Kurs:Methoden für die qualitative Analyse/Herstellung eines Sodaauszuges und den Nachweis der in der Ausgangs- bzw. Ursubstanz enthaltenen Anionen (meist Säurereste)

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Herstellung eines Sodaauszuges und den Nachweis der in der Ausgangs- bzw. Ursubstanz enthaltenen Anionen (meist Säurereste).[Bearbeiten]

Man mischt ca. 250 mg Untersuchungssubstanz mit ca. 1 g Na2CO3, gibt das Ganze mit ca. 50 ml Wasser in ein 100 ml-Becherglas und läßt das ganze ca. 10 bis 15 min bei schwacher Hitze kochen. Anschließend wird das Ganze filtriert. Der Rückstand wird aufgehoben.


Die Reaktionsformeln der Nachweise befinden sich am Ende.

Cl--Nachweis:[Bearbeiten]

Man gibt ca. 0,5 ml des Filtrates mit einer Tropfpipette in ein Reagenzglas, säuert mit verd. HNO3 an und gibt einige Tropfen AgNO3. Bei Vorhandensein von Cl- bildet sich ein weißer flockiger Niederschlag aus, der sich leicht mit verdünnter NH3-Lösung auflösen läßt. Hierbei bildet sich der Ag-Diammin-Komplex: AgCl + NH3 <--> [Ag(NH3)2]+ + Cl- Vorsicht, Br-, und J- und SCN- stören diesen Nachweis. Auch Br- und J- verursachen einen Niederschlag. AgCl löst sich auch in einer etwa 10%-igen (NH4)2CO3-Lösung auf, die freies NH3 enthält. Die Lösung darf dabei nicht erwärmt werden. AgBr ist gelblich und in NH4OH löslich, in (NH4)2CO3-Lösung nicht. Wenn Br- und J- neben Cl- vorliegen erfolgt der Cl--Nachweis etwas anders: Man gibt ca. 2 ml des Filtrates mit einer Tropfpipette in ein Becherglas,verdünnt auf ca. 20 ml mit Wasser, säuert mit Essigsäure an, erhitzt das ganze und gibt tropfenweise KMnO4-Lösung hinzu bis die Violettfärbung nicht mehr verschwindet (langsam zugeben, damit kein großer überschuss vorhanden ist). Hierbei werden Br- und J- zu Br2 und J2 reduziert und aus der Lösung herausgekocht, so dass eigentlich nur noch Cl- vorhanden sein sollte. Die eingeengte Lösung wird abfiltriert umd dem Filtrat AgNO3 zugesetzt. Bei Vorhandensein von Cl- entsteht ein weißer flockiger Niederschlag der sich leicht mit einer etwa 10%-igen (NH4)2CO3-Lösung auflösen läßt.

Nachweis von Br- und J- mit Cl2:[Bearbeiten]

AgJ ist hellgelb gefärbt, und AgBr ist gelblich. Man sollte die Finger davon lassen anhand der Farbe zu sagen was man vorliegen hat. Sicherer ist es Man gibt ca. 0,5 - 1 ml des Filtrates mit einer Tropfpipette in ein Reagenzglas, säuert mit verd. HCl an. Der Nachweis dieser Halogenide erfolgt als Element indem diese durch Cl2 zu den freien Elementen aufzuoxidiert werden. Dies kann beispielsweise mit Chlorwasser oder mit 5 - 10 fach verdünnter Chlorbleichlauge die mit verd. HCl angesäuert wurde erfolgen. Diese Lösung wird der Untersuchngslösung tropfenweise zudosiert, die vorher bereits mit verd HCl angesäuert und mit ca. 0,5 ml CHCl3 (oder einem anderen Lösungsmittel, das sich nicht mit Wasser mischt) versetzt wurde. Die entstehende Mischung ist gut zu durchmischen. Die Farben Violett für J2 und braun für Br2 tauchen nacheinander auf. Das entstehende Jod färbt die organische Lösung zunächst violett und anschließend färbt entstehendes Br2 die organische Lösung rotbraun. Vorsicht, wenn die Chlorbleichlauge zu konzentriert ist, kann es passieren, dass die Freisetzung von J2 übersprungen wird, so dass eventuell vorhandenes J2 nicht nachgewiesen wird. Bei zu stakem Chlorwasser kann in der organischen Lösung Cl2 mit dem weingelbfarbenem BrCl3 verwechselt werden.

