ANIONENNACHWEISE Vorlesung analytische Chemie SS 2010

Transkript

1 ANIONENNACHWEISE Vorlesung analytische Chemie SS 2010

2 Übersicht Allgemeines zu Nachweisen Anionentrennungsgang Ausgewählte Einzelnachweise

3 Grenzkonzentration Grenzkonzentration (GK, D): die Konzentration, bei der Nachweise gerade noch positiv sind. Z.B.: 1 g Stoff sind in ml noch nachweisbar D 10-5,5 g/ml pd = -lg (D) = 5,5

4 pd-wert Maß für die Empfindlichkeit des Nachweises pd < 3,0: Nachweis wenig empfindlich und für die mikrochemische Analyse nicht geeignet. 3,0 pd 5,0: empfindlicher Nachweis pd > 5,0 sehr empfindlicher Nachweis

5 Erfassungsgrenze Erfassungsgrenze: Die Masse des Stoffes, die gerade noch nachweisbar ist; Angabe in µg. Beispiel: D = 10-6 g/ml, Volumen der Probe 0,05 ml, dann beträgt die Erfassungsgrenze 0,05 ml 10-6 g/ml = 0,5 µg. Erfassungsgrenze ist abhängig vom verwendeten Volumen (anders als D). Üblich: Bezug auf 1 Tropfen (0,05 ml) Achtung: Angabe von D und EG immer für ideale Lösungen (frei von störenden Substanzen)

6 Fällungen Elektrolyte fallen aus, wenn ihr Löslichkeitsprodukt überschritten wird. Trotzdem: GGW zwischen Bodenkörper und Lösung Mg(OH) 2 Mg OH - Vollständige Fällung:

7 Niederschläge auflösen Allgemein: GGW in Richtung der gelösten Ionen verschieben, z.b. Durch Veränderung des ph-wertes Mg(OH) 2 Mg OH - + H + Mg 2+ + H 2 O Hydroxid-Ionen werden aus dem Bodenkörper nachgebildet Durch Komplexbildung AgCl + 2 NH 3 [Ag(NH 3 ) 2 ] Cl - In Wasser lösen sich etwa 10-5 mol/l; in 1 M NH 3 etwa 10-1,4 mol/l

8 Vorproben für Kationen Spektralanalyse, Flammenfärbung Lötrohrprobe Phosphorsalz- (NaNH 4 HPO 4 ) und Boraxperle (Na 2 B 4 O 7 ) Mn Cu Fe Cr Co

9 Nachweise der Anionen Aus Ursubstanz bzw. aus dem Sodaauszug (Sodaaufschluss) Aus Ursubstanz: Carbonat, Nitrat, Acetat, da sie sich im Laufe der Analyse verflüchtigen können; Sulfid Sodaauszug für die Anionen, deren Nachweis durch Metallionen gestört wird

10 Sodaauszug 1 g Ursubstanz mit der 2-3 fachen Menge Soda (Na 2 CO 3 ) in Wasser aufschlämmen 10 min kochen; Rückstand abtrennen Filtrat wird für den Trennungsgang verwendet

11 Direkt aus Sodaauszug/Urbustanz

12 Carbonatnachweis Ansäuern: z.b. Na 2 CO H + 2 Na + + CO 2 + H 2 O Nachweis als BaCO 3 zunächst wie oben, dann das Gas auffangen CO 2 + Ba(OH) 2 BaCO 3 + H 2 O Kalkwasser Nachweis durch Entfärben von Phenolphthalein, das mit Na 2 CO 3 gerade rosa gefärbt ist. Na 2 CO 3 + H 2 O 2 Na + + HCO 3- + OH - CO 2 + OH - HCO - 3 pd = 3,9

13 Nitratnachweis Ringprobe (pd = 4,0) 2 HNO FeSO H 2 SO 4 3 Fe 2 (SO 4 ) H 2 O + 2 NO NO + [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ [Fe(H 2 O) 5 NO] 2+ + H 2 O 3 Tr. Probelösung werden mit 3 Tr. kalt gesättigter FeSO 4 -Lsg (angesäuert) versetzt und mit konz. H 2 SO 4 unterschichtet. Es bildet sich ein brauner bis amethystfarbener Ring.

