Kationentrennungsgang
Definition
- Der Kationentrennungsgang ist eine Abfolge einzelner Reaktionen, während
der Metalle und ihre Verbindungen qualitativ nachgewiesen werden. Er richtet
sich nach der Löslichkeit der Chloride, Sulfide, Hydroxide und Carbonate in
saurem oder alkalischem Medium.
Aufteilung
- Im Kationentrennungsgang werden vor den spezifischen Nachweisen auf
einzelne Elemente diese mittels Gruppenreaktionen vorgetrennt. Dabei
unterscheidet man folgende Element-Gruppen:
- HCl-Gruppe
- Reduktionsgruppe
- Metalle und Halbmetalle, die in saurer Lösung durch Hydrazin in den
elementaren Zustand überführt werden. Dies sind Palladium,
Platin, Gold,
Selen und Tellur.
- Die Prüfungen dieser Gruppe können bei Abwesenheit der Edelmetalle
weggelassen werden, da Selen und Tellur
auch in der H2S-Gruppe nachgewiesen werden können.
- H2S-Gruppe
- Elemente, die in saurer Lösung schwer lösliche Sulfide bilden. Dazu
gehören Kupfer, Cadmium,
Quecksilber(II), Germanium,
Zinn, Blei,
Arsen, Antimon,
Bismut, Selen,
Tellur und Molybdän.
- Einige dieser Verbindungen sind in gelbem (NH4)Sx unter
Bildung von Thiosalzen, bzw. den Thiosalzen analogen Verbindungen bei
Selen und Tellur, löslich. Thallium(III)
wird mit HI reduziert und an dieser Stelle als Thallium(I)-Iodid
ausgefällt.
- Diese Gruppe wird oft in Untergruppen unterteilt:
- "Häufigere" Elemente
- "Seltenere" Elemente
- Diese Untergruppe umfasst die Elemente Germanium
und Molybdän, deren
Sulfide in (NH4)Sx löslich sind.
Ebenfalls zu dieser Gruppe zählen Selen
und Tellur, die sich im
elementaren Zustand ebenfalls lösen und Thallium.
- Ammoniumsulfid-Urotropin-Gruppe
- Elemente, die in ammoniakalischer Lösung schwerlösliche Sulfide oder
Hydroxide bilden, wie Beryllium,
Zink, Aluminium,
Gallium, Indium,
Scandium, Yttrium,
Lanthan, Thorium,
Uran, Titan,
Zirkonium, Hafnium,
Chrom, Mangan,
Eisen, Cobalt
und Nickel, sowie eingeschränkt
auch Niob und Tantal.
Vanadium und Wolfram
bilden in ammoniakalischer Ammoniumsulfid-Lösung Thiosalze, die nach
Säurezusatz ausgefällt werden.
- Eine Untereinteilung dieser Gruppe ist üblich
- "Häufigere" Elemente
- "Seltenere" Elemente
- Beryllium, Gallium,
Indium, Scandium,
Yttrium, Lanthan, Thorium,
Uran, Titan,
Zirkonium, Vanadium,
sowie unter bestimmten Bedingungen auch Wolfram,
Niob und Tantal.
- Ammoniumcarbonat-Gruppe
- Elemente, die durch die zuvor aufgeführten Gruppenreaktionen nicht
ausgefällt wurden, in ammoniakalischer Ammoniumcarbonat-Lösung jedoch
schwerlösliche Carbonate bilden, wie Calcium,
Strontium und Barium.
- Lösliche Gruppe
Bemerkungen
- Der Kationentrennungsgang muss durch die Entfernung möglicher Störungen
vorbereitet werden. Dies geschieht durch:
- Abrauchen mit konzentrierter Schwefelsäure
- Vorsicht! Durch zu starkes Abrauchen können folgende Stoffe
vertrieben werden:
- Arsenchlorid
- Antimonchlorid
- Zinnchlorid
- Quecksilberchlorid
- Vorsicht! Hexacyanoferrate können zerfallen, wodurch folgende
Ionen entstehen:
- Zusatz von Wasserstoffperoxid bei:
- Zusatz von Ethanol / Methanol bei:
Ablauf
Probe in HNO3
lösen |
In
die salpetersaure Analysenlösung HCl zugeben |
In
die salzsaure Lösung wird H2S eingeleitet und noch
währenddessen mit Wasser langsam auf ca. das vierfache Volumen
verdünnt. |
Eisen(II)
zu Eisen(III) oxidieren, bei Anwesenheit von PO43-,
WO43-, VO43- mit FeCl3
versetzen und mit Urotropin fällen |
Filtrat
der Urotropinfällung ammoniakalisch machen, Ammoniumchlorid zugeben.
Erhitzen und in der Hitze mit verdünnter, farbloser
Ammoniumsulfid-Lösung versetzen. |
Das
Filtrat der Ammoniumsulfid-Gruppe mit HCl ansäuern, mit H2S
verkochen, mit 2 mol/l Salzsäure aufnehmen und ammoniakalisch machen.
