Einführung in das chemische und chemisch-analytische Praktikum

215 Pages·1920·9.75 MB·German

by  Dr.-Ing. F. Martin (auth.)

Einführung in das chemische und
chemisch -analytische Praktikum
Einführung in das chemische und
chemisch -analytische Praktikum
Von
Dr.-Ing. F. Martin
Privatdozent am chemischen Inltil"t d• • T ••h ni.chu liochsclt.ulc Da,m.lIdt
Mit 1 Abbildungen
Druck und Verlag von friedr. Vieweg & Sohn in Braunschweig
ISBN 978-3-322-98143-1 ISBN 978-3-322-98808-9 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-98808-9
Alle Rechte vorbehalten.
Copyright, 1Q2O, by Friedr. Vieweg 8< Sohn,
Braunschweig, Oermany.
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1920
Vorwort.
Das vorliegende Bändchen ist nach seinem Titel eine "Ein
führung in das chemische und chemisch-analytische Praktikum".
In Anbetracht der mannigfachen Aufgaben des heutigen Chemikers
ist man wohl in allen Hochschulkreisen der Meinung, daß es
didaktisch und wirtschaftlich zweckmäßig ist, vor der Durchführung
der analytisch wichtigen Reaktionen und Trennungen den Anfänger
im chemischen Arbeiten an praktisch interessanten und zugleich
theoretisch wichtigen chemischen Vorgängen experimentieren zu
lassen. Es ist ohne Zweifel, daß dadurch nicht nur die Freude
am Studium vergrößert, sondern auch das Interesse an der Eigenart
der chemischen Vorgänge erhöht wird. So enthält diese Ein
führung nach einem kurzen Überblick über die Arbeitsmaterialien
des Laboratoriums-Chemikers Anleitungen zur Ausführung einer
Anzahl Versuche, die einerseits wichtige Grundgesetze chemischen
Geschehens klar machen und andererseits den Studierenden mit
Typen von Reaktionen bekannt machen sollen, die große technische
Bedeutung haben. Besonders auch für die künftigen Chemielehrer
an höheren Schulen dürften diese einführenden Versuche von
Wert sein. Naturgemäß ließen sich Berührungspunkte mit Aus
führungen ähnlicher Art in anderen einführenden Schriften, wie
z. B. der "Praktischen übungen zur Einführung in die Chemie"
von Smith-Haber, und "Experimentelle Einführung in die
Chemie" von v. Antropoff nicht vermeiden. Sind doch auch
VI Vorwort.
schon eme Anzahl solch einführender Aufgaben infolge ihrer be
währten Brauchbarkeit bereits Allgemeingut geworden. Im Gegen
satz aber zu den ebengenannten Werkchen, die dem Anfänger,
besonders dem nur humanistisch vorgebildeten, wohl zu viel an
physikalischer und theoretischer Chemie zumuten, sind die Auf
gaben der vorliegenden Einführung auf solche über Atomhypothese,
Massenwirkung, Katalyse und periodisches System beschränkt,
machen dabei aber mit Wasserstoff und den Gasen der Atmosphäre,
den Halogenen, sowie den industriell wichtigen Prozessen der
Kontaktschwefelsäure und der Ammoniakverbrennung bekannt.
Es wurde darauf Bedacht genommen, daß die Aufgaben mit
möglichst einfacher und öfters zu verwendender Apparatur aus
geführt werden können.
Darauf folgen kurz einige theoretische Grundlagen der
Analyse, die zur eigentlichen qualitativen Analyse überleiten.
