Bestimmung der Löslichkeit von ionischen Verbindungen

1. allgemeine Methoden

1. Vorbereitung für die Qualitative Analyse
   1. Reaktionen erfolgen in der Regel in kleine Reagenzgläser mit Volumen von 5 mL oder weniger.
   2. Lösungen sollte müssen vollständig löslich sein und relativ zu verdünnen, in der Regel ~0.1 M.
   3. Reagenzien sollten langsam tropfenweise hinzugefügt und sorgfältig beobachtet werden.
   4. Mehrere gemeinsame "test Lösungen" sind erforderlich, um Löslichkeit Regeln oder ein unbekannter Ion zu identifizieren. Diese enthalten Ionen reagieren spezifisch mit bestimmten chemischen Spezies (kationen und Anionen) bekannt.
      1. Gemeinsame Lösungen beinhalten CaNO₃, BaCl₂(NH₄)₂MoO₄, HCl, AgNO₃und NaOH und andere Lösungen als erforderlich.
2. Mischen
   1. Mischen Sie Lösungen durch Antippen oder das Reagenzglas in vertikaler Richtung schwenken. Verwenden Sie ein Korken oder Stopper um zu verhindern, die Lösung Platschen.
   2. Entfernen Sie der Kork oder Stopfen, dann erhitzen Sie die Lösungen mit einem Wasserbad oder coole Flamme um eine Reaktion hervorzurufen. Zeigen Sie das Reagenzglas von Personen im Labor.
3. Beobachtung und Erholung
   1. Den überstand (nicht reagierende Lösung) zu trennen und Niederschlag mittels Zentrifugation. Wenn mehr Formen Niederschlag, wenn zusätzlicher Test Ionen hinzugefügt wird, ist die Reaktion unvollständig. Weitere Test Ion hinzu, bis nicht mehr Formen auszufällen.
   2. Waschen Sie den Niederschlag mittels Zentrifugation und Gießen oder Umfüllen von überstand. Fügen Sie mehr Wasser hinzu und wiederholen Sie den Vorgang für eine Gesamtmenge von drei Wäschen.
   3. Waschen Sie große Mengen an Niederschlag von Vakuumfiltration und erholen Sie den getrocknete Niederschlag aus dem Filterpapier zu.
   4. Beachten Sie die Bildung von einen Niederschlag sowie die Eigenschaften des Niederschlags wie Farbe, Dicke (gallertartig, bewölkt, fein) und Kristallbildung.
4. Sicherheit und Abfall
   1. Tragen Sie immer Schutzbrille während der Durchführung der qualitativen Analyse Experimente. Handschuhe können auch notwendig sein, abhängig vom verwendeten Reagenzien und Produkte gebildet.
   2. Ordnungsgemäße Entsorgungsmethoden müssen engmaschig überwacht werden. Schädliche Produkte können gebildet werden, wenn mehrere Reaktanden in einem Container kombiniert werden.

(2) Anion Analyse

1. Ermittlung von Karbonat, Phosphat, Chlorid und Sulfid-Ionen; PO₄^{3 -}, CO₃^{2 -}, Cl^-, S^2-
   1. Phosphat
      1. Fügen Sie eine Lösung, enthält Phosphat, PO₄^{3 -}, zu einer anderen Lösung, enthält Kalzium-Ionen, Ca^{2 +}. Die Bildung von einen weißen Niederschlag zeigt die Bildung von Calcium-Phosphat, Ca₃(PO₄)₂.
      2. Da viele kationen unlösliche Produkte mit Kalzium bilden, ist eine spezifische Reaktion möglich. Fügen Sie Ca₃(PO₄)₂ festen aufzulösen und bilden HPO₄^{2 hinzu-}H⁺ (Säure). Dann kombinieren Sie das HPO₄^{2 -} mit Ammonium Molybdat, (NH₄)₂MoO₄. Ein positiver Test liefert die gelbe Niederschlag Ammonium Phosphomolybdate, NH₄)₃PO₄(MoO₃)₁₂(s). Die net Ionischen Reaktionen sind wie folgt:
         3 Ca^{2 +}(Aq) + 2 PO₄^{3 -}(Aq) → Ca₃PO₄(s)
         Ca₃PO₄(s) + 2 H⁺(Aq) → 3 Ca^{2 +} + 2 HPO₄^2–(Aq)
         HPO₄ ^2- (Aq) + 12 (NH₄)₂MoO₄(Aq) + 23 H⁺(Aq) → (NH₄)₃PO₄ (MoO₃)₁₂(s) + 21 NH₄⁺(Aq) + 12 H₂O(l)
   2. Carbonat
      1. Carbonat-Salze sind in der Regel unlöslich außer in Anwesenheit von Gruppe 1 und Ammonium kationen. Ein paar Tropfen von Kalzium-Chlorid, CaCl₂, auf die Karbonat-haltige Lösung. In Lösungen mit hoher Carbonat-Konzentrationen ein weißen Niederschlag Formen und zeigt die mögliche Bildung von Calciumphosphat, CaCO₃. Die Reaktion hat viele Störungen, einschließlich andere Anionen wie Phosphat.
         Ca^{2 +}(Aq) + CO₃^{2 -}(Aq) → CaCO₃(s)
      2. Eine Lösung mit Carbonat, CO₃^{2 -}fügen Sie H⁺ (Säure hinzu). Blasenbildung zeigt Anwesenheit von CO₂, was bedeutet CO₃^{2 -} als Reaktionspartner. Carbonat-Ionen verhält sich wie eine Base in Gegenwart von starken Säure in Form von Kohlendioxid und Wasser.
         CO₃^2-(Aq) + H⁺(Aq) → CO₂(g) + H₂O(l)
   3. Chlorid
      1. Chlorid-haltige Lösung Silbernitrat hinzufügen. Die Bildung von einen weißen Niederschlag zeigt die Bildung von AgCl(s):
         AG⁺(Aq) + Cl^–(Aq) → AgCl(s)
   4. Sulfid
      1. Fügen Sie eine Kupferchlorid-Lösung zu einer Lösung mit Schwefelwasserstoff. Die Bildung von einen schwarzen Niederschlag zeigt die Bildung von Kupfer-Sulfide, CuS. Im allgemeinen reagieren mit Sulfid-Ionen, S^{2 -}Lösungen mit Metall-Ionen zu einer unlöslichen Metall Sulfid führen.
         S^2- + Cu^{2 +} → CuS(s).  
         Der Wert von der Löslichkeit Produkt K_sp = 6,3 x 10^-36, gibt den hohen Grad der Unlöslichkeit des Produkts.

