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DESK, ASTLER u. WURBS, Versuche zur fraktionicrten Fallung zweiwertiger %Wetalle 29 Versuche zur fraktionierten Fallung zweiwertiger Metalle mit Natronlauge Von G. DENK, H. ASTLER und J. WURBS Mit 4 Abbildungen Inhaltsiibersich t Es wurde versucht, zweiwertige Metalle, die als Perchlorate, Sulfate oder Chloride gelost sind, durch fraktionierte Fallung mit Rlkalilaugen voneinander zu trennen. Bei allen Salz- mischungen, bei denen Kupfer beteiligt ist, wird zuniichst bei niedrigen pH-Werten (3-5) nur das Kupfer ausgefallt und dann erst, nach einem gut ausgepragten pH-Anstieg die anderen Metalle. Am besten ist dabei die Trennung bei den Perchloraten, am schlechtesten bei den Chloriden. Von den anderen untersuchten Salzpaaren tritt lediglich bei ZnSO$- CdSO, noch eine annahernde Trennung ein. Die Metalle werden, abgesehen von den Per- chloraten, meist in Form basischer Salze ausgeschieden. Auffallend ist, dal3 bei Zufallung des zweitcn Metalls der zunachst meist kristalline Niederschlag immer gelartiger wird. Die Reaktionsprodukte beeinflussen sich also gegenseitig in ihrer Kristallisationsfahigkeit. Auch die pH-Werte, bei denen Fallung eintritt, konnen sich durch das zweite Metal1 verandern. So werden z. B. Kobalt- und Nickelsulfat gemeinsam bei p H 7-7,4, Kobalt- und Zinksulfat dagegen bei pH 6,4-6,G gefallt und aus einer Zink-Cadmiumsulfatlosung wird das %ink schon bei p H 5,4 allein niedergeschlagen. Summary It was tried to separate by fractionated precipitation with alkali hydroxides bivdlent metals dissolved as perchlorates, sulphates or chlorides. From all mixtures containing cop- per, at first at low pH values (3-5) only copper is precipitated and then, at rising pH, the other metals. In all the other systems being studied, only ZnSO, andCdSO, could be separat- ted almost quantitatively. All metals arc precipitated as basic salts, except in the case of the perchlorstes. The pH values, at which precipitation occurs, are influenced by the second metal. Par example, cobalt and nickel sulphates are together precipitated at pH 7-7.4, cobalt and zinc sulphate at pH G.4-6.G, and from a zinc-cadmium sulphate solution Zn is done precipitated at pH 5.4. ~ ~~~ In der Literatur finden sich kaum Angaben iiber die Reaktionen, die eintreten, wenn Losungen, die zwei oder mehr verschiedene Kationen ent- halten, mit steigenden Mengen Alkalilauge versetzt werden. Grundsatzlich sind dabei fur das Verhalten von Kationenpaaren drei Moglichkeiten denkbar :

Versuche zur fraktionierten Fällung zweiwertiger Metalle mit Natronlauge

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Page 1: Versuche zur fraktionierten Fällung zweiwertiger Metalle mit Natronlauge

DESK, ASTLER u. WURBS, Versuche zur fraktionicrten Fallung zweiwertiger %Wetalle 29

Versuche zur fraktionierten Fallung zweiwertiger Metalle mit Natronlauge

Von G. DENK, H. ASTLER und J. WURBS

Mit 4 Abbildungen

Inhaltsiibersich t Es wurde versucht, zweiwertige Metalle, die als Perchlorate, Sulfate oder Chloride gelost

sind, durch fraktionierte Fallung mit Rlkalilaugen voneinander zu trennen. Bei allen Salz- mischungen, bei denen Kupfer beteiligt ist, wird zuniichst bei niedrigen pH-Werten (3-5) nur das Kupfer ausgefallt und dann erst, nach einem gut ausgepragten pH-Anstieg die anderen Metalle. Am besten ist dabei die Trennung bei den Perchloraten, am schlechtesten bei den Chloriden. Von den anderen untersuchten Salzpaaren tritt lediglich bei ZnSO$- CdSO, noch eine annahernde Trennung ein. Die Metalle werden, abgesehen von den Per- chloraten, meist in Form basischer Salze ausgeschieden. Auffallend ist, dal3 bei Zufallung des zweitcn Metalls der zunachst meist kristalline Niederschlag immer gelartiger wird. Die Reaktionsprodukte beeinflussen sich also gegenseitig in ihrer Kristallisationsfahigkeit. Auch die pH-Werte, bei denen Fallung eintritt, konnen sich durch das zweite Metal1 verandern. So werden z. B. Kobalt- und Nickelsulfat gemeinsam bei p H 7-7,4, Kobalt- und Zinksulfat dagegen bei p H 6,4-6,G gefallt und aus einer Zink-Cadmiumsulfatlosung wird das %ink schon bei p H 5,4 allein niedergeschlagen.