Die Reaktionen der Kationen und Anionen sind nicht in der
sonst üblichen Weise behandelt. Es sind, statt die Reaktionen
der einzelnen Metalle und Säuren jeweils für sich aufzuführen, in
den analytischen Gruppen vor allem die Kationen in ihren gemein
samen Reaktionen zusammengefaßt, z. B. Sulfide, Hydroxyde usw.
gemeinsam beschrieben und dann erst von jedem Kation die Sonder
reaktionen aufgeführt, durch welche es sich von den übrigen
Gliedern der Gruppe besonders unterscheidet. Diese Darstellungs
art habe ich deshalb gewählt, weil der Studierende offenbar da
durch am besten einen überblick über die Eigenschaften der
Metalle einer Gruppe bekommt, wenn er die mit ein und dem
selben Reagens erzeugten Fällungen oder Färbungen für sämtliche
Gruppenglieder nebeneinander ausführt. Durch Vergleich der
eintretenden Reaktionen beim Versetzen mit Lauge, Ammoniak,
Vorwort. VII
Schwefelammonium usw. wird der Studierende dann rasch die
typischen Eigenschaften der Metalle einer Gruppe übersehen lernen.
Außerdem soll aber die vorliegende Einführung das Nach
schreiben in der Vorlesung über analytische Chemie ersetzen, da
mit der HÖ1'er der Ausführung der Reaktionen um so aufmerksamer
folgen kann. Die Ausführung der Reaktionen in der Vorlesung
geschieht aber m. E. am besten wieder so, daß man mit demselben
Reagens in den Metallösungen einer Gruppe nebeneinander
Fällungen, Färbungen usw. erzeugt und diese vergleichend bespricht.
Die Trennungsgänge der Kationen sind tabellarisch zusammen
gefaßtj man wird sich gern bei der Analyse an ein Schema
halten, das sich leicht einprägt und deshalb für alle Durchschnitts
analysen Notwendigkeit wird. Auf Wiedergabe eines systematischen
Trennungsgangs der Anionen wurde aber verzichtet, da er um
ständlich und daher ohne größere Anwendung und Bedeutung
geblieben ist.
Herrn Professor Dr. L. Wöhler, dem Vorstande des chemi
schen Instituts an der hiesigen Technischen Hochschule, auf dessen
Anregung hin das vorliegende Bändchen mitentstanden ist, sage
ich herzlichen Dank für die mannigfachen Ratschläge und Unter
stützung bei der Abfassung.
Darmstadt, im März 1920.
Der Verfasser.
Inhaltsübersicht.
Seite
Vorwort .......... . V
Inhaltsübersicht ..... . . IX
Periodisches System der Elemente . XII
Arbeitsmaterial nnd allgemeine Operationen .1-14
Über Glasmaterialien 1
Über Porzellangeräte . . . . . . • . 4
Über Platin . . . . . • . . . . . . 4
Über die Geräte aus anderen Metallen 6
1. Gold 6, 2. Silber 6, 3. Nickel 7, 4. Kupfer und Eisen 7.
Über Heizmittel .• ............••...• 8
Bunsenbrenner 8, Gebläseöfen 11, elektrische Öfen 11.
Über das Filtrieren. . . . . . • . . • . . • . • • . . . . 12
Einführungsarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-38
Verzeichnis der anzuschaffenden Gegenstände und allgemeine Bemer-
kungen über Reagenzien . . . . • . . . • '. . . . . . . • • . • 14
1. Die Herstellung einer Spritzflasche und einer Gasentwickelungsflasche 16
2. Die Darstellung Von Wasserstoff und Zinksulfat • • • . . • 17
3. Das .Äquivalent· und Atomgewicht des Zinks. . . . • • . . 20
4. Herstellung von Quecksilbersulfid auf trockenem und nassem Wege 22
5. Die atmosphärischen Gase und ihre Verbindungen ..... 24
a) Sauerstoff 24, b) Stickstoff 30, c) Kohlendioxyd 33, d) Wasser
dampf 34.
6. Die Halogene Chlor, Brom und Jod •..•• 36
Einige theoretische Grundlagen zur chemischen Analyse 38-47
Das Massenwirkungsgesetz. . • . 38
Die elektrolytische Dissoziation . 40
Die Bildung von Niederschlägen. 43
Die Hydrolyse . 45
Qualitative Analyse. . . . . . . . . 48
Arbeitsplan. . . . . . . . . . . 48
Die Alkalien: Kalium, Natrium und das Radikal Ammonium. 49-53
1. Natrium .• 49
2. Kalium .. 50
3. Ammonium 52
x
InhaItsüb ersicht.