Nachweis von F-:[Bearbeiten]

Zunächst das frisch hergestellte Reagenz, für den man einige Tropfen einer salzsauren ZrOCl2 mit etwas Alizarin S versetzt, dieses Reagenz wird Zirkon-Alizarin-S-Lack genannt. Dieses Reagenz ist rot-violett gefärbt. Man gibt ca. 0,5 ml des Filtrates mit einer Tropfpipette in ein Reagenzglas, gibt so lange tropfenweise HCl hinzu bis zur sauren Reaktion und gibt etwas dieses Zirkon-Alizarin-S-Lacks hinzu. Bei vorhandensein von F- erfolgt ein Farbumschlag von rot-violett nach gelb. Die Empfindlichkeit dieses Nachweises hängt von der Zr-Menge ab und sollte vor Nachweisbeginn getestet werden.

NO3--bestimmung mit dem Farbringnachweis:[Bearbeiten]

Man gibt ca. 0,5 ml des Filtrates mit einer Tropfpipette in ein Reagenzglas, säuert mit verd. H2SO4 an, gibt Mohr´sches Reagenz hinzu und unterschichtet mit konz. H2SO4. An der Phasengrenzfläche zwischen der konz H2SO4 und der oberen verdünnten Lösung bildet sich bei Vorhandensein von NO3- ein brauner bis violetter Ring. Vorsicht, Br- und J- können auch einen braunen Ring verursachen. Dieses Problem kann man mit Ag2SO4 beheben. CrO42-- und MnO42--Ionen müssen mit zusätzlichem FeSO4 maskiert bzw reduziert werden. Eine weitere Möglichkeit Br und J vorher abzutrennen ist mit Pb-Ac2, wobei sich Br und J als PbJ2 und PbBr2 abscheiden. Die Lösung wird abfiltriert, es wird auf Vollständigkeit der Fällung geprüft. Wenn dies gegeben ist kann der Nitratnachweist in gewohnter Weise durchgeführt werden. überschüssiges PbAc2 fällt zwar als PbSO4 aus, stört aber nicht den Nachweis.

Ein weiterer Nitratnachweis geht folgendermaßen: Man nimmt etwas Sodaauszug, säuert mit HAc an und gibt etwas Sulfanilsäure und Alpha-Naphthylamin-Lösung und etwas Zinkstaub hinzu. Färbt sich das ganze langsam rot ist Nitrat vorhanden.

PO43--Nachweis:[Bearbeiten]

Man gibt ca. 0,5 ml des Filtrates mit einer Tropfpipette in ein Reagenzglas, säuert mit verd. HNO3 an. Dann wird das ganze vorsichtig erwärmt und gibt einige Tropfen Molybdatreagenz hinzu. Bei Vorhandensein von PO43- entsteht ein gelber Niederschlag. Das Molybdatreagenz stellt man her, indem man (NH4)5HMo6O21 unter Erwärmung in etwas Wasser löst. Nachdem sich alles abgekühlt hat kommt so lange konz. HNO3 hinzu bis sich ein durch die Abkühlung entstehender Niederschlag von Molybdänsäuren wieder gelöst hat. Vorsicht, das PO43- kann von eventuell vorhandenen AsO43- vorgetäuscht werden. Bei Vorhandensein von As ist es sinnvoller etwas Filtrat der H2S-Gruppe zum Nachweis zu nehmen, da das As hier abgetrennt wurde. Diese Flüssigkeit ist stark einzudampfen zur Entfernung vorhandener HCl und H2S. Diese Lösung wird mit verd. HNO3 angesäuert und dann der Nachweis durchgeführt.

Ein weiterer Phospahtnachweis in Form von Mg(NH4)PO4: Man gibt ca. 0,5 ml des Filtrates mit einer Tropfpipette in ein Reagenzglas, säuert mit verd. HCl an, gibt , fügt NH4Cl zu und macht mit NH4OH alkalisch. Jetzt gibt man vorsichtig MgCl2 hinzu, wobei vorhandenes PO43- als Mg(NH4)PO4-Niederschlag ausfällt.

SO42--Nachweis:[Bearbeiten]

Man gibt ca. 0,5 ml des Filtrates mit einer Tropfpipette in ein Reagenzglas, gibt so lange tropfenweise HCl hinzu bis zur sauren Reaktion und anschließend einige Tropfen BaCl2-Lösung hinzu. Bei Vorhandensein von SO42- entsteht BaSO4

==SCN-Nachweis mit Fe

Man säuert ca. 0,5 ml des Filtrates mit konz. HCl al. Bei Zugabe von FeCl3 entsteht eine Rotfärbung aus Fe(SCN)3

WO42--Nachweis[Bearbeiten]

Wenn in der Untersuchungssubstanz keine Heteropolysäurenbildner wie AsO43-, BO33- oder PO43- vorhanden sind entsteht bei jedem Ansäuern des Sodaauszuges ein Niederschlag.

