Seminar zum Grundpraktikum „Anorganische Chemie“ Modul 5, Qualitativ-Chemische Analyse Emanuel Ionescu Universität zu Köln Department für Chemie Anorganische Chemie Raum: 427 Telefon: 0221 - 470 3070 Email: [email protected]25.04.2014 Universität zu Köln
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Seminar zum Grundpraktikum „Anorganische Chemie“Modul 5, Qualitativ -Chemische Analyse
Emanuel Ionescu
Universität zu KölnDepartment für ChemieAnorganische Chemie
� In Lösung befinden sich Mn2+, Zn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+
� Anschließend mit 1-2 Tropfen konz. HNO3 versetzen –
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Fe2+ wird zu Fe3+ oxidiert
� Rückstand enthält Al2O3, Cr2O3 – kann durch alkalischen
Aufschluss (mit (NH4)2CO3) gelöst werden (so lange bis
pH = 1)
Die Urotropin-Gruppe
� Zur siedenden Lösung wird eine 10%-ige Urotropin-Lösung
zutropfen
� Die Urotropin-Lösung wird vorher mit verd. HCl versetzt bis
pH ~ 5-6 (Methylrot beginnt gerade von Gelb nach Rot
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pH ~ 5-6 (Methylrot beginnt gerade von Gelb nach Rot
umzuschlagen)
� Heiß zentrifugieren, Niederschlag mit heißem Wasser
mehrmals auswaschen
Die Urotropin-Gruppe
1,3,5,7-Tetraazaadamantan
Tricyclo [3.3.1.13,7]decan
Als Zahl der Ringe eines polycyclischen Systems ist dieAnzahl der Schnitte anzusehen, die zur Überführung desSystems in eine offenkettige Verbindung nötig sind
� CrO42-- haltige Lösung mit HNO3 ansäuern und mit 1 mL überschichten
� Wenige Tropfen H2O2–Lösung (2.5 mol/L) zugeben und schütteln� Blaufärbung der Etherphase zeigt Cr an
CrO 2- + H O+ → HCrO - + H O
⇌
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CrO42- + H3O+ → HCrO4
- + H2O
2 HCrO4- ⇌ Cr2O7
2- + H2O
Cr2O72- + 4 H2O2 + 2 H+ → 2 CrO5 + 5 H2O
2 CrO5 + 12 H+ → 4 Cr3+ + 6 H2O + 7 O2
www.inorg.chem.ethz.ch
Die Urotropin-Gruppe
Nachweis von Cr als CrO 5 (CrO(O2)2)
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rot-braun
Cr
CrO83- [CrO(O2)2py]
blau
www.inorg.chem.ethz.ch
Die Urotropin-Gruppe
Nachweis von Cr als BaCrO 4
� CrO42-- haltige Lösung mit Essigsäure ansäuern und mit BaCl2 versetzen
� BaCrO4-Niederschlag (gelb)
www.public.asu.edu
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2BaCrO4 + 2H+ → 2Ba2+ + Cr2O72- + H2O
pH ~ 1-2
+ Urotropin(pH ~ 5-6)
Mn2+
Zn2+
Co2+
Ni2+
Al3+
[Mn(NH3)6]2+
[Zn(NH4)6]2+
[Co(NH3)6]2+
[Ni(NH3)6]2+
Al(OH)3Fe(OH)3Alk.
