元素的定性试验
化学试剂,九料化工商城 / 2020-11-15
元素定性分析目的在于检定纯的有机化合物中所含元素，供作元素定量分析的前提，有时，根据产物所含元素，也可判断预期的化学反应是否发生.
一般有机化合物所含的元素有碳、氢、氧、氮、硫、卤素，有时也含有其它元素如磷、砷、硅等.通常，将样品灼烧，若见到
碳化、燃烧、有烟等现象，则可以判断样品含碳;用铜丝上样品在火焰中直接燃烧，如发生绿色火焰，则样品可能含有卤素;氢和氧一般不作定性检定.对氮、硫、卤素等元素的检定，都需先将有机化合物用适当方法破坏，使这些元素转化成无机离子，然后再进行检定，下面介绍两种破坏方法。
一、钠熔法
取干燥小试管一只，加入绿豆大小一粒洁净的金属钠，再加入粉末状样品35毫克.用小火在管底慢慢加热使钠熔化(注意防护眼睛)，转动试管使钠与样品充分混合，待钠的蒸气充满试管的下半部时，立刻再加入少量样品，然后用强火加热试管底部，至玻璃呈暗红色软化.将试管趁热浸入10毫升蒸馏水中，注意不使试管与烧杯接触.试管底部碎裂后，搅动过滤，得无色或淡黄色透明液体.通过钠熔融过程，有机化合物所含氮、硫、卤素相应地转变为ON-、S-、X-离子，然后按般无机定性方法检定。
(一)硫的检定:取滤液1毫升，加3M醋酸酸化，再加入数滴10％醋酸铅试剂，如有黑褐色沉淀示有硫。
(二)氮的检定：
1.取滤液2毫升，加入10％氢氧化钠水溶液数滴，再加硫酸亚铁饱和溶液45滴，将溶液煮沸，滤液中若含有硫时应有黑色沉淀析出，不必过滤，冷却后加入稀硫酸使产生的沉淀溶解，然后加入2％三氯化铁溶液1滴，有普鲁士蓝沉淀析出示有氮(注意:三氯化铁不宜多加，以免三价铁离子的黄色使普鲁士蓝成绿色.也有人建议不加，因为亚铁在热碱性溶夜中不可避免地被空气中氧氧化为三价铁，已足够与亚铁氯离子产生普鲁士蓝)。
2.取滤液1毫升，加入1％氯胺卫溶液1毫升，用1N盐酸酸化，1分钟后溶液变浑浊，加入3％双甲酮试液3毫升，摇动.若样品含氮，则产生紫红色，放置显蓝紫色。
(三)卤素的检定
1.如滤液中无硫、氮，则取滤液1毫升，用2N硝酸酸化，滴入5％硝酸银溶液，出现沉淀示有卤素。
2.如滤液含有硫、氮，则将剩余滤液用2N硝酸酸化，在通风橱内煮沸去除硫化氢和氰化氢，取出1毫升处理后的滤液，加硝酸银溶液2滴，出现白色或黄色沉淀，示有卤素碘的鉴别:取处理后的滤液1毫升，加入数滴四氯化碳加几粒亚硝酸钠结晶，振摇.如四氯化碳层呈现紫色，示有碘。
溴的鉴别:取处理后的滤液1毫升，加入数滴四氯化碳，滴加漂白粉溶液(或氯水)，随加随摇动，如四氯化碳层出现棕红色或黄色，示有溴，如有碘同时存在，则碘先析出，氧化成碘酸后，再析出溴。
氯的鉴别:滤液用硝酸银试验有白色沉淀，但又不含有溴和碘，则已证明此白色沉淀是含有氯.若同时含有溴、碘，则取滤液5毫升，用2MN硝酸酸化后，加入硝酸银溶液使卤化银充分沉淀，离心，弃去上清液，用蒸馏水洗涤沉淀3次后，加0.1％氢氧化铵溶液或1％碳酸铵溶液3毫升，搅动沉淀，离心，取上清液，用2N硝酸酸化，如有自色沉淀或乳浊状，证明有氯，若仅为轻微浑浊，可能因溴引起。
二、高锰酸银热分解产物氧化法
高锰酸银:取高锰酸钾43.5克，溶于1升热蒸馏水中.搅拌下加入51克硝酸银，待硝酸银溶解后，放冷，析出高锰酸银沉淀.过滤，用350毫升水洗涤沉淀.用1升热水将沉淀重结晶一次，滤集结晶，用250毫升冷水洗涤，在60-70C千燥，产品为具有金属光泽的针状结晶。
高锰酸银热分解产物:取高锰酸银约2克，放入干燥长试管中，用小火加热试管底部，几分钟内出现火花，体积骤然膨