(3) kation Analyse

1. Alle Alkalimetalle (Gruppe 1) und einige alkalische Erden (Gruppe 2) außer unter besonderen Bedingungen löslich sind.
2. Gruppe "fast alle" 3 – 13 Metalle gelten unlöslich in Anwesenheit von Sulfid, Karbonat, Phosphat und Hydroxid. Die Farbe und Art des Niederschlags variieren.
   1. Legen Sie eine Chrom-Lösung in einer Natronlauge. Ein grünen Niederschlag wird beobachtet. Die allgemeine Reaktion eines Metalls + 2 mit einem Hydroxid wird unten gezeigt:
      M^{2 +} + OH^– → M(OH)₂(s)
   2. Es ist nicht möglich, die Metall-Ionen basierend auf Löslichkeit allein mit einigen bemerkenswerten Ausnahmen zu unterscheiden:
      1. Die Zugabe von Silber, Ag⁺, Quecksilber, Hg₂^{2 +}, oder Blei, Pb^{2 +} , Chlorid, Bromid und Iodid entsteht Niederschlag.
      2. Die Zugabe von Strontium, Sr^{2 +}, Barium, Ba^{2 +}, Quecksilber, Hg₂^{2 +}oder Blei, Pb^{2 +} Ergebnisse in einen Niederschlag in Anwesenheit von Sulfat.
      3. BA^{2 +} bildet eine gelbliche Lösung in Gegenwart von CrO₄^2-, BaCrO₄(s). Dies ist Pigment in Ölfarben, allgemein bekannt als "Barium gelb" verwendet.
3. Begrenzte Unlöslichkeit von Metall-Ionen können für andere qualitative Tests für jedes Metall eindeutig identifizieren. Während irgendeiner Form ausfällt, unterzogen andere einzigartige Farbenänderungen in Anwesenheit von Ionen oder Moleküle chelatisierenden. Kation Identifikationen gehören Nickel, Eisen, Aluminium und Zink; NI^{2 +}, Fe^{3 +}, Al^{3 +}, Zn^{2 +}.
   1. Hinzufügen von Nickel (II) in Anwesenheit von Dimethylglyoxime (H₂Dmg), rosa-rot überstürzten Ni (H₂Dmg) zu bilden:
      NI^{2 +}(Aq) + 2 H₂Dmg(Aq) → Ni(Hdmg)₂(s) + 2 H⁺(Aq)
   2. Thiocyanat-Ion, SCN^– zu den blutroten [FeNCS]^{2 +}Eisen (III) hinzufügen] komplexe:
      Fe^{3 +}(Aq) + SCN^–(Aq) → [FeNCS]^{2 +}(Aq)
   3. Aluminium-Ionen
      1. Kombinieren Sie Aluminium (III) mit Pyrocatechol violett in einer Pufferlösung von pH 6 Ammonium Acetat zu einer blauen Lösung.
      2. Aluminium (III) wird auch in Anwesenheit von schwache Basis bilden die gallertartige weiß Al(OH)₃(s) zusammengesetzte ausgefällt. Zugabe von mehr base führt die Masse Form klar und farblos [Al(OH)₄]^-(Aq) löslich Complex.
   4. Zink-Ionen
      1. Eine kleine Menge an Base, einen weißen Niederschlag bilden fügen Sie Zink (II hinzu). Fügen Sie dann weitere Basis den Niederschlag wieder auflösen und bilden die löslichen [Zn(OH)₄]^{2 -} Komplex.
      2. Fügen Sie Zink (II) Kalium Hexacyanoferrate, K₄[Fe(CN)₆] um das Licht grün überstürzten K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂(s) zu bilden:
         3 Zn^{2 +}(Aq) + 2 K₄[Fe(CN)₆](Aq) → K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂(s) + 6 K⁺(Aq)