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硝酸鹽試驗(英語:Nitrate test)指的是用於確定溶液中是否存在硝酸根離子的化學測試。由於幾乎所有的硝酸鹽都可溶於水;因此與其他陰離子的測試相比,通過濕法測試硝酸鹽較為困難。相反,許多常見離子能產生不溶性鹽,例如鹵素沉澱,硫酸鹽沉澱。

硝酸根離子是一種氧化劑,而針對硝酸根的許多測試大都是基於其氧化性。然而,分析物中存在的其他氧化劑可能會干擾測試,並產生錯誤的結果。

棕色環試驗编辑

 
以棕色環試驗檢驗硝酸根離子的存在

棕色環試驗可用於檢驗硝酸根離子。[1]檢驗程序為:向含硝酸根離子的溶液投入硫酸亞鐵溶液,然後緩慢加入濃硫酸,使硫酸保持在水溶液下方,不互相混溶。如兩層液體之間的接觸面形成棕色環,則結果為陽性。[2] 惟請注意,若溶液同時含有亞硝酸根離子,檢驗結果會受其所干擾。[3]

本反應機理為亞鐵離子對硝酸根起還原作用,生成一氧化氮,而自身被氧化成三價鐵離子。餘下的亞鐵離子與反應生成的一氧化氮形成硝基絡合物,其中一氧化氮再被還原成為NO-[4]

2HNO3+ 3H2SO4 + 6FeSO4 → 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O
[Fe(H2O)6]SO4 + NO = [Fe(H2O)5(NO)]SO4+ H2O

該試驗敏感度為2.5微克;可接受的最低濃度為25,000分之一。[5]

Devarda試驗编辑

Devarda合金英语Devarda's alloy是鋁(佔44%至46%)、銅(佔49%至51%)及鋅(佔4%至6%)的合金,在化學反應中可作為還原劑。Devarda合金在含硝酸根離子的氫氧化鈉溶液反應,釋放氨氣[6]氨氣可以通過其特有異味檢驗出來,亦可使濕潤的紅色石蕊試紙變藍,表明它是鹼性氣體。除氨氣以外,只有極少數鹼性氣體能夠在溶液中發生的反應產出。

3 NO3- +8Al+5 OH- +18 H2O →3 NH3 +8 [Al(OH)4]-

在本試驗中,鋁與硝酸根離子起氧化還原反應,產生氨。

二苯胺試驗编辑

二苯胺可檢測溶液中硝酸根離子的存在。該試驗需要使用二苯胺和氯化銨硫酸中的溶液。如受試溶液含有硝酸鹽,則二苯胺可被氧化,並使溶液呈現藍色。該試驗同時可測試有機硝酸酯[7],可用於槍擊殘留試劑英语Gunshot residue kits中以檢驗殘留的硝化甘油硝化纖維[8]

銅屑試驗编辑

藉把受試溶液與銅屑和濃硫酸共熱,可以簡便地檢驗溶液中硝酸根離子的存在。[9]如刺鼻棕色氣體產出,而該氣體能使濕潤藍色石蕊試紙變紅,則表示試驗結果為陽性。

在本反應中,硫酸與硝酸根離子反應形成硝酸,然後硝酸與銅屑反應形成一氧化氮。一氧化氮其後再被氧化成二氧化氮,呈棕色。

Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

參考文獻编辑

  1. ^ Egon Wiberg, Arnold Frederick Hollema. Inorganic Chemistry. Elsevier. 2001. ISBN 0-12-352651-5. 
  2. ^ Mascetta, Joseph A. Barron's. Prepare for the SAT II: Chemistry. Barron's Educational Series, Inc. 2002: 208. 
  3. ^ Holltzclaw, H; Robinson, W. College Chemistry with qualitative analysis 8. Lexington, MA: D. C. Heath and Company. 1988: 1007. 
  4. ^ Alicja Wanat, Thorsten Schneppensieper, Grażyna Stochel, Rudi van Eldik, Eckhard Bill, and Karl Wieghardt. Kinetics, Mechanism, and Spectroscopy of the Reversible Binding of Nitric Oxide to Aquated Iron(II). An Undergraduate Text Book Reaction Revisited. Inorganic Chemistry. 2002, 41 (1): 4–10. PMID 11782137. doi:10.1021/ic010628q.  Formerly it was thought that the complex contains Fe(I) and NO+.
  5. ^ Nilay, Ghosh. How to test for lead and nitrates in water. Chemistry Stack Exchange. 2017-01-30 [2019-01-25]. (原始内容存档于2017-04-06). 
  6. ^ Christina F. H. Liao. Devarda's Alloy Method for Total Nitrogen Determination1. Soil Science Society of America Journal. 1981, 45 (5): 852 [2019-01-25]. ISSN 0361-5995. doi:10.2136/sssaj1981.03615995004500050005x. 
  7. ^ Kivi Grebber and J. V. Karabinos. A Study of the Diphenylamine Test for Aliphatic Nitrocompounds (PDF). Journal of Research of the National Bureau of Standards. 1952-09, 49 (3) [2019-01-25]. (原始内容存档 (PDF)于2018-06-02). 
  8. ^ Pamela K. Walker and Philip J. Rodacy. Field Test Kit for Gunshot Residue Detection (PDF). Sandia National Laboratories. 2002 [2019-01-25]. (原始内容存档 (PDF)于2017-01-27). 
  9. ^ Chemical Tests for Nitrate - MeitY OLabs. Amrita University. 事件发生在 03:53. 2015-09-14 [2019-01-26] (英语). 

參見编辑

外部連結编辑