[发明专利]25种阳离子的系统定性分析方法

说明书

<技术领域>

本发明属于半微量定性分析化学领域，涉及25种常见阳离子的快速、系统定性分析，适用于常见阳离子的系统定性分析及大学本、专科定性分析实验教学。

<背景技术>

经典的阳离子硫化氢系统分析法的基本轮廓早在1840年就已由德国化学家弗雷森纽斯(R.Fresenius)提出，至今已有一百六十余年的历史。若干年来，人们对它进行不断的改进，使其成为一种较为完善的定性分析方法。该法共包括66种金属及1种非金属，共分11组^[1]。它涉及许多重要化学基本理论和基础知识，包含的实验操作基本技术也较全面，分离方法多样，分析效果好，因而它曾在化学发展史上占有重要的地位，并一直为传统的分析化学教学所采用。但该法的缺点也十分明显：它的操作手续较为繁琐、试剂品种过多、用量过大、耗时过长、污染较重，难以满足现代社会对阳离子定性分析的要求及当前高校分析化学教学发展的需要。

20世纪90年代以来，不仅高校专业课的总课时数普遍减少，而且每个课时还缩短到40分钟。我国现行的大多数定性分析化学教材出于教学课时安排上的需要，沿用的硫化氢系统分析方案一般仅包括最常见的25种，共分5组，有些教科书还将Sr²⁺去掉后把第4和第5组合并为一组^[2-5]。尽管如此，实验步骤过于烦琐、占用课时过多这一问题仍依然存在。各种分析实验教材内容老化、雷同，课时安排不合理，与现代科技进步严重背离。许多新知识新理论的不断涌现，导致日益丰富的教学内容与相对减少的课时量之间的矛盾越来越突出。

<发明内容>

本发明把常见的25种阳离子分为4组，即：第I组Ag⁺、Hg₂²⁺，第II组Hg²⁺、Pb²⁺、Cu2⁺、Sn^II，IV、Cd²⁺、Bi³⁺、As^III，V、Sb^III，V，第III组Cr³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Ni²⁺、Al³⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺，第IV组Ba²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺、NH₄⁺。

本发明把每组阳离子定性分析时间都控制在1～2.5小时，操作步骤大大简化，其特点可归纳如下：

1将“反应时间”作为定性分析化学反应的重要影响因素来对待

许多文献在论述分析化学反应的影响因素时都没有强调“反应时间”的影响^[6-7]。实践中经常发现，随意缩短反应时间必然会影响分析鉴定的效果，反过来，无谓地延长反应时间不仅影响实验效率，常常也会影响实验的结果。本发明将“反应时间”与“反应物浓度、反应的温度和酸碱度”等并列为半微量分析反应的4大影响因素，在各步骤中给予重视和体现。例如在气室法鉴定NH₄⁺的实验中，除要求加热温度不可太高(30～40℃)，还强调时间不可太长(1min)，否则，碱溶液蒸汽上升，同样能使试纸变蓝色，造成误检。又如，在加入稀HCl得到第I组氯化物沉淀后，应该继续搅拌1min，促使沉淀相互碰撞聚沉而形成大颗粒沉淀，以便离心分离；这些沉淀还应避免长时间加热沸腾，否则Hg₂Cl₂会被稀HNO₃氧化而溶解……。

2尽可能使用特效试剂以减少分离手续

定性分析化学的任务是鉴定物质所含的组分，而分离的最终目的是获得鉴定反应的特效性。但现行的分析方案总是对每组离子分了又分，直到溶液中只剩下单个离子后，才加入鉴定试剂进行分析，忽略了特效试剂所带来的高效便捷的分析效果^[2-5]。