Praktikum der qualitativen Analyse

296 Pages·1960·10.971 MB·German

by  Prof. Dr. S. Walter Souci (auth.)

Praktikum
der qualitativen Analyse
Von
Prof. Dr. S. Walter Souci
unter Mitwirkung von
Prof. Dr. Heinrich Thies
Sechste, völlig neu bearbeitete Auflage
Mit 4 Textabbildungen
SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG GMBH
1960
Alle Rechte, insbesondere das der tJbersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten
Ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlages ist es auch nicht gestattet, dieses
Buch oder Teile daraus aufphotomechanischem Wege (Photokopie,lIfikrokopie)
zu vervielfältigen
© by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1960
Ursprünglich erschienen bei J. F. Bergmann, München 1960
ISBN 978-3-642-54192-6 ISBN 978-3-642-54191-9 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-54191-9
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in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der
Annahme, daß solche Namen im Sinn der Warenzeichen-und Markenschutz
Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt
werden dürften
Ans dem Vorwort zur zweiten Auflage
Die Anleitung zum Praktikum der analytischen Ohemie ist aus
der langjährigen praktischen Erfahrung entstanden, die ,sich im
analytisch-chemischen Praktikum am Institut für Pharmaze~t­
tische und Lebensmittelchemie der Universität Münchenl bei der
Unterrichtung der Studierenden herausgebildet hat.
Die Anleitung verfolgt den Zweck, dem Studierenden in
möglichst kurzer Ausbildungszeit ein ausreichendes Maß an
Wissen 1lll.d Können auf dem Gebiet der analytischen Chemie
zu vermitteln und ihm damit gleichzeitig sichere Grlllldlagen für
sein späteres Studium zu geben. Diesem Zweck entsprechend
beschränkt sich der Inhalt auf die Bedürfnisse des Praktikums,
wobei jedoch auf die eingehende und gründliche Behandlung des
ausgewählten Stoffes besonderer Wert gelegt ist.
Der vorliegende Erste Teil der Anleitung stellt 1lll.ter wesent
licher Kürzung und 1lll.ter Neuaufnahme wichtiger Reaktionen
eine zeitgemäße Weiterführung der altbewährten "Anleitung
zur qualitativen chemischen Analyse" von VOLHARD dar,
die am Ohemischen Laboratorium der Bayer. Akademie der Wissen
schaften zu München entstanden ist. Er ist unter Beibehaltung
des Unterrichtsgrundsatzes des "VOLHARD" in der Weise ge
staltet, daß der Studierende durch die Beschreibung geeigneter
Versuche und darauf Bezug nehmende Fragen zur experi
mentellen Arbeit 1lll.d gleichzeitig zur theoretischen Ausarbeitung
fortschreitend angeleitet wird.
Zur Ergänz1lll.g sind an verschiedenen Stellen theoretische
Erläuterungen gegeben, welche die gerade dem Anfänger oft
schwer verständlichen Gesetzmäßigkeiten 1lll.d Vorgänge der
analytischen Chemie zum Gegenstand haben. Ferner sind den
einzelnen Kapiteln jeweils kurz gefaßte Angaben über Bedeu
tung, Vorkommen, Technologie und Verwendung der
behandelten Stoffe vorausgeschickt, um damit dem Studierenden
1 Heutige Bezeichnung: "Institut für Pharmazie und Lebensmittelchemie der
Univer8ität München" (Direktor: Prof. Dr. E. BAMANN).
IV Aus dem Vorwort zur zweiten Auflage
die Beziehungen zur Praxis zu vergegenwärtigen. Diese Angaben
sind als Hinweise gedacht; sie erheben keinen Anspruch auf
Vollständigkeit und sollen zur Weiterarbeit anregen.
Der Stoff des vorliegenden ersten Teils der Anleitung gliedert
sich in vier Abschnitte. Nach der Bearbeitung eines jeden
Abschnitts ist zweckmäßig eine Prüfung durch den Leiter des
Praktikums einzuschalten, wonach bei erfolgreicher Ablegung die
Ausführung der Übungsanalysen zu erfolgen hat.
Gegenüber der ersten Auflage, die im Jahre 1932 durch das Universitäts
institut für Pharmazeutische und Lebensmittelchemie München herausgegeben
wurde (als Manuskript gedruckt und nicht im Buchhandel erschienen), unter
scheidet sich die vorliegende zweite Auflage dadurch, daß die Einzelversuche des
ersten Teils in noch stärkerem Maße auf die Ausführung der Analysen abgestellt
sind. Eine Reihe von Versuchen sowie von theoretischen Erläuterungen wurde
neu aufgenommen; auch verschiedene bewährte neuere Nachweismethoden mit
organischen Reagentien wurden berücksichtigt, soweit sie einen besonderen
Vorteil gegenüber älteren Nachweismethoden besitzen.
