Salzsäuregruppe

Die Salzsäure-Gruppe (HCl-Gruppe) ist Bestandteil des Kationentrenngangs, einem klassischen Verfahren der qualitativen Analyse in der Anorganischen Chemie. Die HCl-Gruppe fällt aus der gelösten Probe-/Ur-Substanz aus, wenn diese mit dem Trennmittel konz. Salzsäure versetzt wird. Zur Salzsäure-Gruppe gehören nämlich diejenigen Elemente, die mit dem Trennmittel schwerlösliche Chloride bilden (Fällungsreaktion); Beispiel: .

Dies sind neben Silber auch die beiden Elemente Quecksilber und Blei in Form ihrer Kationen Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺. Diese werden von anderen, weiteren Schwermetallkationen durch Ausfällung und Filtration getrennt – im Filterrückstand befinden sich dann z.B. PbCl₂ , Hg₂Cl₂ , AgCl – im Filtrat die Kationen der folgenden Trenngangs-Gruppen (Schwefelwasserstoff-, Ammoniumsulfid-, Ammoniumcarbonat- und Lösliche Gruppe, siehe unter Kationentrenngang).

Der Ausfällung der Salzsäuregruppe folgt eine Trennung der Kationen Hg₂²⁺, Pb²⁺, Ag⁺ voneinander, um sie anschließend ungestört mit Hilfe von Nachweisreaktionen auffinden zu können.

Im folgenden wird der Standardtrennungsgang beschrieben.

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Richtiges Wägen mit Laborwaagen: Die Wägefibel

Höhere Wägeleistung in 6 einfachen Schritten

Was ist der richtige Weg, um die Wiederholbarkeit bei Waagen zu überprüfen?

Verfahren

1.Schritt: Amalgamprobe - Vorprobe auf Silber und Quecksilberionen

  Ein Kupferblechschnipsel wird auf einem Uhrglas unter dem Abzug mit einem kleinen Tropfen der gelösten Analysensubstanz befeuchtet. Nach einigen Minuten sitzt auf dem Kupfer-Blech ein silbriger Belag, der beim Polieren mit einem Filterbausch silberglänzend wird (Amalgambildung nach Redoxreaktion). Wenn der Belag vollständig abgerieben werden kann liegt kein Quecksilber, sondern ausschließlich Silber vor.

2.Schritt: Fällung und Filtration der Salzsäuregruppe

Bei einem pH-Wert von 0 bis 3,5 fallen in HCl-haltiger Lösung die weißen/farblosen Chloride von Ag(I), Pb(II) und Hg(I/II) aus:

• Quecksilber(I)-chlorid - Hg₂Cl₂
• Quecksilber(II)-chlorid - HgCl₂
• Blei(II)-chlorid - PbCl₂ - löslich in heißem Wasser
• Silberchlorid – AgCl – als Silberdiamminkomplex löslich in konz. Ammoniakwasser. Ist die Konzentration der Salzsäure zu hoch, kann das AgCl komplexiert werden und geht dann als [AgCl₂]^- in Lösung. Bei Verdacht auf Silber sollte die Lösung u.U. etwas mit Wasser verdünnt werden. AgCl fällt dann aus.

3. Schritt: Abtrennung des Blei-II-chlorides

Der Niederschlag wird unter dem Abzug mehrmals mit 1 ml Wasser und 1 Tropfen ca. 2molarer Salzsäure aufgekocht und heiß durch einen durch kochendes Wasser oder im Trockenschrank und mit Filterpapier auf rund 100 Grad Celsius vorgewärmten Glastrichter filtriert. Das Filtrat lässt man abkühlen, um hieraus Blei durch Zugabe von einem Tropfen ca. 0,5molarer Kaliumchromat- oder Kaliumdichromatlösung als gelbes Blei-II-chromat PbCrO₄ nachzuweisen.

Alternativ kann Natriumiodidlösung zugegeben, mit der Blei(II)-Ionen als gelbes Blei-II-iodid PbI₂ ausfallen. Alternativ kann man auch eine Nadel auskristallisierendes Blei-II-chlorid nehmen und diese auf ein Kaliumiodid-Papier legen. Da sich das schwerlöslichere gelbe Bleiiodid bildet, ist nach einigen Minuten um die Nadel herum ein gelber Hof von Blei-II-iodid zu sehen (siehe auch unter Nachweisreaktionen).

4.Schritt: Trennung des Quecksilber(I)-chlorides (Hg₂Cl₂) vom Silberchlorid

Ein Teil des Filterrückstandes wird im Reagenzglas mit 1 ml konz. Ammoniaklösung behandelt. Das Auftreten einer Schwarzfärbung (durch Bildung u.a. von Quecksilber) beweist die Gegenwart von Quecksilbersalzen. Der schwarze Niederschlag (Nd.) wird abfiltriert und das Filtrat mit einem Tropfen Salzsäure angesäuert. Es entsteht unter Umständen ein weißer Niederschlag von Silberchlorid, der sich bei Zugabe von verdünntem Ammoniakwasser unter Bildung des Diammin-Silber(I)-ions [Ag(NH₃)₂]⁺ löst (siehe unter Nachweisreaktionen).

Hinweise zu Umwelt und Gesundheit

Alle Blei- und Quecksilbersalze sowie Chromate sind giftig und sollten daher nur von Fachleuten in kleinstmöglichen Mengen verwendet werden. Jeglicher Hautkontakt mit der Probe- bzw. Salzlösung ist zu vermeiden (evtl. Handschuhe). Vor jeder Arbeitspause und nach dem Arbeitsende gründlich die Hände waschen! Vor Benutzung dieser Salze informiere man sich der Gefahrstoff-Verordnung (GefStoffVO) entsprechend genauestens über die Risiken (R-Sätze), die einzuhaltenden Sicherheitsratschläge (S-Sätze) und Entsorgungsvorschriften. Chromate und Dichromate (sechswertiges Chrom) sind krebserregend (Kategorie I)! Auch hier gilt: äußerste Sparsamkeit und Genauigkeit im Umgang mit der Chemikalie! Entsorgung: Im gekennzeichneten Becherglas sammeln und mit nascierendem Wasserstoff (aus der Reaktion von Salzsäure mit unedlem Metall, z.B. Zink) oder mit Ethanol in Gegenwart von Schwefelsäure über längere Zeit behandeln. Das hierbei entstehende grüne Chrom(III) entsprechend den anderen Schwermetallen entsorgen.

Literatur

• Gerhart Jander: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1990 (in 13. Aufl.), ISBN 3-7776-0477-1
• Michael Wächter: Stoffe, Teilchen, Reaktionen. Verlag Handwerk und Technik, Hamburg 2000, S.154-169 ISBN 3-582-01235-2
• Bertram Schmidkonz: Praktikum Anorganische Analyse. Verlag Harri Deutsch, Frankfurt 2002, ISBN 3-8171-1671-3