Summary It was tried to separate by fractionated precipitation with alkali hydroxides bivdlent

metals dissolved as perchlorates, sulphates or chlorides. From all mixtures containing cop- per, a t first a t low pH values (3-5) only copper is precipitated and then, a t rising pH, the other metals. In all the other systems being studied, only ZnSO, andCdSO, could be separat- ted almost quantitatively. All metals arc precipitated as basic salts, except in the case of the perchlorstes. The p H values, a t which precipitation occurs, are influenced by the second metal. Par example, cobalt and nickel sulphates are together precipitated a t pH 7-7.4, cobalt and zinc sulphate a t p H G.4-6.G, and from a zinc-cadmium sulphate solution Zn is done precipitated a t p H 5.4.

~ ~~~

In der Literatur finden sich kaum Angaben iiber die Reaktionen, die eintreten, wenn Losungen, die zwei oder mehr verschiedene Kationen ent- halten, mit steigenden Mengen Alkalilauge versetzt werden.

Grundsatzlich sind dabei fur das Verhalten von Kationenpaaren drei Moglichkeiten denkbar :

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50 Zeitschrift fur anorganische und allgemeiiie Chemie. Band 333. 1964

1. Es erfolgt eine Trennung der Partner, indem zunachst das eine MetalI vollstandig als Hydroxid, Oxidhydrat oder Hydroxidsalz gefallt wird, wah- rend das andere in Losung bleibt. Dies wird dann eintreten, wenn sich die beiden Niederschlage in ihrer Loslichkeit stark unterscheiden, wie etwa die Hydroxide bzw. Oxidhydrate 2- und Swertiger Metalle.

2. Beide Kationen werden mehr oder weniger gleichzeitig gefiillt; es erfolgt dann nur eine partielle oder uberhaupt keine Trennung. Der Boden- korper kann in diesem Fall lediglich aus einem Gemisch der beiden Fallungen bestehen, es ist aber auch damit zu rechnen, daB die eine Komponente z. T. in das Gitter der anderen eingebaut wird.

3. SchlieBlich ist noch die Moglichkeit gegeben, daB die beiden Metalle ein gemischtes basisches Salz definierter Zusammensetzung bilden. Solche gemischte basische Salze (basische Doppelsalze, Hydroxiddoppelsalze) wur-

D E N K ~ ) beschrieben. dhnliche Uberlegungen gelten auch, wenn die Losung mehr als zwei ver-

schiedene Kationen enthalt. Die Kenntnis dieser Vorgange kann sowohl analytische als auch praktische Bedeutung zur Trennung von Metallgemi- schen haben. Dariiber hinaus interessierte auch, ob die Reaktion eines Kat- ions mit OH--1onen durch das zweite Kation beeinflu& wird.

I n der vorliegenden Arbeit wird das Verhalten der Sulfate, Chloride und Perchlorate einiger zweiwertiger Metalle gegenuber steigenden Mengen NaOH beschrieben. Dabei wurde das Metallpaar Cu-Cd eingehend bearbeitet, wahrend bei den anderen Metallen lediglich versucht wurde, einen Uber- blick zu gewinnen.

1. Kupfer-Cadmium

den von ANDRE I), RECOURA~), SABATIER'), MAILHE 4), FEITKNECHT5) und

Versuchsdurchfuhrung: Eine Mischung a m 25 ml 1 m Kupfer- und 25 ml 1 m Cadmium- salzlosung wurde in einem Rundkolben mit so vie1 Wasser versetzt, daB die Flussigkeits- menge nach Zugabe der Natronlauge iiisgesamt 100 ml betrug. Dann wurde zum Sieden er- hitzt und unter Ruhren 1 n NaOH von 80 "C in wechselnden Mengen zugetropft. Snschlie- fiend wurde noch 1 Stunde am RuckfluBkuhler unter C0,-AusschluB gekocht, abgesaugt und einmal mit 10 ml kaltem Wasser gewaschen. Die Praparate wurden auf Ton uber Sili- cage1 getrocknet. Ihre Identifizierung erfolgte durch die chemische Analyse, durch das mikroskopische Bild und durch das Rontgendiagrarnm (CuK,-Strahlung). Die pH-Werte im Fjltrat wurden mit einem Geriit der Fa. Polymetrom AG Zurich unter Verwendung einer mit Pufferlosungen geeichten Glaselektrode bei 23" gemessen.

