Analysemethoden

 

Methoden zur Analyse

Lösungsmittel

Zuerst versucht man die Substanz in Wasser, dann in verdünnter oder konzentrierter HCl zu lösen. Löst sich die Substanz nicht oder nur teilweise in HCl, nehme man nacheinander verdünnte und konzentrierte HNO3 und schließlich Königswasser (HNO3 + 3HCl ® 2H2O + NOCl + Cl2) . HNO3 ist nach dem Lösen möglichst durch Eindampfen mit HCl zu entfernen. Bleibt ein schwerlöslicher Rückstand zurück, ist dieser aufzuschließen.

Aufschlussverfahren (S.530ff)

Soda-Pottasche-Aufschluss

Substanz mit 4-6facher Menge zu gleichen Teilen Na2CO3 und K2CO3, Gemisch auf Magnesiarinne erhitzen bis es flüssig ist, danach kann man es lösen.

Anionische Bestandteile werden in wasserlösliche Form, Sulfate in säurelösliche Carbonate überführt. Folgende Umsetzungen können je nach Analysesubstanz ablaufen.

BaSO4 + Na2CO3 = BaCO3 + Na2SO4

Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2

CaAl2Si2O8 + 5Na2CO3 = 2Na4SiO4 + CaCO3 + 2NaAlO2 + 4CO2

2 AgBr + Na2CO3 = Ag2CO3 + 2NaBr

2 Ag2CO3 ® 4 Ag + 2CO2 + O2

Saurer Aufschluss

Substanz mit der sechsfachen Menge KHSO4 verreiben und in einem Nickel- oder Platintiegel bei möglichst niedriger Temperatur schmelzen. Ist die Reaktion beendet, allmählich auf Rotglut erhitzen. Wenn die Schmelze klar geworden ist, in verdünnter H2SO4 lösen und abfiltrieren. Vor allem schwerlösliche Metalloxide werden durch dieses Aufschlussverfahren in leichtlösliche Form gebracht. Folgende Umsetzung ist beispielsweise möglich:

Fe2O3 + 6KHSO4 ® Fe2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O

Oxidationsschmelze

Substanz wird feinst gepulvert mit der dreifachen Menge einer Mischung aus K2CO3 und NaNO3 im Porzellantiegel vorsichtig verschmolzen.

Oxidierbare schwerlösliche Verbindungen können mit Hilfe der Oxidationsschmelze aufgeschlossen werden:

2FeCr2O4 + 4K2CO3 + 7NaNO3 ® Fe2O3 + 4K2CrO4 + 7NaNO2 + 4CO2

Freiberger Aufschluss

Die Substanz wird in einem Porzellantiegel mit der sechsfachen Menge eines Gemisches aus gleichen Teilen Schwefel und wasserfreiem Na2CO3 geschmolzen.

Schwerlösliche Elemente, die Thiosalze bilden, lassen sich in ihre lösliche Form bringen:

2 SnO2 + 2Na2CO3 + 9S ® 2Na2SnS3 + 3SO2 + 2CO2

Anionennachweise (S.588ff, Tabellen S.597ff)

Sodaauszug

Für den Sodaauszug fein gepulverte Analysensubstanz mit der 2-3fachen Menge Soda Na2CO3 in Wasser aufschlämmen und 10 Minuten kochen. Rückstand abtrennen, im Filtrat nach Ansäuern mit entsprechender Säure auf Anionen prüfen. Folgende Reaktionen sind bei alleiniger Anwesenheit dieser Anionen spezifisch.

Cl-

Sodaauszug ansäuern mit verd. HNO3 und mit AgNO3 versetzen, löslich in NH3, schwerlöslich in HNO3.

SO42-

Sodaauszug ansäuern mit verd. HCl und mit BaCl2 versetzen, weißer feinkristalliner Niederschlag von BaSO4

NO3-

Niederschlag ansäuern mit verd. H2SO4 und Ringprobe

CO32-

Ursubstanz ansäuern mit HCl oder HNO3, bei Gasentwicklung auf CO2 prüfen.

