Anionen-Nachweis durch Fällungsreaktionen

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1 Lehrer-/Dozentenblatt Anionen-Nachweis durch Fällungsreaktionen (Artikelnr.: P ) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Chemie Bildungsstufe: Klasse 7-10 Lehrplanthema: Allgemeine Chemie- Einführung Unterthema: Nachweisreaktionen, Ionennachweise Experiment: Anionen-Nachweis durch Fällungsreaktionen Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit empfohlene Gruppengröße Leicht 10 Minuten 20 Minuten 2 Schüler/Studenten Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Schlagwörter: Anionen, Nachweisreaktionen, Niederschlag Lehrerinformationen Einführung Anwendung Nachweise für Anionen nennt man chemische Reaktionen, mit denen ein Anion (bzw. Anionen) in einer Probe nachgewiesen werden können. In diesem Versuch wird sich auf den direkten Nachweis durch Niederschlagsreaktionen fokussiert. Versuchsaufbau Lernziele Erste Erfahrungen mit Fällungsreaktionen (Anionennachweis) der analytischen Chemie. Aufgabe Die Schüler sollen Anionen mit Fällungsreaktionen nachweisen. Vorwissen Ein grundlegendes Wissen über Salze und ihre Löslichkeit sollte vorhanden sein. Den Schülern sollten die Reaktionsgleichungen der jeweiligen Reaktionen bekannt bzw. erschließbar sein. Prinzip Fällungsmittel sind Stoffe bzw. Stoffgemische, welche die Ausfällung gelöster Stoffe zu unlöslichen Feststoffen bewirken, dem sogenannten Niederschlag. Wichtig ist dies im Laboralltag um z.b. geringe Ionenkonzentrationen nachzuweisen. Auch möglich ist

2 Lehrer-/Dozentenblatt das Ausfällen von störenden Ionen in Reaktionen. Vorbereitung Es muss jeweils eine ca. 0,1 M Lösung der Salze 1-4 hergestellt werden. 0,1 M Natriumchlorid-Lösung: 1,46 g Natriumchlorid auf 250 ml dest. Wasser. 0,1 M Natriumbromid-Lösung: 2,57 g Natriumbromid auf 250 ml dest. Wasser. 0,1 M Natriumsulfat-Lösung: 3,55 g Natriumsulfat auf 250 ml dest. Wasser. 0,1 M Natriumcarbonat-Lösung: 2,64 g Natriumcarbonat auf 250 ml dest. Wasser. Ebenso muss eine 5%ige Salzsäure-Lösung (geben Sie ca 40 ml dest. Wasser in einen Messkolben, pipettieren Sie 13 ml 37%-ige Salzsäure und füllen auf 100 ml mit dest. Wasser auf), eine 5%ige Salpetersäure-Lösung (geben Sie ca 40 ml dest. Wasser in einen Messkolben, pipettieren Sie 50 ml 10%-ige Salzsäure und füllen auf 100 ml mit dest. Wasser auf) sowie eine 10%ige Bariumchlorid-Lösung (10 g Bariumchlorid auf 100 ml dest. Wasser) vorbereitet werden. Entsorgung Bariumchlorid-Niederschläge als Schwermetallabfall entsorgen. Silberchlorid sammeln oder in Silbernitrat zurückverwandeln. Restliche Lösungen in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben. Ergebnisübersicht Musterergebnis

3 Lehrer-/Dozentenblatt Material Position Material Bestellnr. Menge 1 Spritzflasche, 250 ml, Kunststoff Laborschreiber, wasserfest Schutzbrille, farblose Scheiben Pipette mit Gummikappe Reagenzglas, d = 18 mm, l = 180 mm, Laborglas, 100 Stück (4) 6 Reagenzglasgestell, 6 Bohrungen, d = 22 mm, Holz Bariumchlorid, reinst, 250 g Natriumbromid, reinst, 100 g Natriumcarbonat, wasserfrei, 250 g Natriumchlorid, reinst, 250 g Natriumsulfat Decahydrat, 250 g Salzsäure 37%, reinst, 1000 ml Silbernitrat-Lösung, 5%, 100 ml Wasser, destilliert, 5 l Salpetersäure, 10%, techn ml Sicherheitshinweise H- und P-Sätze

4 Lehrer-/Dozentenblatt Salzsäure (5%) H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H335: Kann die Atemwege reizen. H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. P280: Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen. P301 + P330 + P331: P309 + P310: P305 + P351 + P338: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. Bei Exposition oder Unwohlsein: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. P501: Inhalt/Behälter in einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Salpetersäure (5%) H272: Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel. H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P220: Von Kleidung / / brennbaren Materialien fernhalten/entfernt aufbewahren. P260: Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen. P280: Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen. P305 + P351 + P338: P301 + P330 + P331: P309 + P310: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. BEI Exposition oder Unwohlsein: GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P501: Inhalt/Behälter in einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Silbernitrat- Lösung (5%) H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung. H315: Verursacht Hautreizungen. H319: Verursacht schwere Augenreizung. P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280: Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen. P305 + P351 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. P310: Sofort Giftinformationszentrum oder Arzt anrufen. P501: Inhalt/ Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Bariumchlorid (10%): H301: Giftig bei Verschlucken. P262: Nicht in die Augen, auf die Haut oder auf die Kleidung gelangen lassen. P272: Kontaminierte Arbeitskleidung nicht außerhalb des Arbeitsplatzes tragen. Natriumcarbonat: H319: Verursacht schwere Augenreizung. P260: Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dampf / Aerosol nicht einatmen. P305 + P351 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. Gefahren Säuren und Laugen wirken ätzend! Unbedingt Schutzbrille tragen!