I ) G. ANDRE, C. R. hebd. S6ances Acad. Sci. 104, 431 (1887). *) A. RECOURA, C. R. hebd. SCances Acad. Sci. 132, 1414 (1901). 3) H. SABATIER, C. R. hebd. Seances Acad. Sci. 132, 1538 (1901). ') A. MAILHE, Ann. Chimie Physique [7], 27, 362 (1902). 5 ) W. FEITKNBCRT u. K. MAGET, Helv. chim. Acta 32, 1653 (1949). 6, G. DENK u. W. DEWALD, Z. anorg. allg. Chem. 266, 91 (1951); 281, 83 (1955);

G . DENK, F. LESCHHORN u. T. ROMSER, Z. anorg. allg. Chem. 319, 159 (1962).

Page 3: Versuche zur fraktionierten Fällung zweiwertiger Metalle mit Natronlauge

I) ENK, AYTLER u. WVRBS, Versuche zur fraktionierten Fallung zweiwertiger Metalle 31

a) C n (ClO&-Cd (Cl0;)Z Am einfachsten liegen die Verhaltnisse bei den Perchloraten; es laufen

lediglich die reinen Ionenreaktionen Cu2+ + 2 OH- = CuO + H,O und Cd2+ + 2 OH- = Cd(OH), ab. Wie die Versuche der Tab. 1 zeigen, wird zunachst nur Kupferoxid ausgeschieden, und zwar etwa zwischen den prr- Werten 4,4 und 5,O. Das gesamte zugesetzte Cadmium (25,l'mMol) bleibt dabei in Losung. Erst wenn die den Cu2+-Ionen aquivalente Menge NaOH hinzugefiigt ist, beginnt mit einem pH-Sprung die Fallung des Cadmiunis ; an diesem Punkt sind nur noch Spuren von Kupfer in der Losung (mit Ammoniak kaum sichtbare Blaufarbung). Es wird also eine weitgehende Trennung der beiden Metalle erreicht. Die Rontgendiagramme der Nieder- schlage zeigen, da13 bis Versuch 7 nur Kupferoxid vorliegt (Abb. l a u. b).

rir .

1

3 4 5 6 7 8

2

a) CuO (Merck)

b) V. 3; pH 4,4

c ) V. 8; p H 6,6

d) Cd(OH), gefilllt d , I I 1 I I I I 1

20' 30' 40° 50° 60° 70° 2 9

Abb. 1. ltontgendiagramme der Cu-Cd-Fallungen aus Perchloratlosung (CuK,-Strahlunp)

I ml I n Filtrat KaOH ~ mMolCu 1 mMolCd i pH Bodenkorper

0 24,8 25,l 1,2 -

10 21,7 25,2 4,4 CUO 20 15,9 25,2 4,7 CUO 30 10, l 25,l 4 3 CUO 45 2 2 25,2 4,8 CuO 50 0 25,l 5,o CuO 75 0 16,l 6,6 CuO + Cd(OH,)

- 5 24,8 25,2 2,3

Bei Versuch 8 sind dann zusatzliche Linien vorhanden (Abb. lc) , die dem Diagramm eines nach SCHOLDER und STAUFENBIEHL') gefallten Cadmium- hydroxids zugeordnet werden konnen (Abb. 1 d). Unter dem Mikroskop sind bei diesem Praparat weiBe Teilchen neben dem schwarzen CuO zu erkennen.

