Nachweisreaktion von Salzen,Basne,Säuren?
Für meine Mündliche Prüfung in Chemie hab ich als mögliche Aufgabe den Nachweis von Salzen,Basen,Säuren gekriegt.
Nachweisen lässt sich das ja mit Unitestlösung, aber was ist die Nachweisreaktion?
2 Antworten
Moin,
puh, da hast du ja ein Thema bekommen, zu dem man sich hier "einen Wolf" schreiben kann...
Rhenia hat ja schon darauf hingewiesen, dass man in Bezug auf Salze eher einzelne Ionen nachweist. Wenn dann mehrere Salze gemischt sind, kannst du oft nicht sagen, welche Salze genau darin vermischt wurden, sondern nur, welche Ionen darin vorkommen... Doch von vorn:
Ob eine wasserähnliche Flüssigkeit (Lösung) sauer, neutral oder basisch ist, kannst du mit Hilfe von pH-Farbindikatoren nachweisen.
Die pH-Farbindikatoren sind organische Pflanzenfarbstoffe, die in Abhängigkeit von der Oxoniumionenkonzentration unterschiedliche Farben annehmen und dadurch verschiedene pH-Bereiche anzeigen können .
Die von dir erwähnte Unitestlösung unterscheidet zum Beispiel saure (rot), neutrale (grün) und basische (blau) Lösungen. Ein Unitest-Papierstreifen kann noch genauer zwischen stark sauer (rot), sauer (orange-gelb), neutral (grün), basisch (blau) und stark basisch (violett) unterscheiden.
Wenn du einen anderen Indikator verwendest, können andere Farben herauskommen, zum Beispiel beim Rotkohlsud bedeuten Rot stark sauer, Lila sauer, Blau neutral, Türkis schwach basisch, Grün basisch und Gelb stark basisch.
Lackmus wiederum kann nur grob Säuren (rot) und Basen (blau) voneinander unterscheiden.
Du siehst, verschiedene pH-Farbindikatoren haben verschiedene Farbpaletten und können auch unterschiedlich genau pH-Bereiche anzeigen.
Was die Nachweise von Salzen angeht, so gibt es - wie gesagt - verschiedene Nachweismöglichkeiten für verschiedene Ionensorten. Meist geht man dabei von in Wasser gelösten Ionen aus, die man mit Hilfe von speziell geeigneten Gegenionen dazu bringt, schwer lösliche Salze zu bilden, die dann aus der Lösung ausfallen. Das heißt, die schwer löslichen Salze bleiben nicht in Lösung, sondern werden zu Salzen, die man als Trübung in der Lösung sehen kann und die sich als sogenannter Niederschlag absetzen. Das bezeichnet man dann als "Nachweisreaktionen" oder "Fällungsreaktionen".
Dummerweise stören sich einige Ionen bei solchen Reaktionen gegenseitig. Das heißt, dass ein Nachweisreagenz manchmal zu Fällungen mit mehreren Ionensorten führt. So bilden zum Beispiel sowohl Sulfate als auch Carbonate bei Zugabe von Barium-Kationen schwer lösliche, in der Lösung fein verteilte weiße Salze, so dass du allein am Aussehen nicht unterscheiden kannst, ob das nun Bariumsulfat oder Bariumcarbonat ist.
Deshalb wurden ausgeklügelte Trennungsgänge entwickelt, mit denen man nach und nach alle störenden Ionen aus Lösungen entfernt, um dann jedes einzelne Ion nachweisen zu können. Doch diese vielschrittigen Trennungsgänge sind sehr aufwendig und langwierig. Zu langwierig jedenfalls, um sie hier mal eben kurz zu beschreiben. Außerdem glaube ich, dass du das gar nicht brauchst, weil du es auf Schulniveau haben willst...?!
Deshalb nenne ich dir jetzt noch ein paar Nachweismöglichkeiten für ausgewählte Ionen, ohne jedesmal auf alle möglichen Störungen (und die damit verbundenen nötigen Ausschlussreaktionen) einzugehen. Die ausgewählten Ionen kommen üblicherweise in Schulversuchen vor, erheben deshalb keinen Anspruch auf Vollständigkeit...
Kationen von
• Lithium (leuchtend-rot),
• Natrium (gelborange; buttergelb),
• Kalium (fahllila),
• Calcium (rötlich, das schnell in ein rotorange übergeht),
• Barium (fahlgrün bis grüngelb) oder
• Kupfer (grün bis türkis, oft mit grellweißem Kern)
können durch die Flammenfärbung ermittelt werden. Ein Problem ist hier, dass sich manche Flammenfärbungen gegenseitig stören. Vor allem Natrium-Kationen kommen häufig auch als Verunreinigungen vor und überdecken mit ihrer gelborangen Flammenfärbung gerne mal andere Farben. Eine fahlviolette Flammenfärbung von Kaliumionen kann man dabei schon übersehen. Ein Trick ist dann, dass man sich die Flamme durch ein tief-blau gefärbtes Cobaltglas anschaut. Dieses "schluckt" Gelbtöne. Wenn man durch das Cobaltglas noch eine schwach-hellblaue Flamme sieht, sind auch Kaliumionen in der Analysensubstanz enthalten. Leuchtet es durch das Cobaltglas betrachtet grell-rosa, dann könnte das von Calciumionen stammen. Aber leider ist die Flammenfärbung manchmal nicht besonders eindeutig (außer bei Natrium- und vielleicht Lithium- und Kupferionen).
Calciumkationen lassen sich zusätzlich durch die Zugabe von Ammoniumoxalat in neutraler Lösung nachweisen. Dabei entsteht ein feiner weißer Niederschlag von Calciumoxalat. Barium- oder Strontiumkationen stören diesen Nachweis und müssen zuvor entfernt werden Was aber relativ einfach geht - bei Interesse musst du nach "Calciumnachweis" googeln...).
