Nachweisreaktionen Grundlagen Eine Nachweisreaktion ist eine chemische Reaktion

Nachweisreaktionen Grundlagen Eine Nachweisreaktion ist eine chemische Reaktion, die dazu dient, eine Stoffprobe [den Analyten] qualitativ zu untersuchen. Nachweisreaktion [chemische Reaktion] Stoffprobe Untersuchung [qualitativ] Unterschieden werden zudem quantitative Bestimmungsmethoden und Methoden der Strukturanalytik. Bestimmungsmethoden [quantitative] Strukturanalytik

Nachweisreaktionen Grundlagen So werden die Bestandteile eines Stoffgemischs oder die Art eines Reinstoffs ermittelt. Stoffgemisch Reinstoff 1 Reinstoff 2 Folgende Analysemethoden werden verwendet: 1 Identifizierung mithilfe von Vorproben 2 Identifizierung mithilfe von Fällungsreaktionen 3 Identifizierung mithilfe von Farbreaktionen

Nachweisreaktionen Grundlagen Eine Vorprobe ist ein Kurzversuch, den man mit einer nicht weiter aufbereiteten, zumeist salzartig-festen Probesubstanz macht, … A K Vorprobe [Kurzversuch] Inhaltsstoffe Stoffprobe Hinweis …um Hinweise auf eventuell vorhandene Inhaltsstoffe [Anionen/Kationen] zu bekommen. Vorprobe Anionen Kationen Man unterscheidet bei Vorproben: Nachweise für Kationen und Nachweise für Anionen

Nachweisreaktionen Grundlagen 1 Identifizierung mithilfe von Vorproben: Flammenprobe [Kationen] So bringt man die unbekannte Probe auf einem [Na] [Rb] [Sr] Magnesiastäbchen in die nichtleuchtende… [Ca] [Ba] [Cs] [Ca] Probe [unbekannt] Flamme …Flamme des Bunsenbrenners. Die Flamme verfärbt sich, wenn bestimmte Ionen durch die Flamme angeregt werden. [K] [Cu] [Li]

Nachweisreaktionen Grundlagen 1 Identifizierung mithilfe von Vorproben: Die angeregten Elektronen fallen wieder auf ihr Energieniveau im Normalzustand zurück [Quantensprung], … Energie [Wärme] Absorption K→L Emission [Licht] angeregter Zustand Valenzelektron Grundzustand angeregte [energiereich] Energiestufe Energiezufuhr [durch Flamme] [energiearm] …wobei sie die aufgenommene Energie in Form eines Lichtquants abgeben. Grundzustand

Nachweisreaktionen Grundlagen 1 Identifizierung mithilfe von Vorproben: Die Wellenlänge dieses Lichtstrahls gibt Aufschluss darüber, welches Elektron in welchem Energieniveau… sichtbares Licht: Wellenlänge 380 bis 760 nm UV violett 400 cyan 500 grün 550 gelb 600 rot 700 [Na] [Rb] [Sr] [Ba] [Cs] [Ca] [K] [Cu] [Li] …den Quantensprung vollzogen hat. IR

Nachweisreaktionen Grundlagen 1 Identifizierung mithilfe von Vorproben: Kriechprobe [Anionen] auf Fluoridionen Bei der Kriechprobe gibt man eine kleine Menge der zu untersuchenden Substanz zusammen… O H O S O H O Probe [unbekannt] Schwefelsäure [H 2 SO 4] …mit konzentrierter Schwefelsäure in ein Reagenzglas.

Nachweisreaktionen Grundlagen 1 Identifizierung mithilfe von Vorproben: Kriechprobe [Anionen] auf Fluoridionen Wenn die Probe Fluorid enthält, dann bildet sich Fluorwasserstoffsäure [HF]. O F H O S O H H F O Probe [unbekannt] Schwefelsäure [H 2 SO 4] Diese ätzt die Glaswand an und kriecht an ihr hoch.

Nachweisreaktionen Grundlagen 2 Identifizierung mithilfe von Fällungsreaktionen: Fällungsreaktionen sind chemische Reaktionen, bei denen die Edukte [Ausgangstoffe] im Lösungsmittel gelöst… Ion Fällungsreaktionen [chemische Reaktion] Probe Niederschlag Nachweismittel [Edukte] [Produkt] …vorliegen und mindestens ein Produkt in diesem Lösungsmittel unlöslich oder schwerlöslich ist.