14 Nitratnachweis Nachweis mit Lunges Reagenz (pd = 6,0) Reduktion von NO 3- mit Zn zu NO 2 - Versetzen mit Sulfanilsäre und α-naphthylamin: roter Azofarbstoff ac/versuche/anionen/_vlu/nitrat.vlu/page/vsc/de/ch/6/ac/versuche/ anionen/nitrat/nachweis.vscml/fragment/1f46932c93c66f0cc5b14ac1 8ac676a8-aa.html

15 Acetatnachweis (Riechprobe) Nachweis als Essigsäureethylester Probe mit konz. Schwefelsäure und Ethanol übergießen, verrühren, ca. 15 min stehen lassen Obstartiger Geruch Nachweis als Essigsäure Probe mit verd. Schwefelsäure versetzen oder 4-6fache Menge Kaliumhydrogensulfat dazugeben, im Mörser verreiben Geruch nach Essigsäure

16 Phosphatnachweis Probe mit Salpetersäure ansäuern Mit Überschuss Ammoniummolybdat-Lösung versetzen Gelber Niederschlag

17 Trennungsgang: Übersicht Ausgangslösung: Filtrat des Sodaauszugess Prinzip: Bildung schwerlöslicher Salze 1. Ca(NO 3 ) 2 -Gruppe (I. Gruppe) 2. Ba(NO 3 ) 2 -Gruppe (II. Gruppe) 3. Zn(NO 3 ) 2 -Gruppe (II. Gruppe) 4. AgNO 3 -Gruppe (IV. Gruppe) 5. Lösliche Gruppe (V. Gruppe) Filtrat wird mit dem nächsten Reagenz versetzt, lösliche Gruppe bleibt übrig.

18 Calciumnitratgruppe (I. Gruppe) Bildung schwerlöslicher Ca-Salze in schwach alkalischer Lösung, z.b.: Fluorit F- Carbonat CO 3 2- Arsenat AsO 4 3- Phosphat PO 4 3- Oxalat (Rhabarber) C 2 O 4 2-

19 Bariumnitratgruppe (II. Gruppe) In ebenfalls schwach alkalischer Lösung fallen: Chromat CrO 2-4 Sulfat SO 2-4 Iodat IO - 3 Bromat BrO - 3

20 Zinknitratgruppe (III. Gruppe) Immer noch schwach alkalisches Milieu: Sulfid S 2- Cyanid CN - Eisen(III)cyanid [Fe(CN) 6 ] 3- Eisen(II)cyanid [Fe(CN) 6 ] 4-

21 Silbernitratgruppe (IV. Gruppe) Fällung in schwach nitratsaurer Lösung (ansäuern mit HNO 3 ) Chlorid Bromid Iodid Thiosulfat S 2 O 3 2- Bromat BrO 3 -

22 Lösliche Gruppe (V. Gruppe) Was jetzt (immer noch) in Lösung ist: Chlorat ClO - 3 Perchlorat ClO - 4 Nitrit NO - 2 Acetat H 3 CCOO -

23 Fällungsschema der I. Gruppe

24 Sulfatnachweis Z.B. Fällung als Gips

25 Fällungsschema der II. Gruppe

26 Chromatnachweis Nachweis als BaCrO 4 Probe essigsauer machen, mit 1 Tropfen Kaliumchromatlösung (c =0,25 mol/l) versetzen Kleine gelbe Kristalle, pd = 5,8 (beim Halbmikronachweis auf dem Objektträger)

27 Fällungsschema der III. Gruppe

28 (Eisen-)Cyanidnachweis Nachweis von Eisencyanid als Berliner Blau (pd = 6,2) 6 CN - + Fe(OH) 2 [Fe(CN) 6 ] OH - [Fe(CN) 6 ] 4- + Fe 3+ [Fe III Fe II (CN) 6 ] - löslich Überschuss Fe 3+ : Fe III [Fe III Fe II (CN) 6 ] 3 (unlösl. Berliner Blau) Nachweis von Cyanid als Fe(SCN) 3 (pd = 4,7) CN - + S x 2- SCN - + S x-1-3 SCN - + Fe 3+ Fe(SCN) 3 Als Eisennachweis: pd = 5,3

29 Fällungsschema der IV. Gruppe

30 Nachweise von Halogeniden 1. Löslichkeitsversuch in Wasser (schwerlöslich sind etwa PbCl 2, AgCl, CaF 2 ) 2. Vorprobe: Zusatz von konz. H 2 SO 4, Erwärmen:

31 Nachweis als AgHal Ansäuern mit verd. HNO 3 ansäuern (Entfernung von Carbonaten), dann AgNO 3 zusetzen:

32 Trennungsgang der Halogenide

33 Fällungsschema der V. Gruppe

34 Literatur, Tipps Jander, Blasius; Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie, Stuttgart: Hirzel, 13. Auflage vlu/chemie/anorganische_00032chemie/qualitati ve_00032analyse/index.html

35 Ammoniumnachweis Umwandlung durch Basenzugabe zu NH 3, dann Nachweis durch Geruch (nicht empfehlenswert) Nebelbildung mit konz. HCl Umschlag eines Indikators Disproportionierung von Hg(I)-Salzen (pd = 4,3) Nachweis als Ammoniumiodat (EG: 2 µg NH 4+ )