PO43-

Ursubstanz ansäuern mit HNO3 und mit Ammoniummolybdat versetzen.

S2-

Sodaauszug/Ursubstanz ansäuern mit HCl und mit Bleiacetat nachweisen

 

Erhitzen im Glühröhrchen

Art des Gases

Woher

Farbe

Geruch

Bemerkungen

O2

Peroxide, Chlorate, Bromate

 

 

glimmender Span brennt

CO2

Carbonate, org. V.

 

geruchlos

trübt Ba(OH)2

CO

Oxalate, org. V.

 

geruchlos

brennt schwach bläulich, giftig!

(CN)2

Cyanide

 

bittere Mandeln

brennt blauviolett, sehr giftig!

SO2

Sulfide a.d. Luft, Sulfite, Thiosulfate

 

stechend

trübt Ba(OH)2

HCl

Chloride

 

stechend

mit NH3 Nebel, färbt Lackmus rot

Cl2

Chloride + oxidierende Substanzen

hellgrün

stechend

 

Br2

Bromide + oxidierende Substanzen

braun

stechend

 

I2

Iodide + oxidierende Substanzen

violett

stechend

 

NO2

Nitrat, Nitrit

braun

stechend

 

NH3

Ammoniumsalze

farblos

stechend

färbt Lackmus blau

Kakodyloxid

Arsenverb.+ Acetat

 

unangenehm

sehr giftig

 

Verhalten gegenüber verdünnter H2SO4

Man behandle zunächst in der Kälte, dann in der Wärme und beobachte das sich entwickelnde Gas:

Art des Gases

Woher

Farbe

Geruch

Bemerkungen

CO2

Carbonat

 

 

trübt Ba(OH)2

HCN

Cyanide

 

bittere Mandeln

Sehr giftig!

H2S

lösl. Sulfide

 

faule Eier

Schwärzung von Bleiacetatpapier

SO2

Sulfite, Thiosulfat

 

stechend

trübt Ba(OH)2, bei S2O32- Schwefelabscheidung

Cl2

Hypochlorite

hellgrün

stechend

 

NO2

Nitrite

braun

stechend

 

 

Verhalten gegenüber konzentrierter H2SO4

Wenn die Substanz nicht bereits mit verdünnter H2SO4 reagiert hat, so sei man mit dem Zusatz von konzentrierter H2SO4 vorsichtig, da eventuell zu heftige Reaktion eintritt. Man gibt dann erst verdünnte H2SO4 und nach Beendigung der Gasentwicklung konzentrierte H2SO4 hinzu.

Art des Gases

Woher

Farbe

Geruch

Bemerkungen

CO2

Carbonat, Oxalat

 

 

trübt Ba(OH)2

CO

Oxalat, Cyanide

 

 

brennt mit blauer Flamme, giftig!

HCN

Cyanide

 

bittere Mandeln

Sehr giftig!

H2S

Sulfide

 

faule Eier

Schwärzung von Bleiacetatpapier

SO2

Sulfite, Thiosulfate oder aus der zugesetzten H2SO4 selbst, falls Metalle, Sulfide, Kohle oder org. Substanzen vorhanden sind.

 

stechend

trübt Ba(OH)2

HF +

SiF4

Fluoride, Fluorosilicate

 

stechend

H2SO4 benetzt nicht mehr das Glas, trübt Wassertropfen.

HCl

Chloride

 

stechend

mit NH3 Nebel, färbt Lackmus rot

Cl2

Hypochlorite, Chloride + stark oxidierende Substanzen

hellgrün

stechend

 

ClO2

Chlorat

gelb

stechend

Vorsicht! Explosionsgefahr!

HBr + Br2

Bromide

braun

stechend

 

I2

Iodide

violett

stechend

 

CrO2Cl

Chlorid + Chromat

rotbraun

 

 

NO2

Nitrat, Nitrit

braun

stechend

 

Mn2O7

Permanganat

violett

 

Vorsicht! Explosionsgefahr!

