Sulfat-Ionennachweis Chemie?
Hey :)
Wir schreiben morgen eine Chemie LK und ich bin ziemlich verwirrt was Carbonat- und Sulfat-Ionennachweise angeht. Die Durchführung habe ich verstanden nur es hapert gerade an Reaktions-/ Ionengleichungen..
Kann mir bitte jemand erklären wie das geht mit Bariumchlorid als erstes Nachweismittel und der Salzsäure als 2.?
Vielen Dank und liebe Grüße :)
1 Antwort
Moin,
Bariumkationen (Ba^2+) bilden sowohl mit Carbonatanionen (CO3^2–) als auch mit Sulfatanionen (SO4^2–) einen weißen, schwer wasserlöslichen Niederschlag:
Ba^2+ (aq) + CO3^2– (aq) ---> BaCO3 (s)↓
bzw.
Ba^2+ (aq) + SO4^2– (aq) ---> BaSO4 (s)↓
Wenn du also zu einer wasserklaren Carbonatsalzlösung (zum Beispiel eine Lösung Natriumcarbonat) oder eine Sulfatsalzlösung (zum Beispiel eine Lösung Natriumsulfat) eine ebenfalls wasserklare Bariumchloridlösung hinzu gibst, wird in beiden Fällen ein weißes, schwer lösliches Salz ausfallen.
Dann erhebt sich die Frage, wie du entscheiden kannst, ob es sich bei dem Niederschlag um Bariumcarbonat oder Bariumsulfat handelt?!
Und hier kommt die Salzsäure ins Spiel. Wenn du zu den jeweiligen Suspensionen (Feststoff in Flüssigkeit) eine salzsaure Lösung gibst, wird die Bariumcarbonatlösung wieder wasserklar (der Niederschlag löst sich auf). In der Bariumsulfatlösung passiert das nicht.
Das liegt daran, dass das Carbonatanion der Säurerest der ziemlich schwachen Säure Kohlensäure ist. Gemäß der Regel, dass eine starke Säure (wie Salzsäure) eine schwache Säure (wie Kohlensäure) aus deren Salzen vertreibt, passiert also zunächst einmal (formal) das:
BaCO3 (s) + 2 HCl (aq) ---> BaCl2 (aq) + H2CO3 (l)
oder (in Ionenschreibweise)
BaCO3 (s) + 2 H3O^+ (aq) + 2 Cl^– (aq) ---> Ba^2+ (aq) + 2 Cl^– (aq) + H2CO3 (l)
Das Carbonatanion (CO3^2–) wird also von der Salzsäure (HCl) protoniert, so dass Kohlensäure entsteht. Die Chloridanionen (Cl^–) nehmen den Platz der Carbonatanionen ein und bilden zusammen mit den Bariumkationen das wasserlösliche Salz Bariumchlorid.
Nun ist aber Kohlensäure nicht nur eine schwache Säure, sondern außerdem auch noch ein instabiles Molekül. Gemäß der Erlenmeyerregel sind Moleküle, bei denen zwei Hydroxygruppen (–OH) an ein Kohlenstoffatom gebunden sind, instabil und zerfallen unter Abspaltung von Wasser:
H2CO3 (l) ---> H2O (l) + CO2 (g)↑
Anders gesagt, sobald das Carbonatanion protoniert wurde, zerfällt die entstehende Kohlensäure sofort in Wasser (H2O) und Kohlenstoffdioxid (CO2). Da Kohlenstoffdioxid unter diesen Bedingungen ein Gas ist, steigt es auf und verlässt den Reaktionsraum. Das erkennst du an der Schaumbildung (Schaum = Gas in Flüssigkeit).
Insgesamt ergibt sich daher folgende Reaktion:
BaCO3 (s) + 2 HCl (aq) ---> BaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)↑
Weil Bariumchlorid jedoch wasserlöslich ist, das entstehende Wasser zum Lösungsmittel Wasser hinzu kommt und das Kohlenstoffdioxid den Reaktionsraum als Gas verlässt, bleibt eine wasserklare Lösung übrig, in der es keinen Niederschlag mehr gibt.
Das alles passiert in der Bariumsulfatsuspension nicht. Zwar ist Salzsäure auch etwas stärker als Schwefelsäure, aber das Sulfatanion ist immer noch so wenig basisch, dass es sich nicht protonieren lässt, so lange noch Wassermoleküle da sind. Das bedeutet, dass das feste Bariumsulfat erhalten bleibt. Der Niederschlag löst sich bei Zugabe von Salzsäure nicht auf, die Suspension bleibt milchig trübe.
BaSO4 (s) + 2 HCl (aq) --//--> (keine Reaktion)
Fazit:
Wenn du eine unbekannte Lösung eines Salzes vor dir hast, von der du annimmst, dass darin ein Sulfatsalz oder ein Carbonatsalz gelöst ist, kannst du die Anionen zuerst mit der Zugabe von Bariumkationen ausfällen, um dann anschließend zu schauen, ob sich der Niederschlag durch die Zugabe von Salzsäure wieder auflösen lässt (dann war es ein Carbonatsalz) oder eben nicht (dann war es ein Sulfatsalz).
Alles klar?
LG von der Waterkant
