Inhaltsverzeichnis. 1 Der Trennungsgang Identifizierung von Elementen

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Franka Dieter
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1 1 Der Trennungsgang Identifizierung von Elementen 1.1 Einleitung Nachweis von Anionen Charakteristische Nachweisreaktionen (1. Halbtag) 2 1. Nachweis von Chlorid-Ionen (Cl - ) 3 2. Nachweis von Bromid- und Iodid-Ionen (Br -, I - ) 3 3. Nachweis von Nitrat-Ionen (NO 3 - ) Ringprobe 3 4. Nachweis von Nitrit- und Nitrat-Ionen (NO 2 -, NO 3 - ) mit dem Lunges-Reagenz 4 5. Nachweis von Phosphat-Ionen (PO 4 3- ) 5 6. Nachweis von Sulfat-Ionen (SO 4 2- ) 5 7. Nachweis von Sulfid-Ionen (S 2- ) 5 8. Nachweis von Carbonat-Ionen (CO 3 2- ) 6 9. Nachweis von Acetat-Ionen (CH 3 COO - ) Nachweis von Silikat-Ionen (SiO 3 2- ) - Wassertropfenprobe Nachweis von Borat-Ionen (BO 3 3- ) Analyse einer unbekannten Substanz mit dem Sodaauszug (2. Halbtag) Wiederholungsfragen Vorproben für Kationen (3. Halbtag) Das Arbeiten mit der Ursubstanz Untersuchen der Farbe Flammenspektroskopie Durchführen von Vorproben Nachweis von Alkali- und Erdalkalimetallen mit Hilfe der Flammenspektroskopie Nachweis von Co, Fe, Ni, Cu und Mn mit der Phosphorsalz- und Boraxperle Nachweis von Mn mit der Oxidationsschmelze Nachweis von Al und Zn durch Glühen mit Co(NO 3 ) 2 -Lösung Nachweis von Ammonium-Ionen (NH 4 + ) Der Trennungsgang Allgemeine Hinweise (4. Halbtag) Lösen der Analysesubstanz 16 Durchführen von Löseversuchen 17

2 II Aufschluss schwerlöslicher Rückstände Saurer Aufschluss mit KHSO 4 18 Durchführen eines sauren Aufschlusses Soda/Pottasche-Aufschluss (alkalischer Aufschluss) 19 Durchführen eines alkalischen Aufschlusses 20 Exkurs: Aufschlussverfahren der Industrie Wiederholungsfragen Die HCl-Gruppe Fällen und Nachweis von Silber-Ionen (Ag + ) Fällen mit Salzsäure Nachweis als Silberchromat Fällen und Nachweis von Blei-Ionen (Pb 2+ ) Fällen mit Salzsäure Fällen mit Thioacetamid Nachweis als Bleiiodid Nachweis als Bleisulfat Nachweis als Bleichromat Arbeitsgang der HCl-Gruppe Die H 2 S-Gruppe (5. Halbtag) Fällen und Nachweis von Kupfer-Ionen (Cu 2+ ) Fällen mit Thioacetamid Nachweis mit Ammoniak-Lösung Fällen und Nachweis von Bismut-Ionen (Bi 3+ ) Fällen mit Thioacetamid Nachweis durch Hydrolysereaktion Nachweis als Bismuthydroxid Nachweis als elementares Bismut Arbeitsgang der H 2 S-Gruppe 28 Exkurs: Toxische Schwermetalle Die NH 3 /(NH 4 ) 2 S-Gruppe (6.+7. Halbtag) Fällen und Nachweis von Eisen-Ionen (Fe 2+, Fe 3+ ) Fällen mit Ammoniak-Lösung Nachweis als Berliner Blau Nachweis als Rhodanit Fällen und Nachweis von Aluminium-Ionen (Al 3+ ) Fällen mit Ammoniak-Lösung 33

3 III 2. Nachweis mit Natronlauge Nachweis als Thenards Blau Nachweis mit Morin Fällen und Nachweis von Cobalt-Ionen (Co 2+ ) Fällen mit Thioacetamid Nachweis mit der Phosphorsalz- und Boraxperle Nachweis Ammoniumthiocyanat Fällen und Nachweis von Nickel-Ionen (Ni 2+ ) Fällen mit Thioacetamid Nachweis mit der Phosphorsalzperle Nachweis als Nickeldiacetyldioxim 35 Exkurs: Der Nickeltest Fällen und Nachweis von Mangan-Ionen (Mn 2+ ) Fällen mit Thioacetamid Nachweis mit Diammoniumhydrogenphosphat Nachweis als Permanganat Fällen und Nachweis von Zink-Ionen (Zn 2+ ) Fällen mit Thioacetamid Nachweis als Rinmanns Grün Nachweis als Zinkhexacyanoferrat Arbeitsgang der NH 3 /(NH 4 ) 2 S-Gruppe Die (NH 4 ) 2 CO 3 -Gruppe (8. Halbtag) Fällen und Nachweis von Barium-Ionen (Ba 2+ ) Fällen mit Ammoniumcarbonat Nachweis durch Flammenfärbung Nachweis als Bariumsulfat Nachweis als Bariumchromat Fällen und Nachweis von Calcium-Ionen (Ca 2+ ) Fällen mit Ammoniumcarbonat Nachweis durch Flammenfärbung Nachweis als Calciumoxalat Arbeitsgang der (NH 4 ) 2 CO 3 -Gruppe 42 Exkurs: A calcium story 43

