Kurs:Methoden für die qualitative Analyse (anorganischer Trennungsgang)

Qualitative Analyse - was ist das ?

Die Qualitative Analyse dient dazu heraus zu finden woraus Gemisch bzw. eine Verbindung zusammensetzt bzw woraus diese besteht.

Nachfolgend werden viele Nachweisverfahren aufgeführt. Ich empfehle dringend zunächst alle Nachweise mit Reinsubstanzen durchzuführen, da so die Reaktion mit dem richtigen Ergebnis kennen gelernt werden kann. Sollte vor irgendetwas gewarnt werden (Reaktionsstörer oder fehlerhafter Nachweis) ist es bestimmt interessant den Nachweis zusätzlich mit dem Störer durchzuführen.

Hierbei kann man folgende Unterteilungen treffen:

1. Untersuchung durch Vorproben oder auch die Nachweise aus der Untersuchungs- bzw. Ursubstanz
2. Herstellung eines Sodaauszuges und den Nachweis der in der Ausgangs- bzw. Ursubstanz enthaltenen Anionen (meist Säurereste)
3. Durchführung eines Trennungsganges zum Nachweis der in der Ausgangs- bzw. Ursubstanz enthaltenen Kationen (Metalle)
4. Untersuchung bzw Analyse der beim Auflösen zurückgebliebenen säureunlöslichen Rückstände durch Aufschlussverfahren
5. Der gestörte Trennungsgang oder besondere Probleme bei der Analyse und deren Umgehung
6. Und nun die Analyse in Trockenform a la Papier

Auf die Art und Weise der Durchführung hinsichtlich Gesundheits- bzw. Umweltgefahren wird hier nicht eingegangen (Umgang mit Säuren/Laugen, Giften wie z.B. Schwefelwasserstoff, Abrauchen, Entsorgung der Abfälle usw.), diese Informationen müssen aus anderen Quellen beschafft werden.

Vor Durchführung der Analyse der zu untersuchenden Substanz ist zunächst etwas ganz, hyper, super, obendrüberwichtiges durchzuführen: Die Substanz ist in einer Reibschale mit Pistill gründlich zu zerkleinern und durchzumischen sowie möglichst schnell in ein geschlossenes Gefäß (z.B. Wägegläschen) zu überführen, um die Substanz den Einflüssen aus der Umgebungsluft zu entziehen. Eine korrekte Analyse steht und fällt mit diesem Schritt, da bei einem inhomogenen Gemisch im Extremfall einige Elemente bei der Probennahme nicht erfasst werden und die Analyse dadurch verfälscht wird. Hierbei kann vorsichtiges Riechen schon die ersten Hinweise auf die Inhaltsstoffe geben (z.B. eine im überschuss vorhandene Säure vertreibt die schwächere wie z.B. J^- oder Br^-. Also schon jetzt die Substanz im Auge (nicht wörtlich nehmen) behalten.

Als nächsten besonders wichtigen Punkt ist die Sauberkeit zu nennen. Alle verwendeten Gerätschaften müssen peinlich sauber gehalten werden, was bedeutet mit Seife/Scheuerpulver reinigen und abschließend mit destilliertem / entmineralisiertem Wasser abspülen. Jeder vorhandene Substanzrest lässt sich ansonsten bei der nachfolgenden Untersuchung nachweisen, was dann natürlich einer Falschanalyse entsprechen kann. Wenn nachfolgend Wasser erwähnt wird, handelt es sich logischerweise um destilliertes / entmineralisiertes Wasser - kein Eintrag von Fremdionen.

Hier noch ein kleiner Tipp: Wenn man sich nicht ganz sicher ist, dass die eingesetzten Reagenzien einwandfrei, d.h. ohne Fremdionen sind, empfielt sich immer eine Blindprobe durchzuführen. Dies ist besonders dann der Fall, wenn eine Fällungsreaktion ungewöhnlich wenig Niederschlag liefert bzw. eine Nachweisreaktion nicht eindeutig funktioniert. Es hat schon immer Leute gegeben, die beim Nachfüllen der Reagenzien beispielsweise ver. HCl in die Flasche mit verd. H₂SO₄ reingeschüttet haben. Dies sollte zwar nicht passieren, da wir eigentlich alle des Lesens der Flaschenbeschriftungen mächtig sein sollten, aber wir sind und bleiben Menschen, die auch mal den Fehler begehen, der einem hoffentlich nicht um die Ohren fliegt.

Die Reaktionsformeln der Nachweise und das Abkürzungsverzeichnis befinden sich meist am Ende des jeweiligen Kapitels.

Der eigentliche Sinn dieses Kurses liegt darin, den Interessierten in die Lage zu versetzen, eine unbekannte anorganische Substanz mithilfe des chemischen Trennungsgangs in ihre einzelnen Ionen zu zerlegen, um herauszufinden woraus sich diese Substanz zusammensetzt. Hierbei habe ich den Schwerpunkt auf eine möglichst genaue und detaillierte Beschreibung des Trennungsganges gelegt und nicht auf eine schöne Bebilderung. Diese kann man aus anderen Quellen wie dem Lehrbuchprojekt b:Praktikum Anorganische Chemie bei Wikibooks in schöner Form entnehmen. Hier wird auch nochmals auf die einzelnen Elemente und Analysenmöglichkeiten eingegangen, wobei auch weiterführende Links nicht - wie hier bei mir - nicht unterschlagen wurden.

Diese sogenannte Nasschemie bewegt sich zwar - wenn man die heutigen apparativen Möglichkeiten berücksichtigt - auf absolutem Steinzeitniveau, bietet jedoch den Charm sich mit der Materie "Chemie" auf nicht nur theoretischem Wege vertraut zu machen. Weitere interessante Möglichkeiten die Chemie kennen zu lernen sind die Quantitative Analytik (dies sit grob gesagt der Weg, nachdem man die Zusammensetzung der Einzelbestandteile kennt, deren Mengenanteil in der Probe mittels Gravimetrie, Volumetrie und ähnlichen Verfahren zu bestimmnen). Ein weiteres interessantes Chemiekapitel ist auch die Synthese (Herstellung) von Substanzen bzw. Verbindungen. Aber dies ist nicht Inhalt dieses Kurses, darum wird hier natürlich nicht darauf eingegangen.

Man stelle sich theoretisch folgende Verbindungen / Gemische vor und Analysiere sie via Papier (theoretischer Trennungsgang mit den entsprechenden Ergebnissen an den verschiedenen Stellen des Trennungsganges einschließlich der Nachweise). Ich denke wenn man ein paar theoretische Analysen durchgeführt hat, sollte man zumindest einige Schritte des Trennungsganges kennen gelernt haben.

Verwendete Abkürzungen:

Sp = Spatelspitze konz. = Konzentriert verd. = Verdünnt Ac^- = Essigsäurerest-Ion