陽離子系統分析

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介紹

陽離子系統分析展示了元素內部的情況，幫助許多化學領域的專業人士瞭解這些元素的性質。該實驗展示了陽離子的性質及其在化合物中存在的數量。

實驗目的

實驗的目的是瞭解鹽混合物中陽離子的總量。這些無機鹽包含一定量的具有不同性質的陽離子。

實驗原理

本實驗的原理是採用一種方法來找到鹽的定性方面。陽離子的存在構成了一組特定的元素，這些元素在單一基礎上彼此不同。差異點在於這些元素與各種“測試試劑”的反應方式。完成特定實驗有三個階段。第一階段關注陽離子的溶解度性質，將其分為 5 組。

第二階段關注一組“沉澱陽離子”，這些陽離子透過選擇性離解過程進行分離。本實驗的第三階段是透過鑑定過程找出陽離子的數量。

實驗步驟

進行實驗有一個明確的程式，該程式關注無機鹽中存在的陽離子的總數。對於本實驗，使用木炭製成的凹槽來執行整個過程。這就是為什麼它通常被稱為木炭凹槽測試，該測試總共需要幾個步驟才能完成。本測試的目的是關注金屬轉化為碳酸鹽形式。

圖 1 - 陽離子定性分析步驟

陽離子定性分析步驟，創作共用零，公共領域奉獻，經維基共享資源提供

整個轉化過程發生在木炭中雕刻的凹槽中。在該凹槽中，金屬碳酸鹽在劇烈加熱時開始分解。這種分解含碳酸鹽結構的金屬的方法將其轉變為金屬氧化物。最後，凹槽中存在的陽離子可以以殘留物的形式找到。還有一種識別陽離子存在的方法。在這種方法中，觀察者將透過觀察珠子的顏色來檢視陽離子的總量。

圖 2 - 木炭凹槽測試

木炭凹槽測試，創作共用零，公共領域奉獻，經維基共享資源提供

進行木炭凹槽測試的過程是在木炭塊中鑽一個小孔。下一步是取少量碳酸鈉並將其與一滴水混合。將碳酸鈉糊狀物放入凹槽後，必須加熱一段時間。進行實驗的人員必須使用吹管控制火焰。完成這三個步驟後，實驗將顯示凹槽中所有珠子的顏色變化。

觀察和結果

• 鉛 $\mathrm{(Pb^{2+})}$ - 該元素在由金屬成分製成的珠子上閃閃發光。顏色通常為黃色，並且能夠在紙上留下痕跡。

• 銀 $\mathrm{(Ag^{3+})}$ - 應該在凹槽內閃光的金屬珠子無法在紙上留下合適的痕跡。

• 鉍 $\mathrm{(Bi^{3+})}$ - 鉍的觀察結果是質地脆的珠子。這就是為什麼它們由黃色和棕色結殼製成的原因。

• 銅 $\mathrm{(Cu^{2+})}$ - 觀察結果顯示，本測試結束後留下了紅色殘留物。殘留物在沒有任何結殼的情況下留下。

實驗注意事項

• 操作人員必須戴上耐用布料製成的手套。

• 必須輕輕吸入蒸汽，以避免任何事故。

• 禁止在沒有適當監督的情況下混合化學品。

• 必須保持實驗室整潔乾淨，以避免雜亂和事故。

• 必須小心地進行施加熱量的階段。

• 使用貼有標籤的化學品瓶。

• 避免浪費化學品，以保護環境。

• 金屬鈉不得倒入水槽或垃圾桶中。

結論

本教程告訴學習者如何找到陽離子的總數。這可以透過在木炭板上進行測試來理解。本實驗的步驟展示了其執行方式。這些圖片旨在幫助學習者形象化本教程的概念。

常見問題

1. 木炭凹槽測試如何幫助理解元素內部存在的陽離子總數？

可以透過觀察這些珠子的顏色變化來理解元素內部存在的陽離子總數。這種顏色轉變將在該特定測試結束後發生。瞭解此總數的另一種方法是瞭解凹槽內部存在的殘留物的總量。

2. 碳酸鋅在經過結殼過程後顏色會發生什麼變化？

只有當元素處於高溫狀態時，碳酸鋅的顏色才會發生變化。因此，金屬以碳酸鹽形式存在的顏色為黃色。

3. 在硼砂珠測試中形成了什麼來確定陽離子的總數？

硼砂珠測試透過與不同型別的金屬反應來幫助識別陽離子。為了產生代謝物，這些金屬必須以氧化物的形式存在。