6. Woche. Reaktionen und Nachweis der Anionen. Klasse I

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1 6. Woche Reaktionen und achweis der Anionen Klasse I Klassenreaktion: Die Anionen der I. Anionenklasse zeigen nach Zugabe verdünnter Salzsäure eine gut wahrnehmbare Veränderung (Gasentwicklung oder iederschlag Bildung). 1. Reaktionen der CO 3 2 -Ionen Zu den nachfolgenden Reaktionen verwende man eine a 2 CO 3 (atriumcarbonat, Soda) Lösung Beim Ansäuern wird Kohlensäure als Kohlendioxid freigesetzt: CO H + (H 2 CO 3 ) CO 2 + H 2 O Das freigesetzte CO 2 kann mit Kalkwasser, (gesättigtes Ca(OH) 2 ), als CaCO 3 (Calciumcarbonat, Kalk, Kalkstein) identifiziert werden Wenn CO 3 2- Ionen mit den Ba 2+ Ionen reagieren, entsteht ein weißer iederschlag: Ba 2+ + CO 3 2 = BaCO 3 (Bariumcarbonat) Der iederschlag kann leicht in starken Säuren unter brausen gelöst werden (Unterschied zu SO 4 2- und PO 4 3- Ionen): BaCO H + = Ba 2+ + CO 2 + H 2 O 1.3 Die Carbonat Salze hydrolysieren im Wasser basisch: CO H 2 O 2 OH + H 2 CO 3 Wird ein Tropfen Phenolphtalein-Lösung zur a 2 CO 3 Lösung gegeben, verfärbt sich die Lösung rötlich. 2. Reaktionen der HCO 3 -Ionen Zu den nachfolgenden Reaktionen verwende man eine ahco 3 (atriumhydro(gen)carbonat, atriumbicarbonat) Lösung Beim Ansäuern wird Kohlensäure als Kohlendioxid freigesetzt:

2 HCO 3 + H + (H 2 CO 3 ) H 2 O + CO Das HCO 3 -Ion ist eine schwache Base. In wässriger Lösung hydrolysiert das HCO 3 Ion schwach basisch. Das schwach basische Milieu kann mittels Phenolphtalein-Lösung nachgewiesen werden (rosa Färbung). 3. Reaktionen der ClO -Ionen HCO 3 + H 2 O OH + H 2 CO 3 Zu den nachfolgenden Reaktionen verwende man eine aocl (atriumhypochlorit- Lösung. Eau de Labarraque ) Lösung Chlor (Cl 2 ) Geruch beim Ansäuern mit Salzsäure Lösung. Cl + ClO + 2 H + = H 2 O + Cl 2 Das elementare Cl 2 kann mit Kaliumjodid und mit Stärke imprägniertem Indikatorpapier nachgewiesen werden. Elementares I 2 bildet eine dunkelblaue Komplex-Verbindung mit Stärke: 2 I + Cl 2 = I Cl Durchführung: Das (nasse) Indikatorpapier-Streifen wird über das Reagenzglas gehalten. Klasse II Klassenreaktion: Die Anionen der II. Anionenklasse bilden mit Bariumionen in neutraler oder schwach alkalischer Lösung schwerlösliche Salze. 4. Reaktionen der SO 4 2 -Ionen Zu den nachfolgenden Reaktionen verwende man eine verdünnte H 2 SO 4 (Schwefelsäure) Lösung Ba 2+ Ionen (Bariumnitrat Lösung) fällen aus Sulfat Lösungen schwerlösliches Bariumsulfat (Baryt, Schwerspat): Ba 2+ + SO 4 2 = BaSO 4 Der iederschlag kann weder in verdünnten Säuren noch in verdünnten Basen gelöst werden. 2

3 5. Reaktionen der PO 4 3 -Ionen Zu den nachfolgenden Reaktionen verwende man eine verdünnte a 2 HPO 4 (Dinatriumhydrogenphosphat) Lösung Ba 2+ Ionen fällen aus Phosphat Lösungen schwerlösliches Bariumhydrogenphosphat: HPO Ba 2+ = BaHPO 4 Der iederschlag kann in verdünnten Salz- oder Salpetersäure Lösungen gelöst werden Magnesiamischung (MgCl 2, H 4 Cl und H 3 -Lösung bis zur deutlich basischen Reaktion zusammengeben) Aus einem neutralen Phosphat Lösung bildet sich ein weißer, kristalliner iederschlag (Magnesiumammoniumphosphat): 5.3. (H 4 ) 2 MoO 4 (Ammoniummolybdat) Mg 2+ + H PO 4 3 = MgH 4 PO 4 Aus HO 3 -saurer Phosphat Lösung fällt ein gelber iederschlag (Ammoniummolybdophosphat), ein Salz einer sog. Heteropolysäure: (H 4 ) 3 [P(Mo 3 O 10 ) 4 ] H 2 O Durchführung: ca. 2 Tropfen Phosphat Stammlösung wird mit ca. 1 cm 3 Salpeter-säure-Lösung gemischt. Die Mischung wird mit (H 4 ) 2 MoO 4 -Lösung versetzt bis die Lösung gelblich gefärbt wird. ach kürze Zeit wird die Mischung trüb und langsam entsteht der gelbe iederschlag. Klasse III Klassenreaktion: Die Anionen der III. Anionenklasse bilden mit Silberionen in schwach HO 3 -saurer Lösung schwerlösliche Salze. 6. Reaktionen der Cl -Ionen Zu den nachfolgenden Reaktionen verwende man eine acl (atriumchlorid, Kochsalz) Lösung Aus HO 3 -saurer Chlorid Lösung wird mit Ag + -Ionen (z.b. AgO 3 Lösung; Silbernitrat Lösung) ein weißer, käsiger iederschlag gebildet: (Silbernitrat- Lösung ist giftig!). Cl + Ag + = AgCl (Silberchlorid) 3