4 IV Die Lösliche Gruppe Nachweis von Magnesium-Ionen (Mg 2+ ) Nachweis als Magnesiumoxinat Nachweis als Magnesiumammoniumphosphat Nachweis von Kalium-Ionen (K + ) Nachweis durch Flammenfärbung Nachweis als Perchlorat Nachweis von Natrium-Ionen (Na + ) Nachweis von Ammonium-Ionen (NH + 4 ) Arbeitsgang der Löslichen Gruppe Analysen Vollanalyse ( Halbtag) Wiederholungsfragen Analyse einer Münzlegierung oder eines Erfrischungsgetränks (12. Halbtag) Analyse einer Münzlegierung Anionennachweis in Erfrischungsgetränken Entsorgung (14. Halbtag) Entsorgung der Reste Sodaauszug Entsorgung der Reste Vollanalyse 51 2 Lernzirkel: Stoffe ihre Eigenschaften, ihr Vorkommen und ihre Verwendung ( Halbtag) 2.1 Stationsübersicht Arbeitsmaterialien 55 Station 1: Luft eine wichtige Ressource Die Inhaltsstoffe der Luft Messung des Sauerstoffanteils der Luft mit dem Kolbenprober Prüfen des Restgases Nachweis von CO 2 in der Luft 57 Exkurs: Verflüssigung von Gasen Dicke Luft Nachweis von Verbrennungsprodukten Modellversuch für einen Elektrofilter Modellversuch für eine Rauchgasentschwefelung 61 Exkurs: Der geregelte Dreiwegkatalysator Modellversuch für Smog 63

5 V 1.3 Ozon Herstellung von Ozon im Labor durch Elektrolyse Die oxidierende Wirkung von Ozon Der Treibhauseffekt 67 Wärmeabsorption durch Luft und CO 2 67 Station 2: Alkali- und Erdalkalimetalle alleine trifft man sie selten an Das Metall Natrium 71 Eigenschaften von Natrium 71 Exkurs: Natriumdampflampen Die Alkalimetalle im Vergleich 73 Reaktion der Alkalimetalle mit Wasser Die Erdalkalimetalle 75 Station 3: Die Edelgase kaum zur Reaktion bereit 76 Exkurse: Helium gegen Tiefenrausch und Taucherkrankheit Edelgase sorgen für edles Licht 77 Station 4: Anorganische Werkstoffe Mörtel, Glas, Graphit & Co Mörtel anorganische Kleber am Bau Kalkbrennen Kalklöschen Kalkmörtel ein Luftmörtel Zementmörtel ein hydraulischer Mörtel Silikate die Baustoffe der Erdkruste 82 Herstellung einer Glasmischung Diamant, Graphit und Fullerene Kohlenstoff ist sehr flexibel Silicium ein Halbleiter das Element der Elektronik 87 Station 5: Beispiele industrieller Grundchemikalien Schwefelsäure 90 Darstellung von Schwefelsäure mit dem Kontaktverfahren Ammoniak Der Griff in die Luft 93 Ammoniaksynthese (HABER-BOSCH-Verfahren) 94 Exkurs: Die Ammoniaksynthese in der Natur Salpetersäure 97 Exkurs: Salpetersäure als Ausgangsstoff für Sprengstoffe 98 Die oxidierende Wirkung von Kaliumnitrat Phosphorsäure 99 Exkurs: Informatives über Phosphor und Phosphate 101

6 VI 5.5 Weiterführende Fragen 101 Station 6: Halogene Elemente des Meeres Eine Übersicht Reaktionen mit Chlor Herstellung von Chlor mit Salzsäure und Kaliumpermanganat Reaktionen mit Chlorgas Herstellung von Natriumchlorid aus den Elementen Bromgewinnung 108 Gewinnung von Brom aus Meerwasser nach dem Kaltentbromungsverfahren Die Gewinnung von Iod aus Meeresalgen 110 Iod aus Meeresalgen 111 Exkurs: Halogenlampen 111 Station 7: Metalle Vorkommen, Gewinnung und Verwendung Eigenschaften von Metallen Kupfer Reduktion von Kupferoxid durch Kohle Rösten von Zinksulfid Messingbildung Vergolden einer Kupfermünze Eisen und Stahl 117 Modell vom Hochofenprozess 119 Exkurse: Metalloxide als Malerpigmente Mineralstoffe im menschlichen Körper Moderne Analytik ( Halbtag) 4 Projekte ( Halbtag) 4.1 Einleitung Allgemeine Umschreibung Zur Geschichte der Projektmethode Komponenten der Projektmethode Prüfen und Benoten in der Projektmethode 130 Abbildungsverzeichnis 131 Literaturverzeichnis 132

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