In diesem Zusammenhang ist der freundlichen und förderlichen Mitarbeit des
Herrn Prof. Dr. KURT TÄUFEL, Technische Hochschule Dresden1, dankbar zu
gedenken, die er dem Entstehen dieser Anleitung bei der Zusammenstellung
der ersten Auflage zukommen ließ. Durch seinen Weggang vom Institut infolge
Berufung nach auswärts konnte diese Mitarbeit leider nicht fortgesetzt werden.
München, Februar 1941 Professor Dr. B. BLEYER
Institut für pharmazeutische und
Lebensmittelchemie der Universität
München
1 Derzeit I. Direktor des Instituts für Ernährung, Potsdam-Rehbrücke.
Vorwort zur sechsten Auflage
Da sich die vorliegende Praktikumsanleitung seit vielen Jah
ren im Unterricht bewährt hat, erschien es angezeigt, Aufbau
und Unterrichtsprinzip auch in der sechsten Auflage in ihren
Grundzügen beizubehalten.Es war aber erforderlich, den Text
in vielen Einzelheiten umzugestalten, um ihn dem neuesten
Wissensstand anzupassen. Dies gilt besonders für die theore
tischen Kapitel, die von Grund auf umgearbeitet werden mußten,
ferner für die Angaben über Vorkommen, Bedeutung und Ver
wendung der einzelnen Substanzen, die sich jeweils als Ein
führung zu Beginn jedes Kapitels finden. Erstmalig wurde in
dieser Auflage die moderne Nomenklatur entsprechend den
Richtsätzen der "International Union of Pure and Applied
Chemi8try" (IUPAC) angewandt. Zur Erleichterung der Um
gewöhnung sind in einer Tabelle (S. 10) die alten und neuen
Bezeichnungen einander gegenübergestellt. Eine grundsätzliche
Abänderung gegenüber früheren Auflagen besteht schließlich
darin, daß im Anschluß an den 1., 11. und IH. Abschnitt jeweils
die entsprechenden Teilanalysengänge aufgenommen wurden.
Dagegen ist der Gesamtanalysengang in einem gesonderten
Buch: "Au8führung qualitativer AnalY8en" erschienen!, das nach
Durcharbeitung aller vier Abschnitte der vorliegenden Anleitung
zu benützen ist.
Wie früher ist zur Erleichterung der übersicht der Text durch
vers chiedene Dru ckarten gekennzeichnet: Alle Anweisungen
für das experimentelle Arbeiten sind in Grundschrift, die ein
gestreuten theoretischen Abschnitte in Kursivdruck und die all
gemeinen Einführungskapitel in Kleindruck wiedergegeben.
Nach wie vor liegt die Bedeutung der klassischen analytischen
Methodik für den Anfänger darin, daß er erlernen muß, exakt
und sauber im Laboratorium zu arbeiten und Experimente zur
Klärung einer bestimmten Frage so anzusetzen, daß sie einen
1 s. W. SOUCI unter Mitwirkung von H. TmEs: Ausführung qualitativer
Analysen. 7. Aufl., München: J. F. Bergmann 1960.
VI Vorwort zur sechsten Auflage
eindeutigen Schluß zulassen. In Anbetracht dieses Zieles wurde
der bisherige Stoffumfang beibehalten und von der Aufnahme
seltenerer Elemente und Verbindungen Abstand genommen.
Durch Gründlichkeit bei der analytischen Arbeit - sowohl theo
retisch wie praktisch - muß in den Anfängersemestern das
Fundament für alle weiteren Laboratoriumsarbeiten
gelegt werden. Hierzu soll die vorliegende Anleitung die not
wendigen Voraussetzungen bieten.
Bei der Neubearbeitung der Praktikumsanleitung erfreuten
wir uns der Mithilfe von Frau F. BIGI, Frl. A. HARTMANN,
Frau G. MAlER, und Herrn Dr. E. MERGENTHALER an der
Deutschen Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie München, die
bei der Neugestaltung des Textes und bei experimentellen Nach
prüfungen beteiligt waren.
