Anorganische Chemie für Schüler/ Analytik und Ionennachweise

Nachweis von Ionen

Ionen sind für den Menschen in der Regel unsichtbar. Um sie nachzuweisen muss man sie zu einer „sichtbaren“ Form reagieren lassen (z.B. schwerlösliche Salze, farbige Verbindungen oder Gase).

Nachweis durch Fällungsreaktionen oder Farbreaktionen

V: Kippe die folgenden Lösungen zusammen und untersuche das Ergebnis

B: In einigen Fällen kommt es zu einer Trübung

	KCl	K2SO4	AgNO3	CuSO4	BaCl2	K2CrO4	KNO3
KCl	x	-	AgCl ↓	-	-	-	-
K2SO4		x		-	BaSO4 ↓	-	-
AgNO3			x	-	AgCl ↓	Ag2(CrO4)↓	-
CuSO4				x	BaSO4 ↓	Cu(CrO4) ↓	-
BaCl2					x	Ba(CrO4)↓ (gelb)	-
K2CrO4						x	-
KNO3							x

S: Immer wenn ein Feststoff entstanden ist, lag eine Fällungsreaktion vor. gelöste Ionen haben sich in der Lösung „gefunden“ und ein schwerlösliches Salz gebildet.

Am ehesten kann man Fällungen mit einer Analogie erklären:

Die 10. Klasse fährt im engen Bus ins Schwimmbad. Im Bus sind alle eng zusammen (=Feststoff), im Wasser bewegen sich die Schüler dann wild hin und her. Treffen aber zwei „Verliebte“ aufeinander, so lassen sie sich nicht mehr los und sind (fast) untrennbar miteinander verbunden... ;-)

Wie entsteht ein schwerlösliches Salz?

In ein Becherglas werden die festen Salze Natriumsulfat Na₂⁺ SO₄^2- und Bariumchlorid Ba²⁺Cl₂^- gegeben. Beide Salze lösen sich auf und zerfallen in ihre nun frei beweglichen Ionen.

Natriumsulfat _(aq) + Bariumchlorid _(aq) → Bariumsulfat (f) ↓ + Natriumchlorid _(aq)

Fällungsreaktionen sind als Nachweis für Ionen geeignet. Durch das Verwenden von spezifischen Fällungsreaktionen ist es möglich, einzelne Bestandteile einer Lösung zu identifizieren, also nachzuweisen. Dies ist sehr wichtig zum Nachweis von geringen Ionen Konzentrationen bei chemischen Analysen (Trinkwasseruntersuchung oder Lebensmitteluntersuchung). Fällungsreaktionen können auch zum Ausfällen von störenden Ionen verwendet werden, z.B. bei der Reinigung von Klärwasser in der chemischen Stufe der Kläranlage verwendet werden.

Übersicht über verschiedene Ionennachweise

Nachweis von Cl--Ionen

Nachweis durch: Zugabe von Ag⁺ - Ionen Lösung (z.B. AgNO₃)

Beispiel: Cl^-_(aq) + Ag⁺_(aq) → Ag⁺Cl^-_(s)↓

Nachweis → weißer Niederschlag

Nachweis von Ag+-Ionen

Zum Nachweis von Silberionen verfährt man entsprechend umgekehrt

Nachweis von SO42--Ionen

Nachweis durch:Zugabe von Ba²⁺ Ionenlösung

Beispiel:Ba²⁺(aq) + SO₄^2-(aq) → Ba²⁺SO₄^2- (s) ↓

Nachweis → weißer Niederschlag

Nachweis von Ba2+-Ionen

Zum Nachweis von Bariumionen verfährt man entsprechend umgekehrt

Nachweis von Fe3+-Ionen

Nachweis durch: Zugabe von Cyanatlösung (z.B: Kaliumthiocyanatlösung)

Reaktion: Fe³⁺(aq) + 3 SCN^-(aq) → Fe³⁺(SCN^-)₃

Nachweis → Keine Fällungsreaktion! → tiefrot

Nachweis von Cu2+-Ionen

Nachweis durch: Zugabe von Ammoniak oder Ammoniakwasser

Reaktion: Cu²⁺ + 4 NH₃ → [Cu(NH₃)₄]²⁺

Nachweis → tiefblaue Farbe (=Kupfertetraminkomplex)

Keine Fällungsreaktion! Komplexreaktion!

Nachweis von CO32--Ionen

Nachweis durch: bei Säurezugabe entsteht Kohlenstoffdioxid, welches als Gas oft am Zischen erkennbar ist.

Reaktion: 2 HCl + CO₃^2- → H₂CO₃ + 2 Cl^- → CO₂ + H₂O

Nachweis → Die Lösung schäumt stark auf. (CO₂-Bildung)

Keine Fällungsreaktion!

Tabellarische Übersicht über wichtige Nachweisreaktionen

Nachzuweisender Soff	mögl. Nachweissubstanz	Nachweis durch Bildung von:
Ag+	NaCl, KCl	AgCl	weißer NS
Ba2+	K2SO4	BaSO4	weißer NS
Cu2+	K2CrO4	CuCrO4	grüner NS
Cu2+	NH3	Cu[NH3]4	tiefblaue Farbe
Fe3+	KSCN	FeSCN3	tiefrote Farbe
CO32-	HCl	CO2	aufschäumen
Cl-	AgNO3	AgCl	weißer NS
SO4-	BaCl2	BaSO4	weißer NS
CrO42-	BaCl2	BaCrO4	gelber NS
H2	O2 (Knallgasprobe)	H2O	Knall
O2	C (Glimmspanprobe)		Glimmen
CO2	Ca(OH)2 (Kalkwasser)	CaCO3	weißer NS

Weitere Nachweise

Analysemethoden zum Nachweis von Ionen und Molekülen (z.B. Photometrie)

Zusatzinformationen

•  Fotometrie
•  Fotometer

---