⅴ、SnⅡ,ⅣⅢ(NH4)2S Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+(NH3+NH4Cl) Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+ 硫化铵组，铁组Ⅳ- Ba2+、Ca2+、Mg2+K+、Na+、NH4+ 可溶组，钙钠组三、第一组阳离子分析（一）本组离子的分析特性本组包括Ag+、Hg22+、Pb2+等3种离子，称为银组,由于它们能与HCl生成氯化物沉淀最先从试液中分离出来所以按顺序称为第一组，按组试剂称为盐酸组。
1.离子的存在形式银和铅主要以Ag+、Pb2+形式存在，亚汞离子是以共价键结合的双聚离子+ Hg:Hg+，故记为Hg22+。
但汞离子间的键并不牢固，在水溶液中有如下的平衡：Hg22+= Hg2++ Hg↓k= 1/166当加入I- S2-时生成Hg2+的化合物，加入HCl生成Hg2Cl22.、难溶化合物本组离子具有18或18+2的电子外壳，所以都有很强的极化作用和变形性，能同易变形的阴离子，如C1-、Br-、I-、CN-、CO32-、SO42-、PO43-等生成共价化合物，难溶于水.当阴离子的变形性较小时，如F-、NO3-、NO2-、C1O3-、MnO4-等，它们与本组离子组成的盐一般是可溶的。
3. 络合物本组离子生成络合物的能力有很大差异。
Ag+的络合能力很强，能同多种试剂生成络合物其中在定性分析中用得较多的有Ag(NH3)2+、Ag(S2O3)23-等；Pb2+的络合能力较差，在定性分析中较有意义是Pb(Ac)42-的生成常用于难溶的PbSO4、BaSO4的分离；Hg22+基本上没有很重要的无机络合物。
（二）组试剂与分离条件本组离子与组试剂HCl的反应为：Ag++Cl-＝AgCl↓(白色凝乳状，遇光变紫、变黑)Hg22++2Cl-＝Hg2Cl2↓(白色粉末状) Pb2++2C1-＝PbCl2↓(白色针状或片状结晶) 我们需要注意以下三个问题。
1.沉淀的溶解度AgC1和Hg2C12的溶解度很小，可以在本组沉淀完全。
PbCl2的溶解度较大，25℃时，在其饱和溶液中每毫升可溶解11mg之多，而且随着温度升高，其溶解度显著增大。
A.同离子效应根据平衡移动的原理，在制备沉淀时，加入稍许过量的沉淀剂，可以使沉淀的溶解度减小，这就是所谓的同离子效应。
但值得注意的是，同时有多种沉淀生成时，由于各种沉淀的溶解度和性质不同．其所需过量沉淀剂的浓度并不一样。
例如AgCl和Hg2C12的溶解度很小，只需稍加过量的沉淀剂。
而PbCl2的溶解度较大，所需过量沉淀剂的浓度也较大。
