Analytisches Praktikum: Qualitative Analyse

Transkript

1 Analytisches Praktikum: Qualitative Analyse 2. Auflage Franz Josef Hahn und Günter Haubold VCH Weinheim New York Basel Cambridge Tokyo

2 Inhalt 1 Einleitung 1 2 Theoretische Grundlagen Massen Wirkungsgesetz Löslichkeitsprodukt Arbeits- und Nachweistechniken Geräte und Arbeitsmittel Hinweise auf Arbeitsfehler Probenvorbereitung Arbeitssicherheit und Umweltschutz 14 3 Nachweise der Anionen n 3.1 Theoretische Grundlagen Nachweise aus der Analysensubstanz Nachweis von Acetat-Ionen (CH 3 COO~) Nachweis von Borat-Ionen (BO?") Nachweis von Carbonat-Ionen (COl~) Nachweis von Fluorid-Ionen (F - ) Nachweis von Nitrat-Ionen (NOy) Nachweis von Oxalat-Ionen (C 2 04~) Nachweis von Silikat-Ionen (SiO^-) Nachweis von Sulfit-Ionen (SOf~) Nachweis von Thiosulfat-Ionen (S 2 0^) Nachweise aus dem Natriumcarbonatauszug Herstellung des Natriumcarbonatauszuges Nachweis von Bromid-Ionen (Br~) Nachweis von Chlorid-Ionen (Cl~) Nachweis von Iodid-Ionen (I - ) Nachweis von Chromat-Ionen (CrOj - ) 25

3 VIII Inhalt Nachweis von Nitrat-Ionen (NO^) Nachweis von Nitrit-Ionen (N0 2 ~) Nachweis von Oxalat-Ionen (C ~) Nachweis von Phosphat-Ionen (PO 3, - ) Nachweis von Sulfat-Ionen (SO 2. - ) Nachweis von Sulfid-Ionen (S 2 ~) Nachweis von Sulfit-Ionen (SO 2 ") Wiederholungsfragen 30 4 Nachweise der Kationen Theoretische Grundlagen Nachweis von Aluminium-Ionen (Al 3+ ) Nachweis von Aluminium-Ionen als Aluminiumhydroxid Nachweis von Aluminium-Ionen mit Ammoniumhydroxid-Lösung Nachweis von Aluminium-Ionen als Natriumaluminiumfluorid Nachweis von Aluminium-Ionen als Thenards Blau Nachweis von Aluminium-Ionen mit Aluminon als roter Farblack Nachweis von Aluminium-Ionen mit Alizarin-S Nachweis von Aluminium-Ionen mit Morin Nachweis von Ammonium-Ionen (NHj) Nachweis von Ammonium-Ionen als Ammoniak (NH 3 ) Nachweis von Ammonium-Ionen mit Neßlers Reagenz Nachweis von Antimon-Ionen (Sb 3+, Sb 5+ ) Nachweis von Antimon-Ionen durch Reduktion mit metallischem Eisen Nachweis von Antimon-Ionen als Antimonsulfid Nachweis von Antimon-Ionen durch Marshsche Probe Nachweis von Antimon-Ionen durch Farbreaktion mit Rhodmin B Nachweis von Arsen-Ionen (As 3+, As 5+ ) Nachweis von Arsen-Ionen als Arsen(III)-sulfid Nachweis von Arsen-Ionen als Arsen(V)-sulfid Nachweis von Arsen-Ionen durch Marshsche Probe Nachweis von Arsen-Ionen als Arsen(III)-hydrid aus alkalischer Lösung Nachweis von Barium-Ionen (Ba 2+ ) Nachweis von Barium-Ionen durch Flammenfärbung Nachweis von Barium-Ionen als Bariumsulfat Nachweis von Barium-Ionen als Bariumchromat Nachweis von Barium-Ionen als Bariumcarbonat Nachweis von Barium-Ionen mit Natriumrhodizonat 43