CaCl2 (aq) + (NH4)2C2O4 (aq) ---> CaC2O4 (s) + 2 NH4Cl (aq)
Eine Calciumchloridlösung und eine Ammoniumoxalatlösung reagieren zu schwer löslichem Calciumoxalat und einer Lösung Ammoniumchlorid.
Bariumkationen können am besten durch die Zugabe von Sulfationen nachgewisen werden. Dann fällt Bariumsulfat als fein-weißer Niederschlag aus.
BaCl2 (aq) + H2SO4* (aq) ---> BaSO4 (s) + 2 HCl (aq)
Eine Bariumchloridlösung und eine Lösung aus Schwefelsäure reagieren zu schwer löslichem Bariumsulfat und einer Lösung Salzsäure.
* Es gehen auch andere lösliche Sulfate; siehe unten: Sulfatnachweis
Gängige Anionen lassen sich folgendermaßen nachweisen:
• Chlorid-Nachweis
Analysensubstanz mit Salpetersäure ansäuern (das zerstört eventuell vorhandene Carbonat-Anionen, die den Nachweis stören können). Dann eine Lösung von Silbernitrat hinzufügen. Sind Chloride enthalten, dann fällt sofort ein weißer, oft käsiger Niederschlag aus. Der Nachweis ist sehr empfindlich. Selbst kleinste Mengen von Chloriden führen zu einer fein-weißen Trübung. Je mehr Chlorid enthalten ist, desto dicker (käsiger) wird der Niederschlag.
NaCl (aq) + AgNO3 (aq) ---> AgCl (s) + NaNO3 (aq)
Eine Natriumchloridlösung und eine Lösung von Silbernitrat reagieren zu schwer löslichem Silberchlorid und einer Lösung von Natriumnitrat.
Andere Halogenide (Fluorid, Bromid, Iodid) führen mit Silbernitrat ebenfalls zu einer vergleichbaren Fällung, aber Fluoride kommen in der Schule selten vor, Bromide und Iodide werden zunehmend gelblicher.
• Sulfat-Nachweis
Analysensubstanz mit Salpetersäure ansäuern (zerstört störende Carbonate) und dann mit einer Bariumchloridlösung versetzen. Bei Anwesenheit von gelösten Sulfaten fällt sofort ein fein verteilter weißer Niederschlag von Bariumsulfat aus.
Na2SO4 (aq) + BaCl2 (aq) ---> BaSO4 (s) + 2 NaCl (aq)
Eine Lösung Natriumsulfat und eine Lösung Bariumchlorid reagieren zu schwer löslichem Bariumsulfat und einer Natriumchloridlösung.
• Carbonatnachweis
Carbonate werden durch Säuren zersetzt. Dabei reagieren sie zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. Das Kohlenstoffdioxid ist gasförmig und perlt aus. Darum sieht man eine Schaumbildung, wenn man die Analysensubstanz mit einer Säure übergießt und darin Carbonate enthalten sind. Wenn man es ganz genau machen will, fängt man das sich bildende Gas auf und prüft es mit "Kalkwasser". Kohlenstoffdioxid hat nämlich die Eigenschaft, "Kalkwasser" durch einen weißen Niederschlag aus Calciumcarbonat zu trüben.
1. Zerstörung des Carbonats
Na2CO3 (aq) + H2SO4 (aq) ---> Na2SO4 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
Eine Natriumcarbonatlösung und Schwefelsäure reagieren zu einer Natriumsulfatlösung, Wasser und Kohlenstoffdioxid.
2. Kohlenstoffdioxidnachweis ("Kalkwasserprobe")
CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq) ---> CaCO3 (s) + H2O (l)
Gasförmiges Kohlenstoffdioxid und eine Lösung von Calciumhydroxid ("Kalkwasser") reagieren zu schwer löslichem Calciumcarbonat und Wasser.
Carbonate stören viele Kationennachweise, weil sie zum Beispiel mit Silber-, Calcium- oder Bariumkationen auch schwer lösliche Salze bilden. Darum säuert man durch Zugabe eine starken Säure (wie Salpetersäure) die Analysensubstanz vorher an, um gerade eventuell enthaltene Carbonat-Anionen zu zerstören.
Es gibt noch viele weitere Ionennachweise in dieser Art. Aber bevor ich dich hier weiter zutexte, will ich mal abwarten, ob du so etwas in der Art überhaupt brauchst. Die in der Schule gängigsten Nachweise sind hier erwähnt. Wenn du andere oder weitere wissen willst, frag ruhig noch einmal nach...
LG von der Waterkant.
Salze gibt es viele... Nachweisen kannst du eig nur einzelne Anionen und Kationen :O Halogenide wie Chlorid, Bromid, Iodid kannst du mit Silbernitrat als Silberhalogenide Fällen (je nachdem weißer bis gelber käsiger Niederschlag), also kannst du z.B. das Chlorid aus Salzsäure damit nachweisen.
Nimmst du Salpetersäure, musst du Nitrat nachweisen, das kannst du z.B. mit Lunges Reagenz (bildet bei Nitratanwesenheit einen pinken Azofarbstoff).
Für das Sulfat aus der Schwefelsäure hab ichs grad nicht im Kopf, ich meine man kann es mit Bariumchlorid als (gelbes?) Bariumsulfat fällen...
Ammoniak weist man auch einfach nach, indem man in den Gasraum der Lösung ein pH-Papier hält und ggf zuvor NaOH in die Lösung gibt, das ausgasende Ammoniak färbt das Papier blau.
Ansonsten bei Säuren und Basen kannst du ja erstmal die Lösung mit Indikator testen ^^