胀并发出嘶嘶声，分解即告完毕.将已制得的高锰酸银依此法进行分解，合并分解产物，研细.取出一小撮粉末，置洁净试管内，加1毫升蒸馏水，充分混合，过滤.滤液对二苯胺硫酸溶液不显蓝色，则可将制得的分解产物贮于干燥的玻璃瓶内备用.若滤液呈蓝色反应，说明硝酸银没有洗净，可将上述分解产物再用蒸馏水洗几次，直至滤液对二苯胺硫酸溶液不显蓝色，烘干备用。
操作:取高锰酸银热分解产物一小撮(30-50毫克)，放入小试管内，加入有机样品3-5毫克，轻轻转动小试管使内容物混匀.将试管底部放在小火上灼烧几秒钟，试管内常有火花出现(有时没有火花)，表示样品已分解完毕.经过这氧化过程，有机物中的硫、氮、卤素分别转变为硫酸银、硝酸银和卤化银，由于硝酸银、硫酸银、氟化银均溶于水，所以在试管冷却后，加入2毫升蒸馏水溶解内容物，过滤(取一滴管，在细颈部用棉花塞紧，橡皮滴头上打一小孔，用几毫升蒸馏水洗涤棉花，用它作滤器，效果很好，见图2.3.6)将滤液氮、硫、氟的检定。
由于氯化银、溴化银、碘化银不溶于水，而氯化银可溶于0.1％氨水或1％碳酸铵溶液中，而溴化银几乎不溶，映
完全不溶.故上述残渣用0.1％氨水或1％碳酸钹溶液2毫升提取，过滤，将滤液Ⅱ作氯的检定.
溴化银、碘化银可被锌粉及水分解析出溴和碘离子.将殘渣与一小撮锌粉、3毫升蒸馏水混合，振摇，加热微沸数分钟，过滤.将滤液Ⅱ作溴和碘的检定。
(一)氮的检定:在白色点滴板上，加3滴二苯胺硫酸溶液，加滤液1滴.若出现蓝色示有氮。
(二)硫的检定:在滤液的小试管内，投入几粒硝酸钡结晶，摇匀，若出现浑浊示有硫。
(三)氟的检定:取检定硫之后的原检液，加入醋酸一醋酸钠缓冲液(pH4.6)2滴，硝酸亚铈溶液3滴，茜素络合酮溶液3滴，摇匀.若溶液从淡红色转变为蓝紫色示有氟。
(四)氯的检定:取滤液Ⅱ，用2N硝酸酸化.若出现白色浑浊或白色沉淀，示有氯.注意有溴存在时，也可能产生轻微浑浊，但在本实验条件下，浑浊远不如氯明显。
(五)溴的检定:取滤液Ⅱ1毫升，用2N硝酸酸化，按熔法“溴的鉴别”项下方法进行。
(六)碘的检定取滤液I1毫升，用2N硝酸酸化后，钠熔法“碘的鉴别”项下方法进行综合高锰酸银热分解产物氧化法进行元素定性分析的操作步骤，可作示意图如下.
用钠熔法或高锰酸银热分解产物氧化法破坏有机化合物各有优缺点.有机化学实验室一般均贮备有少量金属钠，所用试剂均为一般化学实验室常用的化学药品，故用钠熔法较方便，但是金属钠为危险品，操作时需注意安全此外用普鲁士蓝法检出氮(ON－)的存在，有时做不好.用高锰酸银热分解产物法破坏有机化合物来作元素测定，非常方便且安全；而且能把氟、氯、溴、碘四种卤素同时检出，但是实验室中应保存有高锰酸银热分解产物及所需试剂备用，以免临时配制。
附试剂配制方法：
1.双甲酮试液:双甲刷( dimedone，又名醛试剂)3克，溶于30毫升吡啶中，用蒸馏水稀释至100毫升，贮存于棕色瓶内。
2.二苯胺硫酸溶液:二苯胺0.5克，溶于100毫升浓硫酸中。
3.pH4.6缓冲液:无水醋酸钠15克加水80毫升溶解，加入冰醋酸7.5毫升，混匀，加水至全量为100毫升。
4.硝酸亚铈溶液:硝酸铈铵(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％盐酸羟胺溶液0.25毫升，混匀，加水至全量为50毫升。
5.茜素络合酮溶液:茜素络合酮( alizarin complexone)19.25毫克，加0.5V氢氧化钠溶液1毫升及水60毫升溶解,滴加0.5盐酸溶液至溶液由深红色变成红黄色，最后用水稀释至全量为100毫升。
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