4 Inhalt IX 4.7 Nachweis von Bismut-Ionen (Bi 3+ ) Nachweis von Bismut-Ionen als Bismutsulfid Nachweis von Bismut-Ionen durch Hydrolysereaktion Nachweis von Bismut-Ionen als Bismuthydroxid Nachweis von Bismut-Ionen als elementares Bismut Nachweis von Bismut-Ionen mit Kaliumiodid und 8-Hydroxychinolin Nachweis von Blei-Ionen (Pb 2+ ) Nachweis von Blei-Ionen als Bleichlorid Nachweis von Blei-Ionen als Bleisulfat Nachweis von Blei-Ionen als Bleichromat Nachweis von Blei-Ionen durch Farbreaktion mit Dithizon Nachweis von Blei-Ionen als Bleisulfid Nachweis von Blei-Ionen als Bleiiodid Nachweis von Cadmium-Ionen (Cd 2+ ) Nachweis von Cadmium-Ionen als Cadmiumsulfid Nachweis von Cadmium-Ionen mit Natriumoxalat und Schwefel im Glührohr Nachweis von Calcium-Ionen (Ca 2+ ) Nachweis von Calcium-Ionen durch Flammenfärbung Nachweis von Calcium-Ionen als Calciumcarbonat Nachweis von Calcium-Ionen als Calciumoxalat Nachweis von Calcium-Ionen mit Kaliumhexacyanoferrat(II) Nachweis von Chrom-Ionen (Cr 3+ ) Nachweis von Chrom-Ionen durch Oxidationsschmelze Nachweis von Chrom-Ionen durch Phosphorsalz- oder Boraxperle Nachweis von Chrom-Ionen als Chrom(III)-hydroxid Nachweis von Chrom-Ionen als Bariumchromat Nachweis von Chrom-Ionen als Chrom(VI)-peroxid Nachweis von Cobalt-Ionen (Co 2+ ) Nachweis von Cobalt-Ionen durch Phosphorsalz oder Boraxperle Nachweis von Cobalt-Ionen als Cobalthydroxid Nachweis von Cobalt-Ionen mit Amrnoniumthiocyanat Nachweis von Cobalt-Ionen mit Ammoniumtetrathiocyanatomercurat(II) Nachweis von Eisen-Ionen (Fe 2+, Fe 3+ ) Nachweis von Eisen-Ionen als Eisenhydroxide Nachweis von Eisen-Ionen mit Kaliumhexacyanoferrat(II) Nachweis von Eisen-Ionen mit Dimethylglyoxim Nachweis von Eisen-Ionen mit Amrnoniumthiocyanat Nachweis von Kalium-Ionen (K + ) Nachweis von Kalium-Ionen durch Flammenfärbung Nachweis von Kalium-Ionen mit Perchlorsäure Nachweis von Kalium-Ionen als Kaliumnatriumhexanitrocobaltat(III) Nachweis von Kalium-Ionen als Kaliumtetraphenylborat 61

5 X Inhalt 4.15 Nachweis von Kupfer-Ionen (Cu 2+ ) Nachweis von Kupfer-Ionen durch Flammenfärbung Nachweis von Kupfer-Ionen mit Ammoniumhydroxid-Lösung Nachweis von Kupfer-Ionen mit Kaliumhexacyanoferrat(II) Nachweis von Kupfer-Ionen mit Ammoniumtetrathiocyanatomercurat(II) Nachweis von Magnesium-Ionen (Mg 2+ ) Nachweis von Magnesium-Ionen als Magnesiumammoniumphosphat Nachweis von Magnesium-Ionen mit Magneson als blauer Farblack Nachweis von Magnesium-Ionen mit Titangelb als roter Farblack Nachweis von Magnesium-Ionen mit Chinalizarin als blauer Farblack Nachweis von Mangan-Ionen (Mn 2+ ) Nachweis von Mangan-Ionen durch Oxidationsschmelze Nachweis von Mangan-Ionen durch Phosphorsalz- oder Boraxperle Nachweis von Mangan-Ionen als Mangansulfid Nachweis von Mangan-Ionen mit Ammoniumhydrogenphosphat Nachweis von Mangan-Ionen mit Bleidioxid Nachweis von Mangan-Ionen mit Ammoniumperoxodisulfat Nachweis von Natrium-Ionen (Na + ) Nachweis von Natrium-Ionen durch Flammenfärbung Nachweis von Natrium-Ionen als Natriummagnesiumuranylacetat Nachweis von Natrium-Ionen mit Kaliumhexahydroxoantimonat(V) Nachweis von Nickel-Ionen (Ni 2+ ) Nachweis von Nickel-Ionen mit der Phosphorsalzperle Nachweis von Nickel-Ionen als Nickelhydroxid Nachweis von Nickel-Ionen mit Ammoniumhydroxid-Lösung Nachweis von Nickel-Ionen als Nickeldimethylglyoxim Nachweis von Quecksilber-Ionen (Hg 2+, Hg 2+ ) Nachweis von Quecksilber-Ionen als Kupferamalgam Nachweis von Quecksilber-Ionen als elementares Quecksilber Nachweis von Quecksilber-Ionen als Cobalttetrathiocyanatomercurat Nachweis von Quecksilber-Ionen mit Zinn(II)-chlorid Nachweis von Silber-Ionen (Ag + ) Nachweis von Silber-Ionen als Silberchlorid Nachweis von Silber-Ionen als Silberchromat Nachweis von Strontium-Ionen (Sr 2+ ) Nachweis von Strontium-Ionen durch Flammenfärbung Nachweis von Strontium-Ionen als Strontiumsulfat Nachweis von Strontium-Ionen als Strontiumcarbonat Nachweis von Strontium-Ionen als Strontiumchromat Nachweis von Zink-Ionen (Zn 2+ ) Nachweis von Zink-Ionen als Rinnmanns-Grün Nachweis von Zink-Ionen als Zinksulfid 77