Seite
Die Reaktionen der gebräuchlichsten Säuren (Anionen): Salzsäure, SChwefel-
säure und Salpetersäure . 54-59
1. Salzsänre . . . 54
2. Schwefelsäure. . . . 55
3. Salpetersäure . . . . 56
Die Erdalkalien: Barium, Strontium, Calcium . 59-63
1. Die Carbonate 60
2. Die Sulfate. . 60
3. Die Chromate. 62
4. Die Oxalate. . 62
5. Die Phosphate 62
6. Die Hydroxyde 63
7. Die Flammenfärbungen 63
Die Kohlensäure . . . . . . 64
Das Magnesium. . . . . . . 65
Die Erden: Aluminium und Chrom .66-74
1. Die Carbonate und Sulfide. 67
2. Die Hydroxyde . 68
3. Die Phosphate . . • • • . 70
4. Die Chromsäure. . . . . • 71
Die Phosphorsalz- und Boraxperle 73
Die Metalle der Schwefelammoniumgruppe : Eisen, Zink, Mangan, Kobalt
und Nickel .75-88
1. Die Sulfide . . 76
2. Die Hydroxyde 78
3. Die Carbonate. 80
Sonderreaktionen der Metalle der Schwefelammoniumgruppe 81
1. Ferroionen 81, 2. Ferriionen 82, 3. Zink 83, 4. Mangan 84,
5. Kobalt 85, 6. Nickel 86.
Die Phosphorsalz- und Boraxperle der Metalle der Schwefelammonium-
gruppe ..........•....... 87
Die Reaktionen der Phosphorsäure und Oxalsäure . .88-93
1. Die Phosphorsäure . . . • . 88
2. Die Oxalsäure . . . . • . . . . . . . . . 91
Allgemeines zum Säurenachweis . . . . . . . 92
Die Metalle der Kupfergruppe : Silber, Quecksilber, Blei, Wismut, Kupfer,
Cadmium . . . . 93-109
1. Die Sulfide . . 95
2. Die Hydroxyde 99
8. Die Carbonate 101
4. Die Jodide • . 102
5. Die Chromate. 103
6. Die Chloride . 103
Inhaltsübersicht. XI
Seite
Sonderreaktionen der Metalle der Kupfergruppe . . . • • .. . . . 104
1. Silber 104, 2. Quecksilber lOS, 3. Blei 106, 4. Wismut 107,
5. Kupfer 108, 6. Oadmium 109.
Die Metalle der Arsengruppe: Arsen, Antimon und Zinn . 110-127
1. Die Sulfide. . • • • • • • • • • . • • . . 112
2. Die Hydroxyde. • . • • • . . • • . . . . . 116
Sonderreaktionen der Metalle der Arsengruppe . . 119
1. Arsen 119, 2. Antimon 125, 3. Zinn 126.
Die Reaktionen des Schwefelwasserstoffs . . . . . . . . . . . . . 127-129
Die Reaktionen der weniger häufig vorkommenden Sluren (AnIonen) . 130-164
Gruppe A: Flußsäure, Kieselfluorwasserstoffsäure, Kieselsäure und
Borsäure. . • • • . • • • • . • • • • . • . . • • . . . . . • 130
1. Flußsäure 130, 2. Kieselfluorwasserstoffsäure 133, 3: Kiesel·
säure 134, 4. Borsäure 136.
Gruppe B: Bromwasserstoff·, Jodwasserstoff· und Blausäure 137
1. Bromwasserstoffsäure und Jodwasserstoffsäure 137, 2. Sonder·
reaktionen der Blausäure 140.
Gruppe 0: Schweflige Säure und Thioschwefelsäure . • . • • . . . 142
1. Allgemeiner Nachweis vou Schwefel 142, 2. Schweflige
Säure 144, 3. Thioschwefelsäure 146.
