p區元素(三):鹵素與惰性氣體
鹵離子的檢驗
假設你手上有一種未知鹽,想知道它藏著哪種鹵離子——是氯化物、溴化物還是碘化物?經典的檯面檢驗美在簡單:先用稀硝酸把溶液酸化(破壞會干擾的離子),再加入硝酸銀。每種鹵離子都會沉出一種帶顏色的鹵化銀,而這些顏色排成一道整齊的漸變,讓你幾乎一眼就能讀出答案。
氯化銀是白色,溴化銀是奶白或淡黃色,碘化銀是更深的黃色。要區分邊界情況就加氨水:氯化銀能溶於稀氨水(生成可溶的配離子 [Ag(NH3)2]+),溴化銀只溶於濃氨水,碘化銀即便在濃氨水裡也不溶。氟是例外——氟化銀可溶,所以根本不產生沉澱,再一次提醒我們氟會打破趨勢。還有第二個互補的檢驗,利用鹵離子的還原能力:把固體與濃硫酸加熱,氯化物只放出嗆人的 HCl,溴化物還會冒出棕色溴蒸氣(鹵離子把部分硫酸還原成 SO2),碘化物則放出紫色碘蒸氣並帶臭雞蛋味(H2S),因為碘離子是最強的還原劑、把硫一路壓到底。
這些檢驗是定性無機分析的常備手段,也一舉展示了兩條趨勢:鹵化銀的顏色和溶解度順著族向下、隨共價成分和可極化性增大而變化;而濃硫酸的結果則順著族向下、隨較大鹵離子還原能力增強而變化。一句老實話:務必先酸化,並記住氟離子對硝酸銀檢驗是「隱形」的;濃硫酸檢驗屬於定性且略有危險(毒氣),所以它更像教學演示,而非常規分析手段。
向三份未知液中加入硝酸銀:一份生成白色沉澱、溶於稀氨水(氯化物),一份生成奶白色沉澱、需濃氨水才溶(溴化物),一份生成黃色沉澱、怎麼都不再溶解(碘化物)。
顏色加上對氨水的溶解度可區分 Cl-、Br-、I-;氟離子不產生沉澱。
氟離子不會生成氟化銀沉澱,所以會從標準檢驗裡溜過去——而還原能力是 I- 大於 Br- 大於 Cl-,這正是濃硫酸檢驗結果不同的原因。
又稱
另見