Chemie: Nachweisreaktionen

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1 Chemie: Nachweisreaktionen 1. Nachweis von Elementen und Verbindungen a) Nachweis von Wasserstoff Wasserstoff H2 Nachweis: Knallgasprobe Durchführung: verschlossenes Reagenzglas wird waagerecht mit der Öffnung an die Brennerflamme gehalten und der Verschluss unmittelbar vor der Flamme entfernt Beobachtung: leiser Knall; Wasserstoff bildet mit einströmendem oder im Reagenzglas vorhandenem Sauerstoff ein explosives Gasgemisch ( Knallgas ) Gleichung: 2 H2 + O2 2 H2O b) Nachweis von Sauerstoff Sauerstoff O2 Nachweis: Glimmspanprobe Durchführung: glimmender Holzspan wird in das Reagenzglas mit dem zu untersuchenden Gas gehalten Beobachtung: Aufflammen des Spans; der gegenüber der Luft (rund 21 %) deutlich erhöhte Sauerstoffanteil (annähernd 100 %) sorgt für eine stärke Verbrennung am Holzspan und somit für ein Aufflammen c) Nachweis von Wasser Wasser H2O Nachweismittel: wasserfreies Kupfer(II)-sulfat Beobachtung: weiß blau Gleichung: CuSO4 + 5 H2O [Cu(H2O)4]SO4. H2O

2 d) Nachweis von Kohlenstoffdioxid Kohlenstoffdioxid CO2 Nachweismittel: Calcium- oder Bariumhydroxidlösung Durchführung: Gas wird in Nachweislösung eingeleitet Beobachtung: weißer Niederschlag Gleichung: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O bzw. Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O 2. Nachweis von Ionen a) Nachweis von Säuren und Basen Wasserstoff-Ionen H + (Säuren) Nachweismittel: Unitestlösung Beobachtung: grün rot Gleichung: Säure n H + + SR n (SR n Säurerest-Ion; Wasserstoffionen verursachen Rotfärbung des Indikators) Hydroxid-Ionen OH Nachweismittel: Unitestlösung Beobachtung: grün blau Gleichung: Base Me n+ + n OH (Me Metall; Hydroxid-Ionen verursachen Blaufärbung des Indikators) b) Nachweis von Halogenid-Ionen Chlorid-Ionen Cl Nachweismittel: Silbernitratlösung Beobachtung: weißer NS Gleichung: Ag + + Cl AgCl

3 Bromid-Ionen Br Nachweismittel: Silbernitratlösung Beobachtung: hellgelber NS Gleichung: Ag + + Br AgBr Iodid-Ionen I Nachweismittel: Silbernitratlösung Beobachtung: gelber NS Gleichung: Ag + + I AgI c) Nachweis von Ammonium-Ionen Ammonium-Ionen NH4 + Durchführung: a) Zugabe von konzentrierter Natriumhydroxidlösung b) Erhitzen der Substanz jeweils angefeuchteten Streifen Unitestpapier darüber halten Beobachtungen: Ammoniak steigt auf (stechender Geruch!) Unitestpapier färbt sich jeweils blau Gleichungen: a) NH4 + + OH NH3 + H2O b) Beispiel Ammoniumcarbonat: (NH4)2CO3 2 NH3 + H2O + CO2 jeweils am feuchten Unitestpapier: NH3 + H2O NH4 + + OH

4 d) Nachweis weiterer Säurerestionen Carbonat-Ionen CO3 2 Nachweismittel: Bariumhydroxid- bzw. Calciumhydroxidlösung Beobachtung: weißer NS * bei Zugabe von verdünnter Salzsäure (zur Unterscheidung von SO4 2 ) Gasbildung Gleichungen: Ba 2+ + CO3 2 BaCO3 Ca 2+ + CO3 2 CaCO3 * BaCO3 + 2 HCl BaCl2 + H2O + CO2 Sulfat-Ionen SO4 2 Nachweismittel: Bariumhydroxid- bzw. Calciumhydroxidlösung Beobachtung: weißer NS * bei Zugabe von verdünnter Salzsäure (zur Unterscheidung von CO3 2 ) nichts Gleichung: Ba 2+ + SO4 2 BaSO4 Sulfid-Ionen S 2 Nachweismittel: Bleiacetat Beobachtung: schwarzer NS Gleichung: Pb 2+ + S 2 PbS e) Nachweis von Metallionen Eisen(III)-Ionen Fe 3+ Nachweismittel: Kaliumhexacyanoferrat(II)-lösung (gelbes Blutlaugensalz) Beobachtung: tiefblauer NS ( Berliner Blau ) Gleichung: 4 Fe [Fe(CN)6] 3 Fe4[Fe(CN)6]3 Nachweismittel: Kaliumthiocyanat Beobachtung: farblos dunkelrot Gleichung: [Fe(H2O)6] SCN [Fe(SCN)3(H2O)3] H2O

5 Kupfer(II)-Ionen Cu 2+ Nachweismittel: Kaliumhexacyanoferrat(II)-lösung Beobachtung: rotbrauner NS Gleichung: 2 Cu 2+ + [Fe(CN)6] 4 Cu2[Fe(CN)6] Nachweismittel: Ammoniak / Ammoniumhydroxidlösung Beobachtung: Farbänderung von Blau nach Dunkelblau Gleichung: [Cu(H2O)6] NH3 [Cu(NH3)4(H2O)2] H2O bzw. vereinfacht ohne Wasserliganden Cu NH3 [Cu(NH3)4] H2O 3. Nachweis typischer Strukturmerkmale a) Nachweis von Mehrfachbindungen in organischen Stoffen Doppelbildung C=C oder Dreifachbindung C C Nachweismittel: Bromwasser (in Wasser gelöstes elementares Brom) Durchführung: Bromwasser zum Stoff geben und schütteln Beobachtung: Farbänderung rotbraun/orange farblos Gleichung: R1 CH=CH R2 + Br2 R1 CHBr CHBr-R2 b) Nachweis der Aldehydgruppe / Fehlingsche Probe Aldehyd-Gruppe CHO Nachweismittel: FEHLINGsche Lösung = FEHLING I + FEHLING II Durchführung: Stoff in Wasser lösen und mit Fehlingscher Lösung schwach erhitzen (Wasserbad) Beobachtung: ziegelroter Niederschlag (Kupfer(I)-oxid) Gleichungen: Ox.: R-CHO + 3 OH 2 e + R-COO 2 H2O Red.: 2 Cu e + 2 OH Cu2O + H2O 2 Cu 2+ + R-CHO + 5 OH Cu2O + R-COO + 3 H2O

6 c) Nachweis der Aldehydgruppe / TOLLENSsche Probe Aldehyd-Gruppe CHO Nachweismittel: ammoniakalische Silbernitratlösung Durchführung: Stoff in Wasser lösen und mit Nachweismittel schwach erhitzen Beobachtung: schwarzer Niederschlag oder Silberspiegel Gleichungen: Ox.: R-CHO + 3 OH 2 e + R-COO + 2 H2O Red.: 2 Ag e 2 Ag 2 Ag + + R-CHO + 3 OH 2 Ag + R-COO + 2 H2O