Anorganische Chemie für...

Anorganische Chemiefür Biologen

Nadja Giesbrecht

AK Prof. Dr. Thomas BeinRaum: E3.005Tel: 089/218077625nadja.giesbrecht@cup.uni-muenchen.de

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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hv

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.

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)

Kationennachweis

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Nachweis der Kationen erfolgt meist spektralanalytisch, z.B. durch Flammenfärbung.

Sr2+, Ba2+, Li+, Na+, K+

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

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

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)

Sr2+-/ Ba2+-Nachweis:

Kationennachweise

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Ba2+ +Ba

(s)

Nicht löslich in HCl, hellrote Verbindung

Sr2+ +Sr

(s)

löslich in HCl !

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)

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-

Unterscheidung der Silberhalogenide

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AgCl (links); +NH3 (rechts) AgBr (links); +NH3 (rechts) AgI (links); +NH3 (rechts)

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

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:

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

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