4 Der iederschlag wird am Licht dunkel, ist in Säuren schwerlöslich, löslich in H 3 -Lösung als Diamminkomplex und in a 2 S 2 O 3 -Lösung (atriumthiosulfat, Fixiersalz) als Dithiosulfatokomplex: AgCl + 2 H 3 = [Ag(H 3 ) 2 ] + + Cl AgCl + 2 S 2 O 3 2 = [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3 + Cl Durchführung: Der iederschlag wird in vier Reagenzgläser verteilt. Zu den Reagenzgläsern wird wahlweise HO 3 -Lösung, H 3 -Lösung, a 2 S 2 O 3 -Lösung gegeben bzw. ein Reagenzglas wird am Licht stehen gelassen. 7. Reaktionen der l -Ionen Zu den nachfolgenden Reaktionen verwende man eine Kl (Kaliumiodid) Lösung Aus einer Iodid Lösung wird mit Ag + Ionen (z.b. AgO 3 Lösung) ein blassgelber, käsiger iederschlag gebildet: l + Ag + = Agl (Silberiodid) Der iederschlag wird am Licht dunkel, ist in Säuren und in H 3 -Lösung unlöslich, löst sich in a 2 S 2 O 3 -Lösung leicht als Dithiosulfatokomplex: Agl + 2 S 2 O 3 2 = [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3 + l 7.2. Chlorwasser: Mit Cl 2 -Lösung wird aus HCl-sauer Iodid Lösung I 2 (elementares Iod) ausgeschieden: 2 I + Cl 2 = I Cl Durchführung: Zu der Probenlösung gibt man ca. 1 cm 3 CCl 4 (Tetrachlormethan) und fügt tropfenweise Chlorwasser hinzu. Die organische Phase färbt sich rotviolett (I 2 ) Mit Br 2 -Lösung (Brom) wird I 2 ausgeschieden. Das Jod kann gemäß der Reaktion 7.2 nachgewiesen werden. 2 I + Br 2 = I Br Klasse IV Klassenreaktion: Die Anionen der IV. Anionenklasse bilden mit keinem der genannten Reagenzien Verbindungen. 4

5 8. Reaktionen der O 2 -Ionen Zu den nachfolgenden Reaktionen verwendet man eine ao 2 (atriumnitrit) Lösung 8.1. achweis als [Fe(H 2 O) 5 O]SO 4 (itrosoferrosulfat, Pentaaquanitrosyleisen(II)Sulfat) Durchführung: Zu einer ao 2 Lösung wird verdünnte Essigsäure und FeSO 4 Lösung gegeben. Eine dunkelbraune, trübe Mischung - itrosoferrosulfat - entsteht. (Unterschied zu O 3 Ionen: O 3 Ionen geben diese Reaktion nur mit konzentrierte Schwefelsäure.) 8.2. achweis mit Lunges Reagenz Reagenzlösung: Teil A: 1%-ige Lösung von Sulfanilsäure in 30%-iger Essigsäure ( Eisessig : konzentrierte Essigsäure) Teil B: 1%-ige Lösung von -aphtylamin in 30%-iger Essigsäure Durchführung: Zu 1-2 cm 3 Wasser und 1-2 Tropfen (!) ao 2 -Lösung wird 1-2 cm 3 Reagenz Teil A und Teil B gegeben. Ein roter iederschlag entsteht. (Vorsicht: -aphtylamin kann Krebserregend sein!) Reaktionsverlauf: Sulfanilsäure wird in saurer Lösung durch HO 2 diazotiert und das Diazonium-Kation mit -aphtylamin zu einem roten Azofarbstoff gekuppelt: + H + HO 2 + H H 2 O Sulfanilsäure Diazonium-Kation + + H 2 H 2 + H + -aphtylamin Diazotat (Azofarbstoff) 9. Reaktionen der O 3 -Ionen Zu den nachfolgenden Reaktionen verwende man eine ao 3 (atriumnitrat, Chilesalpeter) Lösung 9.1. achweis als [Fe(H 2 O) 5 O]SO 4, Ringprobe 5

6 Durchführung: Man versetzt die O 3 -Ion-haltige Lösung mit 2-3 cm 3 konz. Schwefelsäure (Vorsicht: starke Wärmebildung!!) und kühlt die Mischung gründlich, unter Wasserstrahl ab. Überschichtet man vorsichtig die Mischung mit einem FeSO 4 Lösung. An der Berührungsfläche bildet sich ein braunschwarzer Ring von [Fe(H 2 O) 5 O]SO achweis nach Reduktion zu O 2 mit Lunges Reagenz O 3 kann mit Zink und Essigsäure zu O 2 reduziert und dann indirekt über das O 2 Ion nachgewiesen werden: O 3 + Zn + 2 H + = O 2 + Zn 2+ + H 2 O Durchführung: Zu der Probelösung wird eine Spatelspitze Zink-Pulver danach Lunges Reagenz Teil A und Teil B gegeben. Die Mischung verfärbt sich rötlich. 6