Ionennachweise

Die Beweglichkeit freier Ionen in wässrigen Lösungen ermöglicht die Zugabe von Nachweismitteln, die mit den vorhandenen Ionen schwerlösliche Produkte bilden, die ausfallen oder die weiterhin Produkte bilden, die stoffliche(farbliche) oder mikroskopische Charakteristika aufweisen.

Wasserstoff– und Hydroxidion (H+ / OH)         

Nachweismittel:  Indikatoren (wie UNITEST)
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Die charakteristischen Ionen der Säuren (H+) und der Basen(OH) werden durch Zutropfen (ca. 5 Tr.) von Farbstoffen nachgewiesen, die das Vorhandensein der entsprechenden Ionen durch eine charakteristische Färbung anzeigen ( lat. indicare)

Effekt: charakteristische Färbung der Lösung je nach pH-Wert der Lösung

Die Farbreaktionen lassen sich wegen ihrer Komplexität von uns nicht als Gleichung darstellen!

Chloridionen     (Cl

Nachweismittel :    Silberionen (gelöstes Silbersalz, gewöhnlich Silbernitratlösung \( AgNO_3)\) )
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(Diese Reaktion gilt für die anderen Halogenidionen (Ionen der Elemente der 7. HG) analog!)

Chloridionen in einer klaren Lösung können durch Zutropfen von Silberionen (ca. 5 Tr.) identifiziert werden die Bildung von schwerlöslichem, weißem Silberchlorid (AgCl) gilt als Nachweis für die Chloridionen.

Effekt: weißer Niederschlag von Silberchlorid

Ag+                      +            Cl             \( \longrightarrow \)                          AgCl

Die unbeteiligten Nitrationen ( \( NO_3^{-})\) bleiben unberücksichtigt.

Bromidionen ( Br  ) und Iodidionen (   l ) bilden auch schwerlösliche Silbersalze.  AgBr ist grau und AgI ist gelb!

Ag+                       +            Br        \( \longrightarrow \)                             AgBr

Ag+                       +            l            \( \longrightarrow \)                             Agl

Sulfationen       (SO42–)                                            

Nachweismittel :  Bariumionen (gelöstes Bariumsalz, gewöhnlich Bariumchloridlösung \( BaCl_2)\) )
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Sulfationen in einer klaren Lösung können durch Zutropfen von Bariumionen (ca. 5 Tr.) identifiziert werden die Bildung von schwerlöslichem, weißem Bariumsulfat(BaSO4) gilt als Nachweis für Sulfationen.

Effekt: weißer Niederschlag von Bariumsulfat

Ba2+                     +            SO42–  \( \longrightarrow \)   BaSO4

Silberionen        (Ag+

Nachweismittel :              Chloridionen (gelöstes Chlorid)

Silberionen in einer klaren Lösung können durch Zutropfen von Chloridionen (ca. 5 Tr.) identifiziert werden die Bildung von schwerlöslichem, weißem Silberchlorid (AgCl) gilt als Nachweis für Silberionen.

Effekt: weißer Niederschlag von Silberchlorid

Ag+                      +            Cl         \( \longrightarrow \)    AgCl

Bariumionen     (Ba2+)          

Nachweismittel :   Sulfationen (gelöstes Sulfat)

(Diese Reaktion gilt  für Calciumionen analog!)

Bariumionen in einer klaren Lösung können durch Zutropfen von Sulfationen (ca. 5 Tr.)  identifiziert werden die Bildung von schwerlöslichem, weißem Bariumsulfat(BaSO4) gilt als Nachweis für Bariumionen.

Effekt: weißer Niederschlag von Bariumsulfat

Ba2+                     +            SO42–    \( \longrightarrow \) Ba SO4

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Das molare Volumen – Rechnen mit Volumen

Arbeitsblatt; „molares Volumen“

Satz von Avogadro :

Alle Gase enthalten bei gleicher Temperatur und gleichem Druck in gleichen Volumina die gleiche Teilchenzahl.

Quelle: https://unterrichten.zum.de/images/thumb/d/d3/Satz_von_Avogadro.svg/800px-Satz_von_Avogadro.svg.png
Quelle: www.unterrichten.zum.de/

Daraus lässt sich ableiten, dass…
Jedes Gas nimmt für 1mol seiner Stoffmenge auch das gleiche Volumen ein!

Das molare Volumen beträgt für GASE :

\( V_m \) = 22,4 \( \frac{l}{mol} \)

Die molaren Volumina von Feststoffen und Flüssigkeiten sind jeweils unterschiedlich!

Was bedeutet diese Erkenntnis für das chemische Rechnen?

Sind Volumen von Gasen gegeben oder werden Volumen von Gasen gesucht, so kann man anstelle der Molaren Masse der Stoffe mit dem molaren Volumen rechnen! Und spart sich so beispielsweise den Rechenschritt Masse : Dichte = Volumen!

Beispiel:

Gegeben ist die Gleichung zur Oxidation von Schwefel:
\( S +O_2 \longrightarrow SO_2 \)
Berechne das Volumen Schwefeldioxid, welches bei der Verbrennung von 5g Schwefel entsteht!

Analyse:
Ist der gesuchte oder der gegebene Stoff ein Gas?


Ja, der gesuchte Stoff Schwefeldioxid ist ein Gas!

Also wird bei diesem Stoff die molare Masse durch das molare Volumen ersetzt!
Notiere für den gegebenen und den gesuchten Stoff :geg: Schwefel ges: Schwefeldioxid
– die Stoffmenge
(aus der Gleichung),
\( n_S \) =1mol ; \( n_{SO_2} \)= 1mol
– die gegebene Masse/ das gegebene Volumen
(aus der Aufgabe)
\( m_S \) =5g ; \( V_{SO_2} \)= unbekannt!
-die molare Masse/das molare Volumen ( nur bei GASEN! )
(aus dem Tafelwerk)
\( M_S \) =32 \( \frac{g}{mol} \) ; \( V_{m} \) =22,4 \( \frac{l}{mol} \)
Rechnung
Gleichung aus dem Tafelwerk suchen für:Masse gegeben – Volumen gesucht
Größengleichung notieren! \( \frac{V_{ges}}{m_{geg}} = \frac {n_{ges} \cdot V_m }{n_{geg} \cdot M_{geg}} \)
Größen einsetzen!\( \frac{V_{ges}}{5g} = \frac {1mol \cdot 22,4 \frac{l}{mol} }{1mol \cdot 32 \frac{g}{mol}} \)
Gleichung lösen! Umstellen!
(Wir multiplizieren beide Seiten mit 5g )
\( V_{ges} = \frac {1mol \cdot 22,4 \frac{l}{mol} }{1mol \cdot 32 \frac{g}{mol}} \cdot 5g \)
Einheiten kürzen! Rechnen!
Nur Liter bleibt erhalten!
\( V_{ges} = \frac {\not{1mol} \cdot 22,4 \frac{l}{\not{mol}} }{\not{1mol} \cdot 32 \frac{\not{g}}{\not{mol}}} \cdot 5\not{g} \)
Lösung:\( V_{SO_2} = 3,5 l \)
(AWS) Antwortsatz:Bei der Verbrennung von 5g Schwefel entstehen 3,5 Liter Schwefeldioxid.

Arbeitsblatt mit Lösung

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