Es ist uns ein Bedürfnis, an dieser Stelle unseres früheren
Mitarbeiters Prof. Dr. Dr. F. FISCHLER zu gedenken, der am
26. Juni 1957 verschieden ist und der an der Bearbeitung aller
früheren Auflagen dieses Buches mitgewirkt hat.
München, im Juni 1960
S. WALTER SOUCI HEINRICH TRIES
Deutsche Forschungsanstalt Institut für Phannazie und
für Lebensmittelchemie, Lebensmittelchemie der
München Universität München
Inhalt
Seite
Aus dem Vorwort zur zweiten Auflage . III
Vorwort zur sechsten Auflage . V
Unfall- und Schadenverhütung . . . . 1
Erste Hilfe bei Unfällen . . • . . . . 4
Die Bezeichnung chemischer Verbindungen nach den Regeln der IUP AG 8
Atombau und Periodensystem der Elemente . . . . . . 14
Richtlinien für die praktische Arbeit im Laboratorium. . . . . . . 22
Erster Abschnitt
A. Reaktionen . . . . . . ....•.•..• 25
1. Kalium ..... . . ......•... 25
Ghemische Bindung (Teil 1). Ionenbindung, Atombindung, Metall-
bindung ......•••.••..•.....•..••• 28
2. Chlorwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . 32
Elektrolytische Dissoziation (Protolyse) (Teil 1). Säuren und Basen 34
3. Natrium. . . • . • • . . . . • . . . . . • . . • . . • . . 37
4. Essigsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Elektrolytische Dissoziation (Protolyse) (Teil 11). Anwendung des
Massenwirkungsgesetzes 41
5. Lithium. . . • . 50
6. Schwefelsäure . . 51
Löslichkeitsprodukt 54
Ghemische Bindung (Teil 11). Koordinative Bindung (Komplex
bildung am Anion) • . • . . • . • . . . . . . • • • . • •• 56
7. Abtrennung des Sulfat-Ions und Nachweis der Alkalien neben-
einander. . . 58
8. Ammoniak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
9. Kohlensäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Löslichkeit schwer löslicher Salze schwacher Säuren in starken Säuren 64
10. Barium . . . 65
11. Salpetersäure 67
Wertigkeit • . 70
12. Strontium. • 76
13. Wasserstoffperoxid 77
14. Calcium. . • . . 78
VIII Inhalt
Seite
15. Magnesium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80
16. Trennung von Calcium, Strontium, Barium und Magnesium .' 84
B. Analysengang für die im I. Abschnitt behandelten Stoffe. 86
A. Reaktionen aus der Substanz. • . • . . . . • 86
B. Prüfung des Sodaauszugs auf Säuren (Anionen). . . . 89
C. Prüfung auf Metalle (Kationen). . . . . . . . . . . 90
I. Untersuchung der salzsauren Lösung der Substanz. 91
1. Erdalkalien und Magnesium . . . . . 91
2. Trennung und Nachweis der Alkalien . 94
II. Untersuchung des unlöslichen Rückstands 97
Zweiter Abschnitt
A. Reaktionen . . 99
1. Phosphorsäure 99
2. Oxalsäure . 103
3. Weinsäure. . 104
4. Zink . . . . 105
Elektrochemische Spannungsl'eihe der Metalle 108
5. Aluminium . . . . . . . • 111
Aquo- und Hydroxokomplexe . 114
6. Chrom . . . . . . 116
7. Mangan. . . . . . 119
Disproportionierung . 123
8. Eisen . . . . . . . 124
Chemische Bindung (TeillII). Koordinative Bindung (Komplex
bildung am Kation) ............•....••.. 128
9. Kobalt und Nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
10. Trennung von Chrom, Aluminium, Eisen, Kobalt, Mangan, Zink,
Phosphorsäure . . . . . . . . . • . . • . . . . . . . . . . 137
B. Analysengang für die im I. und Ir. Abschnitt behandelten
Stoffe. . . . • . . . . . . • . . . . . • . . 140
A. Reaktionen aus der Substanz. . . . . , . . . 140
B. Prüfung des Sodaauszugs auf Säuren (Anionen) . 142
C. Prüfung auf Metalle (Kationen). . . . . . . . 149
I. Untersuchung der salzsauren Lösung der Substanz. 150
1. Vorbehandlung der Lösung. . . . . . . . . . 150
2. Ammoniakgruppe, Ammoniumsulfidgruppe, Erdalkalien und
Alkalien (Verweisungen). . . . . . . 151
II. Untersuchung des unlöslichen Rückstands ........• 151