Tabelle 1 F a l l u n g v o n Cu(ClO,),-Cd(ClO,), mit NaOH

Page 4: Versuche zur fraktionierten Fällung zweiwertiger Metalle mit Natronlauge

32 Zeitsclirift fur anorganischc und allgrmeine Chemie. Band 333. 1964

b) CuSOa-CdSOa Aus den Versuchen der Tab. 2 ergibt sich, da13 auch hier zunachst nur

Kupfer ausgeschieden wird, und zwar als basisches Sulfat. Die Ausfallung beginnt bei p H 2,8. Die Zusammensetzuiig des in Form gut ausgebildeter, blaugriiner Prismen kristallisierenden Bodenkorpers entspricht ziemlich ge- nau der Formel CuSO, 2 Cu(OH), e H,08) (Vers. 9). Bei weiterem Laugen- zusatz steigt der pH-Wert rasch auf 4,2 und dann langsam wreiter auf 5,0 (Vers. 10-15). In diesem pH-Bereich von 4,'L-5 andert sich Aussehen und Zusammensetzung des Bodenkorpers. Neben den blaugriinen Prismen treten griinliche Flocken auf, die auf Kosten der Prismen mit steigender Menge NaOH zunehmen. SchlieBlich sind bei Vers. 13 kaum mehr Prisinen zu fin- den, ihre Ausbildung wird zudem immer schlechter. Ab Vers. 11 (pH 4,3) werden auch schon geringe Mengen an Cadmium mitgefiillt, und zwar etwa O,O3 Mol Cdjl Mol Cu. Mit 40 ml NaOH (Vers. 16) ist das gesamte Kupfer ausgefallt und nun beginnt mit einem pH-Anstieg von 5,O auf 6,2 die Fallung des Cadmiums als CdSO, . Cd(OH),, welches nach DENK und DEwALD9) bei 100 "C zwischen pH 6 und 8 bestandig ist.

I m Niederschlag sind nun die Nadelchen dieses Hydroxidsulfats zu erkenncn. Bei Ver- such 1!1 (pH 8,7) sind dann schon die Prismen von CdSO, . 3 Cd(OH), dabei, dessen Esi- stenzgebiet zwischen p H 8 und 10 liegtg). Zieht man bei den Bodenkorpern 15-18, die kaum noch Prismen von CuSO, . 2 Cu(OH), . 1 H,O enthalten, das Cadmium als CdS0,. Cd(OH), (Nadeln) ab, so ergeben sich fur die zwischen p H 4.2 und 5 ausfallende Kupferverbindung die Verhaltniszahlen CuO: SO,: H,O = 1: 0,25--0,26: 0,97-1,02, entsprechend der Formel CUSO,. 3 Cu(OH), . 1 HZO').

Xr.

9 10 11 12 13 1 -1 16 16 1 7 18 19

in1 I n NaOH

5 10 15 20 25 30 35 10 45 50 75

Tabelle 2 F I l l u r i g von CuS0,-CdSO, m i t NaOH

PH Bodenkorper

CuO: SO,: H,O : CdO

1:0,34:1,06 1: 0,28: 0,85 1:0,29:0,97:0,02 1: 0,28: 0,98: 0,02 1: 0,28: 0,97 : 0,03 1 : 0,28: 0.97 : 0,03 1:0,28: 1,00:0,03 1: 0,33 : 0,97 : 0,11 1:0,39:1,16:0,28 1: 0,51: 1,22: 0,49 1:0,59:1,97: 1,06

Mikr. Bild

Prismen Prismen (3- Flocken) Prismen + Flocken Flocken + Prismen Flocken (-1 Prismen) Flocken Flocken Flocken ( + Nadeln) Flocken + Nadeln Flocken + Nadeln Flocken + Prismen

8 ) 0. BINDER, Ann. Chimie [ll] 6,337 (1936). g, G . DENK u. W. DEWALD, Z. anorg. allg. Chem. 394, 210 (1958).

Page 5: Versuche zur fraktionierten Fällung zweiwertiger Metalle mit Natronlauge

DENK, ASTLER u. WURBS, Versuche zur fraktionierten Fallung zweiwertiger Metalle 33

Die Rontgenaufnahme von Versuch 9 zeigt die Linien von CuSO, 2 Cu(OH), . 1 H,O (ilbb. 2a u. b). Bei dem Praparat 10 sind dann zusatzliche Linien vorhanden, bei Versuch 15 ist das Diagramm von CuSO,. 2 Cu(OH), . 1 H,O verschwunden und es liegen nur die Linien von CuSO, 3 Cu(OH), . 1 H,O vor (Abb. 2c u. d). Das hier im Niederschlag schon vorhandene Cadmium macht sich nicht bemerkbar; erst a b Versuch 16 treten Linien von CdSO, . Cd(OH), auf und werden dann immer deutlicher (Abb. 2e u. f ) .

a) CuSO, . 2 Cu(OH), .1 H,O

b) V. 9; p H 2,8

C ) CUSO,. 3 Cu(OH), .1 H,O

d) V. 15; p H 5,0

e ) V. 17; pH 6,6

f) CdSO,. Cd(OH), f I I I I I I l l I I 1 I I

e

20° 30° 40° 50° 60° 70° 2-9.