Gr~'ppe D: Salpetrige Säure, Unterchlorige Säure, Ohlorsäure und
Uberchlorsäure . • • . • . . . • • . . • • • . • . . • . • . . 149
1. Salpetrige Säure 149, 2. Ohlorsauerstoffsäuren 151.
Gruppe E: Ferrocyanwasserstoffsäure, Ferricyanwassersto:!fsäure und
RhodanwaBserstoffsäure • • • • • • • • . . . . • . . . . . • • 156
Gruppe F: Essigsäure, Weinsäure und Citronensäure .•..•..• 160
1. Essigsäure 160, 2. Weinsäure und Citronensäure 161, 3. Sonder
reaktionen der Weinsäure 163, 4. Sonderreaktionen der Oitronensäure
163, 5. Trennung von Phosphorsäure, Oxalsäure, Weinsäure und
Citronensäure 163.
Anhang.
Reaktionen der seltener vorkommenden Metalle 165
I. Die seltenen Alkalimetalle. . • . . • . • . • . . 165
1. Lithium 165, 2. Rubidium und Oäsium 165.
TI. Die selteneren Metalle der Schwefelammoniumgruppe . 166
1. Beryllium 166, 2. Titan 166, 3. Zirkon 167, 4. Thor 167,
5. Uran 168, 6. Cer 169.
TII. Die selteneren Metalle der SchwefelwRsserstoffgruppe . . . . . . 170
1. Thallium 170, 2. Vanadin 171, 3. Molybdän 172, 4. Wolfram 173,
5. Gold 174, 6. Platin 175.
Tabellarischer Anhang. 177
Sachregister. . . . • . . . . 198
~ ~ .., CI> o' ~ g. .. CI> r:n ~ .". CI> S p.. .., CI> t;j CD ~ .". '!'
und Mendelejew. VII VIII I l>RH Grenzverbindungsformen R0R0R0R0227 S 224 6 F 19,0 Erste kleine Periode Cl Zweite kleine Periode 35,~6 Mn 54,93 Fe Co 58,97 Ni 58,68 55,8~ 79,g2 Br Erste große Periode Ru101,7 Rh 102,9 Pd 106,7 J Zweite große Periode 126,92 Dritte große Periode Os 190,9 Ir193,1 Pt 195,2 Vierte große Periode I Er Tu Lu Yb 168,5 67,7 173,5 175,0
s System der Elemente von Lothar Meyer II VI V III IV I I II I I I RHRHRH2 4 3 R00R0R0R0R24 25 222 3 26 C 12,00 N 14,01 Be 9,1 016,00 B 11,0 P 28,3 Si 24,32 32,06 S Mg 27,1 Al 31,o~ V 51,0 Ca 40,07 Ti 48,1 Cr 52,0 Sc 44,1 74,96 As 79,2 Se 65,87 Zn Ge 69,9 Ga 72,5 Nb 93,5 Sr 87,63 Mo 96,0 Y 88,7 Zr 90,6 t 118,7 Sn 120,2 Sb 127,5 Te 112,4Cd In 114,8 1 Ba 137,87 "9.' C<140,.. Elemente der seltenen Erden 184,0 Ta 181,fi W 204,0 Tl 200,6 Hg 207,2 Pb 208,0 Bi U Rd 226,0 Th 232,4 238,2 Dy Nd Eu Sm Pr Gd Tb 140,9 144,3 159,2 162,5 150,4 152,0 157,3 1
Periodische 0 I I R R0 2 H 1,00s He 4,00 Li 6,94 Ne 20,2 23,00 Na Ar 39,ss K 39,10 63,57 Cu Kr 82,92 Rb 85,45 107,8SAg X 130,2 Cs 132,81 197,2 Au Elemente der { seltenen Erden
Grupp,ll Reihe: 1. ~~ 2. S. 4. ~- O. 6. ~~ 7. 8. ~- 9. 10. 11. 12.
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