Inhalt IX
Dritter Abschnitt
SeIte
A. Reaktionen 155
1. Silber. . 155
2. Blei ... 158
3. Quecksilber 160
4. Fällung und Nachweis von Silber, Blei und einwertigem Quecksilber
("Chlorwasserstoffgruppe"). 163
5. Wismut . . 166
6. Kupfer . . . . . . . . . 167
7. Cadmium . . . . . . . . 170
8. Trennung von Quecksilber, Blei, Kupfer, Cadmium . 171
9. Arsen. . . . . . 173
Kolloider Zustand. 178
10. Antimon. . . . . 182
11. Zinn . . . . . . 185
12. Trennung von Arsen, Antimon und Zinn. 188
B. Analysengang für die im I. bis IH. Abschnitt behandelten
Stoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
A. Reaktionen aus der Substanz. . . . . . . . . 189
B. Prüfung des Sodaauszugs auf Säuren (Anionen). 191
C. Prüfung auf Metalle (Kationen). . . . . . . . 195
I. Untersuchung der salzsauren Lösung der Substanz. 196
1. Schwefelwasserstoffgruppe (Verweisung) 196
2. Vorbehandlung des Filtrats von der Schwefelwasserstoff·
fällung für die weitere Untersuchung . . . . . . . .. 197
3. Ammoniakgruppe, Ammoniumsulfidgruppe, Erdalkalien und
Alkalien (Verweisungen) ...... 198
H. Untersuchung des unlöslichen Rückstands . . . . . . . . . 199
Vierter Abschnitt
Reaktionen. . . . . . 205
1. Borsäuren .... 205
2. Schwefelwasserstoff . 207
3. Schweflige Säure. . . 209
4. Thioschwefelsäure . .211
5. Nachweis von Sulfid, Sulfit, Thiosulfat und Sulfat nebeneinander 213
6. Schwefel, Phosphor, Kohlenstoff . . . . . . . . . . . . 214
7. Chlorsauerstoffsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
8. Trennung von Chlorid, Hypochlorit, Chlorat und Perchlorat 220
x Inhalt
Seite
9. Bromwasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
10. Jodwasserstoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
11. Nachweis von Chlorid, Bromid und Jodid nebeneinander. 225
Elelctrochemi8che Spannung8reihe der Nichtmetalle 226
12. Salpetrige Säure 226
13. Kieselsäure . . . . . . . . . . . . 228
PolY8äuren. . . . . . . . . . . . . 230
14. Fluorwasserstoff, Rexafluorokieselsäure 231
15. Cyanwasserstoff, Thiocyansäure. . . . 233
16. Trennung des Nitrats von Jodid, Bromid, Thiocyanat und Cyano.
ferraten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Tabellen
Tabelle 1: Neue und alte Bezeichnungen chemischer Verbindungen 10
Tabelle 2: Periodensystem der chemischen Elemente . . . . . . . 19
Tabelle 3: Beziehungen zwischen den pR. und pOR.Werten wäßriger
Lösungen und ihrer R 0+· und OR-·Konzentration. . 50
3
Tabelle 4: Löslichkeit wichtiger Erdalkaliverbindungen in Wasser 80
Tabelle 5: Verbindungen des Chroms mit Sauerstoff . . . . . . 118
Tabelle 6 : Verbindungen des Mangans mit Sauerstoff. . . . . . 122
Tabelle 7: Eigenschaften analytisch wichtiger Hydroxide und Sulfide von
Metallen der Ammoniak· und Ammoniumsulfidgruppe . 139
Tabelle 8: Eigenschaften analytisch wichtiger Silberverbindungen 157
Tabelle 9: Löslichkeit analytisch wichtiger Sulfide in Wasser . . 209
Tabelle 10: Löslichkeit analytisch wichtiger Stoffe in W Mser 236
Tabelle 11: Protolysekonstanten mittelstarker und schwacher Säuren in
wäßriger Lösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Tabelle 12: Protolysekonstanten mittelstarker und schwacher Basen in
wäßriger Lösung . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 238
Tabelle 13: Elektronengruppierung in den chemischen Elementen 238
Tabelle 14: Deutsche und internationale Bezeichnungen der Elemente. 240
Tabelle 15: Die Atomgewichte der chemischen Elemente. . 242
Verzeichnis der für das Praktikum benötigten Arbeitsgeräte 244
Verzeichnis der für das Praktikum benötigten Reagentien 246
Sachverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . • . . . . 254