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Anorganische Chemiefür Biologen
Nadja Giesbrecht
AK Prof. Dr. Thomas BeinRaum: E3.005Tel: 089/[email protected]
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Arten chemischer Bindung
Die entscheidende Größe für den Charakter einer chemischenBindung ist die Elektronegativität EN, der Bindungspartner. Siegibt das Bestreben eines Atoms an, Bindungselektronen an sichzu ziehen.
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Redoxgleichungen ausgleichen
Im saurem Milieu:
H+: H+ + H2O H3O+
O2-: O2- + 2 H3O+ 3 H2O
Im basischem Milieu:
H+: H+ + OH- H2O
O2-: O2- + H2O 2 OH-
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Farbigkeit von Komplexen
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Inhalte
• Stöchiometrie – chemisches Rechnen
• Chemisches Gleichgewicht – Massenwirkungsgesetz
• Säure-Base-Theorie
• Komplexchemie
• Redox-Theorie
• Löslichkeitsgleichgewichte
• Anionen-Kationen-Nachweise
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Qualitative Analyse
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Die Aufagbe der qualitativen Analyse ist die Aufkärung, welche(anorganischen) Stoffe in einem unbekannten Stoffgemischvorliegen.
Dazu werden spezifische Nachweisreaktionen eingesetzt, die dieAnwesenheit eines bestimmten Ions durch Farbänderung, Bildung eines unlöslichen Niederschlags oder andere direktbeobachtbare Effekte anzeigen.
Unter Umständen stören andere Ionen den Test und bewirkenfalsche negative oder positive Nachweise, weshalb man die Ionen vor dem Nachweis systematisch trennt Trennungsgang.
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Historische Ionennachweise
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Plinius der Ältere (1. Jh. n. Chr.):
Eichengalle (Galläpfel) färbt Eisensalzlösungen
schwarz.
Andreas Libavius (16. Jh):
Ammoniak färbt Kupferlösungen tiefblau
([Cu(NH3)4]2+).
Friedrich Hoffmann (1703):
In Salpetersäure gelöstes Silber erzeugt mit salzhaltigenLösungen einen weißen Niederschlag.
AgNO3 (aq) + NaCl (aq) AgCl (s) + NaNO3 (aq)
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Kationennachweis
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Nachweis der Kationen erfolgt meist spektralanalytisch, z.B. durch Flammenfärbung.
Sr2+, Ba2+, Li+, Na+, K+
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Kationennachweise
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Boraxperle: Etwas Borax (Na2B4O7) mit der Analysensubstanz in Brennerflamme aufgeschmelzen.
Kation Farbe oxidiert
Farbe reduziert
Fe2+ farblos grün
Mn2+ violett farblos
Co2+ blau blau
Ni2+ gelb braun
Cu2+ blaugrün rotbraun
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Löslichkeitsprodukt
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Stoff KL Stoff KL
AgCl 2⋅10−10 mol2/L2 CaSO4 (Gips) 2⋅10−5 mol2/L2
AgBr 5⋅10−13 mol2/L2 SrSO4 2.77⋅10−7 mol2/L2
AgI 8⋅10−17 mol2/L2 BaSO4 1⋅10−9 mol2/L2
Sr-Rhodizonat 5.7⋅10−5 mol2/L2
Li2CO3 1.7⋅10−3 mol3/L3
KClO4 2.9⋅10−5 mol2/L2
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Kationennachweise
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NH4+-Nachweis:
NH4+(aq) + OH-(aq) NH3(g) + H2O(l)
Li+-Nachweis:
3 Li+(aq) + HPO42-(aq) + OH-(aq) Li3PO4(s) + H2O(aq)
K+-Nachweis:
K+(aq) + ClO4-(aq) KClO4(s)
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Sr2+-/ Ba2+-Nachweis:
Kationennachweise
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Ba2+ +Ba
(s)
Nicht löslich in HCl, hellrote Verbindung
Sr2+ +Sr
(s)
löslich in HCl !
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Mn-Nachweis:
2 MnO4- + 5 H2SO3 + 6 H3O+ 2 Mn2+ + 5 H2SO4 + 9 H2O
Fe-Nachweis:
Fe2+ + 6 CN- [Fe(CN)6]4-
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
4 Fe3+ +3 [Fe(CN)6]4- 3 (Fe4[Fe(CN)6]3) (Berliner Blau)
Kationennachweise
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(tiefrot)
(gelb)
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Co2+-Nachweis:
Co2+ + 2 SCN- Co(SCN)2
Co2+ + 4 SCN- + 2 H3O+ H2[Co(SCN)4] + 2 H2O
Cu2+-Nachweis:
Cu2+ + 4 NH3 [Cu(NH3)4]2+ (tiefblau)
Kationennachweise
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Anionennachweise
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Nachweis aus der Ursubstanz. Halogenide werden mit AgNO3
gefällt.AgCl, AgBr, AgI
AgBr, AgI
+ (NH4)2CO3
[Ag(NH3)2)Cl
+ HNO3
AgCl
+ konz. NH3
AgI [Ag(NH3)2)]Br
+ HNO3
AgBrI-
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Unterscheidung der Silberhalogenide
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AgCl (links); +NH3 (rechts) AgBr (links); +NH3 (rechts) AgI (links); +NH3 (rechts)
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Weitere Anionennachweise
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CO32-: Nachweiß über Gasentwicklung wenn mit
Säure versetzt
SO42- : Fällung durch Zugabe von Ba(OH)2 als
BaSO4
PO43- : Fällung als Ammoniummolybdophosphat
NO3- : Reduktion zu Nitrit (NO2
-) -> Nachweis mit Lunges ReagenzNO2
- : Nachweis mit Lunges Reagenz oder Ringprobe
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Nitritnachweis durch Lunges Reagenz
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Nitrat (NO3-) kann nicht direkt nachgewiesen werden!
Zuerst Nitritnachweis (NO2-)
Ist dieser negativ, kann Nitrat nach Reduktion als Nitrit nachgewiesen werden.Lunges Reagenz:
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Nitratnachweis durch Lunges Reagenz
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Zugabe einer Zinkgranalie zur Reduktion(Essigsauer)
Vorlegen der Probelösung + Lunge I + II
Zn + 2 H3O+ Zn2+ + 2 H2O + 2 H
NO3- + 2 H NO2
- + H2O
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Ringprobe auf Nitrat
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3 Fe2+ + NO3- + 4 H3O+
3 Fe3+ + NO + 6 H2O[Fe(H2O)6]2+ + NO [Fe(H2O)5(NO)]2+ + H2O
Analysesubstanz + H2SO4 + FeSO4
konz. H2SO4