高校化学
Unit 15
無機イオンの系統分析
AgCl は白、Fe(OH)₃ は赤褐…沈殿の色で何が入っているか分かる！系統分析の流れで無機イオン検出を完全理解。
🔍 沈殿反応🎨 イオンの色📊 系統分析
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沈殿反応とイオン検出
無機化学の実験では、特定の試薬を加えたときの沈殿の生成・色によって含まれるイオンを特定する。よく出る沈殿の組み合わせを色と一緒に覚えておくことが重要。
🔍 代表的な沈殿と色
| 試薬 | 加えたイオン | 沈殿・色 |
|---|---|---|
| Cl⁻（塩酸など） | Ag⁺, Pb²⁺ | AgCl（白）・PbCl₂（白，熱で溶解） |
| SO₄²⁻（硫酸） | Ba²⁺, Pb²⁺, Ca²⁺ | BaSO₄（白）・PbSO₄（白）・CaSO₄（白，溶けにくい） |
| OH⁻（水酸化ナトリウム） | Fe³⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, Al³⁺, Zn²⁺ | Fe(OH)₃（赤褐）, Fe(OH)₂（緑白）, Cu(OH)₂（青白）, Al(OH)₃（白，過剰NaOHで溶ける）, Zn(OH)₂（白，過剰で溶ける） |
| NH₃ 水（過剰） | Cu²⁺, Ag⁺, Zn²⁺ | Cu(OH)₂（青白）→過剰で[Cu(NH₃)₄]²⁺（深青）；Ag⁺ → [Ag(NH₃)₂]⁺（溶解）；Zn(OH)₂ → [Zn(NH₃)₄]²⁺（溶解） |
| CO₃²⁻（炭酸ナトリウム） | Ca²⁺, Ba²⁺ | CaCO₃（白）, BaCO₃（白） |
| K₄[Fe(CN)₆] | Fe³⁺ | 濃青色（ターンブルブルー） |
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金属イオンの系統分析
混合溶液に含まれる金属イオンを段階的に分離・確認する手法を系統分析という。グループ（族）ごとに試薬を加えて沈殿を分け、最終的に各イオンを同定する。
図2：金属イオン系統分析の概略。試薬を段階的に加えてイオンを分離・同定する。実際の手順では H₂S, NaOH 処理など複数工程が続く。
📋 炎色反応でのイオン確認
Li⁺：赤 / Na⁺：黄 / K⁺：赤紫 / Ca²⁺：橙赤 / Sr²⁺：深紅 / Ba²⁺：黄緑 / Cu²⁺：青緑
✅ この単元のまとめ
- AgCl 白・BaSO₄ 白・Fe(OH)₃ 赤褐・Cu(OH)₂ 青白は頻出沈殿
- Ag⁺ の確認：Cl⁻（AgCl 白沈）→ NH₃ 水で溶解（錯イオン形成）
- Fe³⁺ の確認：KSCN で血赤色（チオシアン酸鉄(III)）
- Fe²⁺ の確認：K₃[Fe(CN)₆] でターンブルブルー
- Cu²⁺ の確認：NH₃ 過剰で深青色錯イオン [Cu(NH₃)₄]²⁺
- 炎色反応：Na⁺ 黄・K⁺ 赤紫・Ca²⁺ 橙赤・Ba²⁺ 黄緑・Cu²⁺ 青緑
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