*\bb. 2. Rontgendiagramme der Cu-Cd-Fallungen aus Sulfatlosung (CuK,-Strahlung)

c) CuC12-CdCI2

Die Chloride dieser beiden Metalle schlieBlich verhalten sich den Sulfaten ahnlich (Tab. 3). Mit steigender Menge NaOH wird zunachst ab pH 3,4 das Kupfer als basisches Chlorid CuCI, . 3 Cu(OH), . 1 H,O gefallt und nach einem pH-Sprung dann das Cadmium ebenfalls als basisches Chlorid. Die Trennung ist aber wesentlich unscharfer als bei den Sulfaten.

Schon bei Zugabe von 15 ml Natronlauge (pH 3,6) sind 0,04 Mol Cd/l Mol Cu im Nieder- schlag enthalten (Vers. 22). Mit 35 ml NaOH (pH 4,4), wenn nur noch wenig Kupfer im Filtrat vorhanden ist, erreicht der Cadmiumgehalt der Fallung 0,07 Mol/Mol Cu (Vers. 25) Bei weiterer Laugenzugabe steigt der pH-Wert rasch von 4,4 auf 6,4, und nun wird das basische Cadmiumchlorid in groBerer Menge geflllt, aber es bleiben zunachst noch immer ge- ringe Mengen Kupfer in Losung, erst mit 45 ml NaOK (Vers. 27) ist dann das Kupfer praktisch quantitativ gefallt. Bei samtlichen Niederschlagen sind unter dem Mikroskop keine Kristallformen zu erkennen. Die bei niedrigen pH-Werten sehr feinteiligen Nieder- schlage werden mit steigender NaOH-Zugabe etwas grobkorniger.

In den Bodenkorpern 25- 28 liegt nach Aussage des Rontgendiagramms das Cadmiumhydroxidchlorid CdC1, . Cd(OH), vor (Abb. 3c u. d). Zieht man bei diesen Bodenkorpern das Cadmium als CdC1, . Cd(OH), ab, so er- gibt sich fur die Kupferverbindung die Zusaminensetzung CuCl, . 2,SO- 3,11 Cu(OH), . 0,89-1,29 H,O; sie entspricht also etwa dem von FEIT- KNECHT und MAGET'O) naher untersuchten Hydroxidchlorid CuCI, .

' 0 ) W. FEITKNECHT u. K. MAGET, Helv. chim. Acta 31, 1639 (1949). 3 2. anorg. allg. Chemic. Bd. 333.

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34 Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. Band 333. 1964

3 Cu(OH), . 1 H,O, was auch durch das Pixlverdiagramm bestatigt wird (Abb. 3a u. b).

Es ist moglich, diesc Verbindung, die bei unseren Versuchen immer nur in sehr feinteili- ger Form anfiel, bei langerer Reaktionszeit kristallisiert zu erhalten. So waren bei einer Fallung, die nach Zusatz von 25 ml In NaOH zu 100 ml0,25 m CuCl,-Liisung 25 Stunden auf Siedetemperatur gehalten wurde, unter dem Mikroskop gut ausgebildete sechsseitige Tafelchen zu erkennen. Der Niederschlag entsprach recht gut der Formel CuCI, . 3 Cu(OH), . 1 H,O (gefunden: 57,110/, Cu; 15,94% C1; 16,0674 H,O; Cu:CI:H,O = 1:0,51:0,99).

Tabelle 3 F a l l u n g v o n CuC1,-CdCl, m i t NaOH

-~ ~

Nr .