Nachweisreaktionen Grundlagen 2 Identifizierung mithilfe von Fällungsreaktionen: Wenn zwei Lösungen von Stoffen zusammengegossen werden, fällt das schwerlösliche Produkt aus. [Die Ausfällung wird als Niederschlag bezeichnet. ] [Edukte] [Produkt] Produkt Ionen aus der Lösung des Nachweismittels bilden mit Ionen aus der Probelösung einen charakteristischen Niederschlag.

Nachweisreaktionen Grundlagen 2 Identifizierung mithilfe von Fällungsreaktionen: In Reaktionsgleichungen wird das Ausfallen eines Stoffes mit einem ↓ oder einem (s) für solid… 1 Ag+ + F- → Ag. F 2 Ag+ + Cl- → Ag. Cl↓ 3 Ag+ + Br- → Ag. Br↓ 4 Ag+ + I- → Ag. I↓ Halogenid-Ion [X- → Cl-, Br-, I-] Ag. F Ag. Cl Ag. Br Ag. I 1 2 3 4 Ag+ + X- → Ag. X↓ …hinter der Summenformel des Stoffs gekennzeichnet. Beispiel: Silbernitratprobe [Silbernitratlösung als Reagens]

Nachweisreaktionen Grundlagen 2 Identifizierung mithilfe von Fällungsreaktionen: Die Silbernitratprobe dient dem Nachweis von Halogenid-Ionen. Probe Silbernitrat Niederschlag [Höllenstein] Ag+ + X- → Ag. X↓ Man gibt einigen Tropfen einer Silbernitrat. Lösung [Höllenstein] zu der Probelösung.

Nachweisreaktionen Grundlagen 2 Identifizierung mithilfe von Fällungsreaktionen: Beispiel: Silbernitratprobe [Silbernitratlösung als Reagens] 1 Ag+ + F- → Ag. F 2 Ag+ + Cl- → Ag. Cl↓ 3 Ag+ + Br- → Ag. Br↓ 4 Ag+ + I- → Ag. I↓ Halogenid-Ion [X- → Cl-, Br-, I-] Ag. F Ag. Cl Ag. Br Ag. I 1 2 3 4 Ag+ + X- → Ag. X↓ Fluoridionen lassen sich durch Niederschlag nicht nachweisen, da Ag. F als einziges Silberhalogenid gut wasserlöslich ist.

Nachweisreaktionen Grundlagen 3 Identifizierung mithilfe von Farbreaktionen: Farbänderung Reaktionen, bei denen durch Zusammengießen von Lösungen eine Farbänderung auftritt, ohne dass ein Niederschlag ausfällt. Farbreaktion p. H-Wert 6 -7 Eine Farbreaktion ist auch das Eintauchen von Indikatorpapieren in Lösungen [Bestimmung des p. H- Werts]. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Nachweisreaktionen Grundlagen 3 Identifizierung mithilfe von Farbreaktionen: Mit dem Nachweismittel bildet der gesuchte Stoff bzw. die Ionen eine charakteristisch gefärbte Verbindung. H 2 HO HOC O CH 2 OH HOC O CHO +] 0, 5 O +] [H [H 2 HO OH -3 H 2 O OH OH A 3 H 2 O B C Fruktose Resorcin OH O O O CH 2 OH Bsp. : Biuretreaktion, Xanthoproteinreaktion, Seliwanoff-Reaktion

Nachweisreaktionen Grundlagen 3 Identifizierung mithilfe von Farbreaktionen: Die Probesubstanz wird mit etwas Wasser suspendiert und mit einigen Tropfen Kupfersulfat-Lösung [hellblau] versetzt. Bsp. : Biuretreaktion Violettfärbung H 2 O Cu. SO 4 Na. OH Probe Dann wird Natronlauge im Überschuss dazugegeben.

Nachweisreaktionen Grundlagen 3 Identifizierung mithilfe von Farbreaktionen: Bei Anwesenheit von Biuret färbt sich die Lösung tief-violett, da die zwei Moleküle Biuret mit den Cu 2+-Ionen einen Komplex bilden. Bsp. : Biuretreaktion H 2 O Cu. SO 4 Violettfärbung Na. OH O Probe N H 2 N Ohne Anwesenheit von Biuret würde ein [Biuret] H schwerlösliches Kupferhydroxid ausfallen. O NH 2

Nachweisreaktionen Grundlagen Zusammenfassung: Eine Nachweisreaktion ist eine chemische Reaktion, die dazu dient, eine Stoffprobe [den Analyten] qualitativ zu untersuchen. Nachweisreaktionen können mit einfachen apparativen Mitteln durchgeführt werden.