5 Anionen-Nachweis durch Fällungsreaktionen (Artikelnr.: P ) Einführung Anwendung und Aufgabe Wie kann man Anionen nachweisen? Anwendung Durch Fällungsreaktionen ist es möglich, einzelne Bestandteile einer Lösung nachzuweisen. Wichtig ist das z.b. im Laboralltag für den Nachweis von geringen Ionenkonzentrationen. Auch im Alltag sind Fällungsreaktionen wichtig, in Kläranlagen werden diese verwendet um störende Ionen zu entfernen. Versuchsaufbau Aufgabe Fülle die Reagenzgläser mit den jeweiligen bereitgestellten Salzlösungen und führe die in der Durchführung beschriebenen Fällungsreaktionen durch. Notiere deine Beobachtungen.

6 Material Position Material Bestellnr. Menge 1 Spritzflasche, 250 ml, Kunststoff Laborschreiber, wasserfest Schutzbrille, farblose Scheiben Pipette mit Gummikappe Reagenzglas, d = 18 mm, l = 180 mm, Laborglas, 100 Stück (4) 6 Reagenzglasgestell, 6 Bohrungen, d = 22 mm, Holz Bariumchlorid, reinst, 250 g Natriumbromid, reinst, 100 g Natriumcarbonat, wasserfrei, 250 g Natriumchlorid, reinst, 250 g Natriumsulfat Decahydrat, 250 g Salzsäure 37%, reinst, 1000 ml Silbernitrat-Lösung, 5%, 100 ml Wasser, destilliert, 5 l Salpetersäure, 10%, techn ml

7 Aufbau und Durchführung Aufbau Gefahren Säuren können ätzend sein. Unbedingt Schutzbrille tragen! Aufbau Nummeriere die Reagenzgläser von 1 bis 4 (Abb. 1). Abb. 1 Stelle die Reagenzgläser nebeneinander in das Reagenzglasgestell und fülle die bereitgestellten Salzlösungen 1-4 in die jeweiligen Reagenzgläser (Abb. 2). Verwende hierbei für jede der Salzlösungen eine eigene Pipette! 1. Natriumchlorid 2. Natriumbromid 3. Natriumsulfat 4. Natriumcarbonat Reinige anschließend die Pipetten.

8 Abb. 2 Durchführung Durchführung Führe die Fällungsreaktionen der einzelnen Anionen durch. Verwende für jede Lösung eine eigene Pipette (Abb. 3). Die Fällungsreaktionen Abb. 3 Reagenzglas 1 Füge zu Reagenzglas 1 ein paar Tropfen 0,1 M Salpetersäure (verwende eine neue Pipette). Schüttel die Lösung vorsichtig. Tropfe nun ein paar Tropfen einer 0,1 M Silbernitrat-Lösung hinzu (verwende eine neue Pipette). Notiere deine Beobachtung. Reagenzglas 2 Füge zu Reagenzglas 2 ein paar Tropfen 0,1 M Salpetersäure (verwende eine neue Pipette). Schüttel die Lösung vorsichtig. Tropfe nun ein paar Tropfen einer 0,1 M Silbernitrat-Lösung (verwende eine neue Pipette) hinzu. Notiere deine Beobachtung. Reagenzglas 3 Füge zu Reagenzglas 3 ein paar Tropfen einer 5%igen Salzsäure (verwende eine neue Pipette). Schüttel die Lösung vorsichtig. Tropfe nun ein paar Tropfen einer 10%igen Bariumchlorid-Lösung hinzu (verwende eine neue Pipette). Notiere deine Beobachtung. Reagenzglas 4 Füge zu Reagenzglas 4 ein paar Tropfen einer 10%igen Bariumchlorid-Lösung hinzu (verwende eine neue Pipette). Notiere deine Beobachtung. Entsorgung Bariumchlorid-Niederschläge als Schwermetallabfall entsorgen. Silberchlorid sammeln oder in Silbernitrat zurückverwandeln. Restliche Lösungen in den Sammelbehälter für Säuren und Laugen geben.

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10 Protokoll: Anionen-Nachweis durch Fällungsreaktionen Ergebnis - Tabelle 1 (4 Punkte) Trage deine Beobachtungen in die Tabelle ein. Reagenzglas Beobachtung 1 weißer Niederschlag 1 2 gelblicher Niederschlag 1 3 weißer Niederschlag 1 4 weißer Niederschlag 1 Auswertung - Frage 1 (10 Punkte) Gebe zu den Reaktionen 1 und 3 die Reaktionsgleichung der Fällungsreaktion an.

11 Auswertung - Frage 2 (10 Punkte) Was wurde jeweils nachgewiesen?