20 21 “2 23 24 25 26 27 88

~~

ml In NaOH

6 10 16 26 30 36 40 45 50

PH

3,4 3,4 3,6 3,s 4,o 4,4 6,4 (i,5 6,7

Bodenk6rper Cu : C1: H,O : Cd

1 : 0,57 : l ,42 1:0,53:1,15 1 : 0,55: 0,90: 0,04 1:0,58: 1,05:0,04 1:0,58:1,08:0,04 1:0,58:1,04:0,07 1 : 0,68: 1,02 : 0,lO 1: 0,71: 1,05: 0,21 1 : 0,88 : 1,27 : 0,43

I n den Rontgendiagramnien treten zunachst die Linien von CuCI, - 3 &(OH), . 1 H,OIO) auf (Abb. 3a u. b). Auch hier macht sich, wie bei den Sulfaten, ein Cadmiumgehalt bis zu 0,lO Mo1/1 Mol Cu nicht bemerkbar. Erst ab Versuch 27 treten zusatzliche Linien auf, die der Verbindung CdCI, . Cd(OH), angehoren (Abb. 3 c u. d).

a) CuC1,. 3 Cu(OH), . l H,O

b) V. 25; pH 4,4

c) V. 28; pH 6,7 c

d) CdCI, . Cd(OH), d ’ I I 1 I I I . I

200 30° 40° 500 600 70° 2 4

Abb. 3. Rontgendiagramme der Cu-Cd-Falluugen aus Chloridlosung (CuK,-Strahlung)

Dieses Hydroxidchlorid wurde fur die Vergleichsaufnahme dargestellt durch lstundiges Kochen einer Mischung aus 25 m l 1 m CdC1,-Losung, 70 ml H,O und 5 ml 1 n NaOH. Der Niederschlag hatte die Zusammensetzung Cd: Cl:H,O = 1: 1,00: 0,51.

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DESK, ASTLER u. WURBS, Versuche zur fraktionierteii Fallung zu riu rrtiger Metalle 35

2. Vwsuche mit anderen zweiwertigen Kat,ionenpaaren Die Durchfuhrung dcr Versuche erfolgte ebenso wie unter Nr. 1 bei Cu-Cd beschrieben.

Da aber die Kiederschlage haufig sehr schlecht filtrierten, wurden, um die Menge an Boden- kiirper zu vermindern, meist an Stelle der 1 m nur 0,l m Losungen verwendet.

a) CnSO4-CoSO4 Gibt man zu diesem Gemisch langsam Natronlauge, so wird zunachst

iiur das Kupfer gefallt, und zwar in Form des basischen Salzes CuSO, . 3 Cn(OH), . 1 H,O. Der pH-Wert steigt dabei von 2,s auf 5,O. Erst nach Zugabe von 40ml 0,111 NaOH beginnt, nachdem nun praktisch das ge- sanite Kupfer ausgeschieden ist, mit einem deutlichen pH-Sprung auf 6,4 die Fallung des Kobalts als CoSO, . 3 Co(OH), . aq. Die Rontgendiagramme zeigen bei allen Versuchen nur die Linien von CuSO, . 3 Cu(OH), . 1 H,O, die Kobaltverbindung macht sich also nicht bemerkbar.

b) CuS04-NiSO4; CuSO4-MgSO4; CuSO4-ZnSO4; CuS04-MnS04; ZnS04--CdS04 Diese Salzpaare verhalten sich gegenuber Alkalilaugen ' tihnlich wie

CuS0,-CoSO,. Stets wird zuniichst das basische Kupfersalz CuSO, . 3 Cu(OH), . 1 H,O etwa zwischen pH 3 und 5 ausgesqhieden, und zwar nahezu quantitativ. Dann erst beginnt mit einem deutlichen pH-Sprung die Fallung des anderen Metalls, und zwar des Nickels ab pH 6,8 als NiSO, . 3 Ni(OH), . aq, des Zinks ab pH 6,O als basisches Salz der annahernden Zusanimensetzung ZnSO, . 3 Zn(OH), . aq, des Magnesiums bei pH 7,6 als Mg(OH), und des Mangans ab pH 6,4. Aus dem Gemisch ZnS0,-CdSO, wird zunachst zwischen pH 5,4 und 6,3 eine Zinkverbindung der annahern- den Zusammensetzung ZnSO, . 3 Zn(OH), . aq gefallt und dann init eineni pH-Sprung auf 7,4 das Cadmium als CdSO, . Cd(OH,). Die Trennung ist weniger gut als bei den anderen Salzpaaren.