Sturz
[Fe(H2O)6]3+
verd. HCl
Nachweis als Berliner Blau
Nachweis als Thénards Blau
Die Urotropin-Gruppe
Mit NH4Cl
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Fe3+
Cr3+
Fe(OH)3
Cr(OH)3
Al(OH) 4-
CrO42-
SturzAl(OH) 3
CrO42-
Nachweis als CrO(O2)2
Mit NH4Cl kochen
Mn2+
Zn2+
Co2+
Ni2+
Die (NH4)2S-Gruppe
MnS
ZnS
CoS
NiS
H2S
� Lösung leicht ammoniakalisch stellen(pH ~ 8)
� Erwärmen und H2S einleiten� Die Einstellung des pH-Wertes hält die
Konzentration der S2--Ionen so klein,dass gerade das Löslichkeitsproduktder zu fällenden Sulfide überschrittenwird
� Dadurch wird die Adsorption von S2--
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Ni2+ NiS � Dadurch wird die Adsorption von S2--Ionen an kolloiden Metallsulfidteilchenunterdrückt und die Ausflockungbegünstigt
� Anschließend durch Zugabe vonweiterem Ammoniak pH auf ~ 10einstellen, um eine quantitativeAusfällung der Sulfide zu sichern
Mn2+ + S2- ⇌ MnS KL = 4.1 · 10-19 mol2 L-2
Co2+ + S2- ⇌ CoS KL = 6.1 · 10-21 mol2 L-2
Ni2+ + S2- ⇌ NiS KL = 4.9 · 10-24 mol2 L-2
Zn2+ + S2- ⇌ ZnS KL = 8.9 · 10-25 mol2 L-2
Mn2+
Zn2+
Co2+
Die (NH4)2S-Gruppe
MnS
ZnS
CoS
H2S
� Nach dem Ausfällen wird der Nieder-schlag abzentrifugiert
� Abwaschen (2-mal, in der Kälte) mitkleinen Mengen Wasser, dem NH4Clund NH3 zugesetzt sind (für 1 mLWasser 2 Tropfen einer NH4Cl-Lösung5 mol/L und 1 Tropfen NH3 5 mol/L)
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Ni2+ NiS5 mol/L und 1 Tropfen NH3 5 mol/L)
MnS
ZnS
CoS
NiS
verd. HCl
Mn2+
Zn2+
CoS
NiS
Die (NH4)2S-Gruppe
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NiS NiS
ZnS + 2 H3O+ → H2S + Zn2+ + 2 H2O
MnS + 2 H3O+ → H2S + Mn2+ + 2 H2O
Mn2+
Zn2+
Die (NH4)2S-Gruppe
� Mit Na2CO3 auf pH 5-6� Lösung in H2O2/NaOH gießen
MnO(OH)2
Zn2+
Mn2+konz. HCl
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Mn2+ + H2O2 + 2 OH- → MnO(OH)2 + H2O
Zn2+ + 2 OH- → Zn(OH)2
Zn(OH)2 + 2 OH- → [Zn(OH) 4]2-
MnS
ZnS
CoS
NiS
CH3COOH
Mn2+
ZnS
CoS
NiS
Die (NH4)2S-Gruppe
� Versetzen des Niederschlags mit Essig-säure (1:1) bis zur sauren Reaktion
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NiS NiS
MnS + 2 H3O+ → H2S + Mn2+ + 2 H2O
Die (NH4)2S-Gruppe
Nachweis Mn durch Oxidation zu MnO 4-
a) Oxidation mit PbO 2 (saure Lösung)
� Probelösung wird mit konz. HNO3 und PbO2 versetzt, einige Minute gekocht
und verdünnt
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und verdünnt
� Nach Zentrifugieren violett-rote Farbe durch MnO4-
2 Mn2+ + 5 PbO2 + 4 H+ → 5 Pb2+ + 2 MnO4- + 2 H2O
www.chemgapedia.de
Die (NH4)2S-Gruppe
Nachweis Mn durch Oxidation zu MnO 4-
a) Oxidation mit Hypobromit (alkalische Lösung)
� Umsetzung der Probe mit Br2 unter dem katalytischen Einfluss von Cu2+ -
Oxidation von Mn2+ zu MnO4-
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Oxidation von Mn zu MnO4
� Kurz kochen
� Violett-rote Farbe durch MnO4-
2 Mn2+ + 5 Br2 + 16 OH- → 5 Br- + 2 MnO4- + 8 H2O
MnS
ZnS
CoS
NiS
CH3COOH
Mn2+
ZnS
CoS
NiS
Die (NH4)2S-Gruppe
verd. HCl
Zn2+
CoS
NiS
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NiS NiS NiS
MnS + 2 H3O+ → H2S + Mn2+ + 2 H2O
ZnS + 2 H3O+ → H2S + Zn2+ + 2 H2O
� ZnS ausfällen durch Ansäuern der Lösung mit CH3COOH (gepuffert mit