Bei Verwendung von HCl z.B.: WO42- + 2 HCl -- in der Kälte --> H2WO4 (weißlicher Niederschlag)

Erwärmt man diese Lösung mit Niederschlag entsteht gelber WO3-Niederschlag. Beide Niederschläge lösen sich unter Zugabe von Na(OH) auf.

Versetzt man die mit HCl angesäuerte Sodaauszugslösung mit einer Zn-Granalie entsteht im laufe der Zeit H0,1 - 0,5WO3 als Niederschlag, das sogenannte Wolframblau. Läuft die Reduktionsreaktion weiter hellt sich diese Lösung langsam auf.

Man kann auch die mit HCl angesäuerte Sodaauszugslösung des Wolframats mit Ammoniumsulfid versetzen:

WO42- + (NH4)2S --> farbloses WS42- und dann mit HCl --> einen braunen Niederschlag aus WS3

VO3--Nachweis:[Bearbeiten]

Im Sodaauszug liegt VOsub>43- oder VOsub>3- farblos vor. Säuert man diese Lösung mit HCl an können sich gelbliche Polyvanadinsäuren bilden, die mit geringen Mengen H2O2 rotbraunes VO23+ bilden. Gibt man weiterhin H2O2 zu entsteht gelbe H3VO2(O2)2.

Weiterhin kann man zu VOsub>3- konz HCl geben, wobei wieder die gelben Polyvanadinsäuren entstehen. Gibt man hierzu Zn-Granalien läuft eine für V sehr charakteristische Reaktion ab, indem zunächst blaues VO2+ entsteht, als nächstes bildet sich über Mischfaren grünes V3+. Die Reaktion endet bei hellviolettem V2+.

Leitet man zu saurer Ausgangssubstanz mit V5+ H2S ein, wird dieses wieder zu blauem VO2+ reduziert, die im Filtrat der H2S-Gruppe wieeder auftauchen und anschließend mit HNO3 wieder zu V5+ oxidier werden müssen. Mit HJ oder Na2S2O4 reduzieren das V zu V3+, das sich dann mit NaOH zu V(OH)3 fällen lässt.


Formelitis Formelenzia[Bearbeiten]

Formeln für Cl--Nachweis

Cl- + Ag+ --> AgCl

AgCl + 2 NH3 --> [Ag(NH3)2]+ + Cl-

Wenn Br- und J- neben Cl- vorliegen erfolgt der Cl--Nachweis etwas anders:

Br- + MnO4- + H+ --ac---> Br2 + MnO(OH)2 + H2O.

Die gleiche Reaktion erfolgt auch mit J-, beide verdampfen beim Kochen. Die Nachweisreaktion ist die gleiche wie oben.

Formeln für Nachweis von Br- und J- mit Cl2

2 J- + Cl2 --> 2 Cl2 + J2 (das die organische Flüssigkeit violett färbt)

J2 + Cl2 --> JCl3 (das praktisch farblos ist)

2 Br- + Cl2 --> 2 Cl2 + Br2 (das die organische Flüssigkeit rotbraun färbt)

Br2 + Cl2 --> BrCl3 (weingelb)

Formeln für Nachweis von F-

ZrOCl2 + 2 Alizarin S ---HCl---> 2 HCl + ZrO * 2 Alizarin S (rot-violett)

ZrO * 2 Alizarin S + 6 H+ + 6 F- --> [ZrF6] (farblos) + 2 Aliz * H+ (gelb) + H2O

Formeln für NO3--Nachweis

NO- + Fe2+ + H+ --> NO + Fe3+ + H2O

NO + Fe2+ + 5 H2O --> [Fe(NO)(H2O)5]2+ als braune Fällung

Formeln für PO43--Nachweis

2 (NH4)5HMo6O21 + PO43- + 10 H+ --HNO3--> 6 H2O + 7 NH4+ + (NH4)3[PMo3O10)4] (gelb)

Formeln für SO42--Nachweis

SO42- + Ba2+ --> BaSO4 als Niederschlag

Formeln für den SCN-Nachweis

FeCl3 + 3 SCN- --> Fe(SCN)3 + 3 Cl-