Ammoniumcarbonat zusetzen und kochen. |
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Hg2Cl2
(weiß)
AgCl (weiß)
PbCl2 (weiß) |
HgS (schwarz)
CuS (schwarz)
PbS (schwarz)
MoS3 (schwarzbraun)
Bi2S3 (braun)
SnS2 (braun-orange)
Sb2S3 (orange)
CdS (gelb)
As2S3 (gelb) |
FePO4 (weiß)
TiO2 (weiß)
Al(OH)3 (weiß)
(NH4)2U2O7 (gelb)
Cr(OH)3 (grün)
FeVO4 (rotbraun)
Fe2(WO4)3 (rotbraun) |
ZnS (weiß)
MnS (rosa)
Co2S3 (schwarz)
CoS (schwarz)
Ni2S3 (schwarz)
NiS (schwarz) |
BaCO3
SrCO3
CaCO3 |
Mg2+
Na+
K+
Li+ |
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Mit
heißem Wasser behandeln |
Mit
Ammoniumpolysulfid digerieren |
In
HCl lösen, mit Ether versetzen, die Ether-Phase verwerfen. |
Essigsäure
im Verhältnis 1:1 zusetzen bis zur sauren Reaktion |
In
Essigsäure lösen, Natriumacetat zusetzen und mit Kaliumdichromat
fällen |
Ammoniumsalze
abrauchen und mit ammoniakalischer HgO-Lösung kochen |
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AgCl
Hg2Cl2 |
Pb2+ |
Kupfergruppe |
Arsengruppe |
Die
entstandene Lösung ist farblos, außer bei Anwesenheit von Cr3+
(grün) oder UO22+ (gelblich) |
Co2S3
CoS
Ni2S3
NiS
ZnS
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Mn2+ |
BaCrO4 |
Sr2+
Ca2+ |
Mg(OH)2 |
Na+
Li+
K+ |
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Mit
Ammoniak versetzen |
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HgS
CuS
PbS
Bi2S3
CdS |
AsS43-
SbS32-
SbS43-
MoS42- |
Neutralisieren
und in eine Mischung von 30 % NaOH und H2O2
einfließen lassen. |
Mehrmals
mit einigen Tropfen HCl behandeln |
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Mit
Ammoniak und Ammoniumcarbonat kochen |
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Hg
Hg(NH2)Cl |
[Ag(NH3)2]+ |
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Mit
4 molarer Salpetersäure bei ca. 50 °C behandeln |
Bis
zur sauren Reaktion mit Salzsäure versetzen |
TiO2
(weiß)
Fe(OH)3 (rotbraun) |
PO43-
VO43-
WO42-
CrO42- (gelb)
[Al(OH)4]-
UO84- (orange) |
Co2S3
CoS
Ni2S3
NiS
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Zn2+ |
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CaCO3
SrCO3 |
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HgS |
Pb2+
Bi3+
Cu2+
Cd2+ |
As2S5
(gelb)
Sb2S5 (orange)
SnS2 (braungelb)
MoS3 (schwarz) |
Lösen
in HCl |
Mit
HCl ansäuern, mit Na2S2O4 reduzieren
und mit Natronlauge fällen |
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In
2 molarer Salzsäure lösen und mit Ammoniumsulfat-Lösung fällen |
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Mit
konzentrierter H2SO4 eindampfen und nach dem
Abkühlen mit 2 molarer Schwefelsäure aufnehmen |
Mit
7 molarer Salzsäure versetzen |
TiO2+
Fe3+ (gelbgrün) |
PO43-
[Al(OH)4]-
WO42- |
V(OH)3
Cr(OH)3
U(OH)4 |
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SrSO4 |
Ca2+ |
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PbSO4 |
Bi3+
Cu2+
Cd2+ |
As2S5
MoS3 |
Sb5+
Sn4+ |
In
konz. NH3 und H2O2 geben |
Mit
Bariumchlorid fällen |
In
HCl lösen, mit Salpetersäure oxidieren, stark einengen mit 2 mol/l HCl
verdünnen, KSCN hinzugeben und dreimal ausethern |
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Mit
überschüssigem Ammoniak versetzen |
Mit
konzentrierter Ammoniumcarbonat-Lösung behandeln |
Mit
Eisen reduzieren |
Fe(OH)3 |
Ti(O2)2+ |
Ba3(PO4)2
BaWO42- |
[Al(OH)4]- |
UO2(SCN)2 |
VO43-
Cr3+ |
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Bi(OH)3 |
[Cu(NH3)4]2+
[Cd(NH3)6]2+ |
MoS3 |
AsOS33-
AsO43-
AsS43- |
Sb |
Sn2+ |
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Mit
Natronlauge fällen |
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Bis
zur Entfärbung Kaliumcyanid hinzugeben, anschließend mit
Schwefelwasserstoff fällen |
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Cr(OH)3 |
VO43- |
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CdS |
[Cu(CN)4]3- |
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Arbeitsanweisung |
Stoff bleibt in Lösung |
Stoff fällt aus |
Bemerkung |
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