[양이온 제 3족 계통분석] 양이온 3족 계통도 작성(양이온 정성분석)

양이온 정성분석 중 양이온 제 3족 계통 분석에 대한 레포트이다. 

양이온 제 3족 계통 분석

1. 양이온 제 3족 계통도 작성

2. 양이온 제 3족 계통도 관련 화학반응식

Al3+  +  4OH-  →  Al(OH)₄-

Cr3+  +  4OH-  →   Cr(OH)₄-

2Cr(OH)₄-   +   3H₂O₂  →   2CrO42- (aq, 노란색)  +  5H₂O  +  OH-

 

 

2MnO(OH)₂  +  3PbO₂  +   6HNO₃  →    2HMNO₄  +   3Pb(NO₃)₂  +  4H₂O

 

 

Fe3+  +   3OH-  →    Fe(OH)₃

Ni2+  +  2OH-  →    Ni(OH)₂

Al(OH)₄-    4H+  →   Al3+   +  4H₂O

Al3+  +  3OH  →   Al(OH)₃

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양이온 제3족 계통 분석은 금속 양이온을 특정 조건에서 분리하고 식별하기 위해 사용하는 방법이다. 이 과정은 알루미늄족과 크롬족에 속하는 금속 양이온들을 분석 대상으로 한다.

양이온 제3족의 구성

제3족에는 알루미늄(Al³⁺), 크롬(Cr³⁺), 철(Fe³⁺), 코발트(Co²⁺), 니켈(Ni²⁺), 망간(Mn²⁺), 아연(Zn²⁺)과 같은 금속 양이온들이 포함된다. 이들은 중성 또는 약알칼리성 조건에서 황화수소(H₂S)와 반응하여 침전물을 형성하는 특징을 가지고 있다.

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분석 과정

1. 제3족의 분리 원리
   제3족 양이온은 황화수소와 반응하여 침전을 형성하지만, 이는 중성 또는 약알칼리성 조건에서 이루어진다. 제2족(황화물 형성 양이온)과는 다른 조건에서 침전되므로 분리가 가능하다.
2. 주요 반응
   양이온들은 각자의 화학적 특성에 따라 서로 다른 형태의 침전물이나 착염을 형성하며 구분된다. 예를 들어, 알루미늄(Al³⁺)은 알칼리성에서 수산화물(Al(OH)₃) 침전을, 철(Fe³⁺)은 황화물이나 수산화물 침전을 생성한다. 크롬(Cr³⁺)은 산화되어 크로메이트(CrO₄²⁻)를 형성하며, 이는 색깔 변화로 식별할 수 있다.
3. 분석 방법
   각 양이온을 식별하기 위해 황화수소(H₂S), 암모니아(NH₃), 나트륨 수산화물(NaOH)과 같은 시약이 사용된다. 침전의 색깔, 형태, 용해성 등을 관찰하여 양이온을 구분한다.

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예시 반응

• 알루미늄(Al³⁺)은 다음과 같은 반응을 통해 흰색 침전을 형성한다.
  Al^{3+} + 3OH^- → Al(OH)_3
• 철(Fe³⁺)은 적갈색 수산화물 침전을 생성한다.
  Fe^{3+} + 3OH^- → Fe(OH)_3
• 망간(Mn²⁺)은 황화수소와 반응하여 분홍빛 황화물을 형성한다.
  Mn^{2+} + S^{2-}  → MnS

결론

양이온 제3족 계통 분석은 금속 양이온들의 화학적 성질을 이용해 그룹화하고, 특정 반응 특성을 기반으로 개별적으로 식별하는 과정이다. 이는 정성 분석과 정량 분석 모두에서 중요한 역할을 한다.