6 Inhalt XI Nachweis von Zink-Ionen als Zinkhexacyanoferrat(III) Nachweis von Zink-Ionen mit Ammoniumtetrathiocyanatomercurat(II) Nachweis von Zink-Ionen mit Dithizon Nachweis von Zinn-Ionen (Sn 2+, Sn 4+ ) Nachweis von Zinn-Ionen durch die Leuchtprobe Nachweis von Zinn-Ionen als Zinn(II)-sulfid oder Zinn(IV)-sulfid Nachweis von Zinn-Ionen als Molybdänblau Wiederholungsfragen 80 5 Identifizierung anorganischer Verbindungen Grundlagen, Verzeichnis der zu identifizierenden Substanzen Aufgaben- und Bearbeitungsvorschlag 83 6 Trennungsgang der Kationen Theoretische Grundlagen Vorproben Allgemeines Flammenfärbung und Spektralanalyse Perlreaktionen Behandlung im Glühröhrchen Lösen der Substanz Identifizierung schwerlöslicher Rückstände Aufschluß schwerlöslicher Rückstände Wiederholungsfragen Salzsäuregruppe Theoretische Grundlagen Arbeitsanweisung Wiederholungsfragen Hydrogensulfid-Gruppe Theoretische Grundlagen Toxikologie und Bereitstellung von Hydrogensulfid Fällung der Sulfide Lithiumhydroxid-Trennung Trennung der Kupfer-Gruppe Trennung der Arsen-Gruppe Arbeitsanweisung Vorbereitung der Probe-Lösung für die Sulfid-Fällung Fällung der Sulfide mit Thioacetamid-Lösung Fällung der Sulfide mit Hydrogensulfid 112

7 XII Inhalt Lithiumhydroxid-Trennung Trennung der Kupfer-Gruppe Trennung der Arsen-Gruppe Wiederholungsfragen Ammoniumsulfid-Gruppe Theoretische Grundlagen Allgemeines Die Hydrolyse-Trennung Die Salzsäure-Hydrogenperoxid-Trennung Arbeitsanweisung Trennung der Ammoniumsulfid-Gruppe durch die Hydrolyse-Trennung Trennung der Ammoniumsulfid-Gruppe durch die Salzsäure-Hydrogenperoxid- Trennung Wiederholungsfragen Ammoniumcarbonat-Gruppe Theoretische Grundlagen Allgemeines Das Chromat-Verfahren Das Ethanol-Verfahren Arbeitsanweisung Fällung der Carbonate Trennung der Carbonate nach dem Chromat-Verfahren Trennung der Carbonate nach dem Ethanol-Verfahren Wiederholungsfragen Lösliche Gruppe (Magnesium-, Alkalimetall- und Ammonium-Ionen) Theoretische Grundlagen Allgemeines Die Gruppentrennung Austreibung oder Zerstörung der Ammoniumsalze Arbeitsanweisung Trennung der löslichen Gruppe, Nachweis von Ammonium-Ionen Wiederholungsfragen Identifizierung organischer Verbindungen Theoretische Grundlagen Vorproben Aussehen und Geruch der Substanz Brenn- und Glühverhalten der Substanz Physikalische Eigenschaften Löslichkeit Nachweis der Elemente (Elementaranalyse) Nachweis von Kohlenstoff und Wasserstoff 141

8 Inhalt XIII Nachweis von Stickstoff Nachweis von Schwefel Nachweis von Halogenen Nachweis von Phosphor Nachweis funktioneller Gruppen Allgemeines Nachweis von Alkenen (Doppelbindung) Nachweis von Alkoholen und Phenolen (Hydroxy-Gruppe) Nachweis von Alkoholen und Phenolen mit Ammoniumcer(IV)-nitrat Unterscheidung primärer, sekundärer und tertiärer wasserlöslicher Alkohole mit dem Lukas-Reagenz Nachweis mit Natrium Nachweis von Aldehyden und Ketonen (Carbonyl-Gruppen) Nachweis von Aldehyden und Ketonen mit Dinitrophenylhydrazin Nachweis von Aldehyden und Ketonen mit Natriumhydrogensulfit Nachweis von Aldehyden mit Fehlingscher Lösung Nachweis von Aldehyden mit fuchsinschwefliger Säure (Schiffsches Reagenz) Nachweis von Methylketonen mit o-nitrobenzaldehyd Nachweis von Carbonsäuren und Carbonsäureestern (Carboxy-Gruppe) Nachweis von Carbonsäuren mit Hydroxylamin Nachweis von Carbonsäuren mit Alkali-Lauge Nachweis von Carbonsäureestern mit Hydroxylamin Nachweis von primären Aminen (Amino-Gruppe) Nachweis von primären Aminen als Alkylisocyanide (Isonitrile) Nachweis von primären Aminen durch Reaktion mit salpetriger Säure Wiederholungsfragen Anhang: Fließbilder zur Vollanalyse Der Trennungsgang in Übersicht Fließbilder zum Trennungsgang Lösen der Substanz Salzsäure-Gruppe Hydrogensulfid-Gruppe Lithiumhydroxid-Trennung Kupfer-Gruppe Arsen-Gruppe Ammoniumsulfid-Gruppe Hydrolyse-Trennung Salzsäure-Hydrogenperoxid-Trennung Ammoniumcarbonat-Gruppe Überblick Chromat-Verfahren 168

9 XIV Inhalt Ethanol-Verfahren Lösliche Gruppe Aufgaben- und Bearbeitungsvorschlag 172 Register 177