Die Rontgendiagramme zeigen be1 Cu-Ni und Cu-Zn ebenso wie bei Cu-Co nur die Linien von CuSO, . 3 Cu(OH), . 1 H,O (Abb. 4a und b). Ebenso verhalt sich Cu-Mg, je-

L 1

a) Cu-Co; pH 3,2 Q

b) CU-CO; pH 6,6 b

c) Zn-Cd; pH5,4 c

d) Zn- Cd; pH 7,4 d I I I I I I I I I I Z O O 30° 40° 50 60°

2 9 i lbb. 4. Rontgendiagramme der Cu-Co- und Zn-Cd-Fiillungen aus Sulfatlosungen (FeK,-

Strahlung) 3*

Page 8: Versuche zur fraktionierten Fällung zweiwertiger Metalle mit Natronlauge

36 Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. Band 333. 19G4

doch werden schon nach Beimischung von 0,OG Mg/l Cu die Linien sehr unscharf, ohne aber ihre Lage zu verandern. Bei Zn-Cd dagegen treten zunachst die Linien von ZnSO,. 3 Zn(OH), . aq auf, aber schon wenn etwa O,15 Cd auf 1 Zn gefallt sind, andert sich das Bild (Abb. 4c und d).

c) Cu(C104)g-Co (C104)g; Cu(C104)2--Ni(C104)2

Die beiden Perchloratpaare verhalten sich wie Kupfer-Cadmiumper- chlorat (Abschnitt l a ) . Bis etwa pH 5,0 wird zunachst nur CuO niederge- schlagen, und erst wenn nahezu das gesamte Kupfer ausgeschieden ist, be- ginnt mit einem pH-Anstieg auf > 6 die Ausfallung von Kobalt- bzw. Nickelhydroxid. Basische Salze wurden dabej ebenfalls nicht ueobachtet.

d) CoSO4-NiS04; CoS04-ZnS04; NiS04-ZnSO4; CoS04-CdS04; Ni SO4-Cd 804

Bei diesem Systemen tritt keine Trennung ein. Kobalt und Nickel werden bei pH 7,0 bis 7,4 gemeinsan in Form basischer Salze gefallt. I m gleichen pH-Bereich fallen Kobalt + Cadmium und Nickel + Cadmium. Dagegen werden Kobalt + Zink und ebenso Nickel + Zink schon zwischen p H 6,4 und 6,6 zusammen ausgeschieden. Alle diese Niederschlage, bei denen die beiden Kationen zusanimengefallt sind, zeigcn eine gelartige Beschaffenheit und filtrieren aufierordentlicli schlecht. I m Rontgendiagramm sind kaum Linien zu er- kennen.

3. Versuche mit LLiisungen, die drei versehicdene Katioiien endhalten

a) CuSO4-ZnS04-CdS04

Auf Zusatz von NaOH wird zwischen pH 3,4 und 3,7 zunachst nur das Kupfer als CuSO, . 3 &(OH), . 1 H,O gefallt. Ab pH 4,2 enthalt der Nieder- schlag auch Zink (O,O4 Zn/l Cu), obwohl noch deutliche Mengen Kupfer in Losung sind. Bis pH 6,7 wird dann das gesamte Zink als ZnSO, . 3 Zn(OH), . aq gefallt und dann erst beginnt mit einem pH-Sprung auf 7,2 die Fallung des Cadmiums. Die Rontgendiagramme zeigen zunachst die Linien von CuSO, . 3 Cu(OH), . 1 H,O, dann treten die Linien von ZnSO, . 3 Zn(OH), . aq hinzu und schlieBlich sind die wichtigsten Linien aller drei Verbindungen nebeneinander zu erkennen.

b) CuSO4-NiSO4-ZnSO4

Auch hier wird zunachst zwischen pH 3,4 und 3,s nur CuSO, . 3 Cu(OH), . 1 H,O gefillt. Ab pH 4,3 enthalt der Niederschlag auch schon Nickel, ob- wohl noch nicht das gesamte Kupfer ausgefallt ist. SchlieBlich werden bei

Page 9: Versuche zur fraktionierten Fällung zweiwertiger Metalle mit Natronlauge

DENK, ASTLER u. \f'URBS, Versuche zur fraktionierten Fallung zw-eiwertiger Rletalle 37

pH 6,l-6,4 Nickel und Zink gemeinsani ausgeschieden. I n den Rontgen- diagranimen werden im ganzen Versuchsbereich nur die Linien von CuSO, - 3 Cu(OH), . 1 H,O beobachtet.

Karlsru h e , Institut fur Anorganische Chemie der Technischen Hoch- schule.

Bei der Redaktion eingegangen am 16. Februar 1964.