 

Ansäuern einer Probe des Sodaauszugs mit HCl

Niederschläge von amphoteren Oxidhydraten oder Hydroxiden auftreten, die bei Erhöhung der H+-Ionenkonzentration wieder verschwinden. Wolframat und Silicat bilden bleibende Niederschläge. Auch Sulfide (aus Thiosalzen) können und Schwefel aus Thiosulfat kann ausfallen.

Versetzen des durch HNO3 angesäuerten Sodaauszugs mit AgNO3

Weißer Niederschlag: Cl-, ClO-, BrO3-, IO3-, CN-, SCN-, [Fe(CN)6]4- Schwach gelblicher Niederschlag: Br- Gelblicher Niederschlag: I- Orangeroter Niederschlag: [Fe(CN)6]3- Hat man nicht zu stark angesäuert, können noch folgende in konz. HNO3 lösliche Verbindungen ausfallen: schwarzes Ag2S (von S2- oder S2O32-) rotes Ag2CrO4 und weißes Ag2SO3 Auch AgCN löst sich merklich in konz. HNO3, AgBrO3 ist in Wasser etwas löslich und neigt zur Übersättigung. Den Niederschlag abzentrifugieren, auswaschen und mit NH3 behandeln. Es lösen sich: AgCl, AgBr, AgBrO3, AgIO3, AgCN, AgSCN, Ag2CrO4, Ag3[Fe(CN)6] und AgSO3. In verdünnter KCN lösen sich AgI und Ag4[Fe(CN)6] sind löslich, Ag2S dagegen nicht.

Versetzen des durch CH3COOH angesäuerten Sodaauszugs mit CaCl2

Weißer Niederschlag in Gegenwart von: SO32-, MoO42-, WO42-, PO43-, P2O74-, PO3-, VO43-, B4O72-, C2O42-, C4H4O62-, F-, [Fe(CN)6]4- und SO42- (in höherer Konzentration)

Versetzen des durch HCl angesäuerten Sodaauszugs mit BaCl2

Weißer Niederschlag in Gegenwart von: SO42-, [SiF6]2- und evtl. F-

Prüfung auf oxidierende Substanzen mit HI

Eine mit HCl angesäuerte Probe des Sodaauszugs wird mit KI und Stärkelösung versetzen. Blaufärbung tritt auf bei: ClO-, [Fe(CN)6]3-, CrO42-. AsO43- (schwach), NO2-, S2O82-, ClO3-, BrO3-, IO3-, MnO4- und H2O2; in stark saurer Lösung auch NO3- und schließlich auch Cu2+ und Fe3+.

Prüfung auf reduzierende Substanzen mit I2

Ein Reduktionsmittel wird durch Entfärbung angezeigt, wenn man die Iodlösung tropfenweise zum mit HCl angesäuerten Sodaauszug gibt. Entfärbung tritt ein bei: S2-, SO32-, S2O32-, AsO33-, N2H4, NH2OH; schwächere Reaktion tritt bei CN-, SCN-, [Fe(CN)6]4- auf.

Prüfung auf reduzierende Substanzen mit KMnO4

In der Wärme können bei tropfenweiser Zugabe von KMnO4-Lösung zum schwefelsauren Sodaauzug durch Entfärbung folgende Ionen nachgewiesen werden: Br-, I-, [Fe(CN)6]4-, SCN-, S2-, SO32-, S2O32-, C2O42-, NO2-, S2O82- (in der Wärme), C4H4O62- (in der Wärme), AsO33-, H2O2.

Beilstein-Probe zum Nachweis von Halogenverbindungen

Möchte man die Subtanz auf das Vorhandensein von Halogenen prüfen, gebe man die Substanz mit elementarem Kupfer auf eine Magnesiarinne und halte sie in die Flamme. Eine charakteristische grüne Flamme zeigt Kupfer an.