Chemie-Arbeitsblatt _ _ Klasse _ _ _ Name ________________________________________________________________Datum _ _ ._ _._ _

 

 Nachweis der im Mineralwasser gelösten Ionen

 
Nachweise von Stoffen gründen sich auf offensichtliche, meistens optische, visuell erkennbare Änderungen. Z.B. fällt aus einer Lösung ein Stoff aus, es bildet sich dann i.d.R. ein weißer, feinkörniger Niederschlag (Suspension), der sich mit der Zeit am Boden absetzt. Oder zwei farblose Lösungen reagieren zu einer eindeutig gefärbten Lösung, weil ein Stoff mit dieser Farbe entsteht. In manchen Fällen entstehen auch Gase, wie z.B. Wasserstoff, eindeutig durch die Knallgasprobe erkennbar. Manchmal kann auch ein Geruch entstehen: Schwefelwasserstoffgas H2S(g) stinkt nach faulen Eiern. Farb- und geruchlose Gase reagieren oft mit bestimmten Lösungen, d.h. mit den Ionen dieser Lösung unter Bildung fester weißer Niederschläge, wie z.B. CO2 mit Kalklauge. In manchen Fällen vergleicht man mit einer bestimmten Farbskala, z.B. bei der Bestimmung des pH-Werts mit dem Universalindikator. Einige wenige Stoffe wie die Alkali- und Erdalkalimetalle lassen sich durch eine spezifische Flammenfärbung erkennen. Die Flammenfärbung von Elementen wie Na, die global vorkommen und daher andere Färbungen überdecken, müssen eventuell durch einen speziellen Filter „herausgefiltert" werden. Gibt es mehrere vergleichbare Reaktionen, z.B. die Bildung eines weißen Niederschlages, werden diese durch weitere nachfolgende chemische Reaktionen unterschieden: der eine Niederschlag löst sich z.B. in einer Säure auf, der andere nicht.


In der Regel enthalten Mineralwässer folgende Ionen, unterschieden in Kationen (positiv geladen) und Anionen (negativ geladen) (s. Tabelle 1). Zur Erinnerung: Atome gehen durch Elektronenabgabe oder -aufnahme in Ionen über, je nach Anzahl abgegebener oder aufgenommener Elektronen sind sie entsprechend geladen. Daneben enthalten Mineralwässer einen natürlichen, durch die Entstehung bedingten Anteil an CO2 (stilles Wasser), der durch künstlich zugesetztes CO2-Gas erhöht werden kann.
Die Kationen werden in ihrer Gesamtzahl der positiven Ladungen durch die Gesamtzahl der negativen Ladungen der Anionen ausgeglichen: Mineralwässer sind also elektrisch neutral.
Kationen und Anionen bilden zusammen Salze, also z.B. Na+ und F
G bilden das NaF. Natürlich können die FG-Ionen in wässriger Lösung auch an andere Kationen gebunden gewesen sein, letztlich spielt es keine Rolle. Wenn das Wasser in seinem Gang durch unterirdische Wasseradern bestimmte Salze auflöst, werden die Ionen des festen Salzes sowieso in einzelne hydratisierte, mit Wassermolekülen umgebene Ionen gelöst.

Kationen Anionen
Natrium Na+ Fluorid FG
Kalium K+ Chlorid ClG
Calcium Ca2+ Sulfat SO42G
Magnesium Mg2+ Hydrogencarbonat HCO3G
Eisen Fe2+ Nitrat NO3G
Tab. 1: Häufig vorkommende Inhaltsstoffe von Mineralwässern
Die Nachweismittel für chemische Stoffe werden Re-agenzien genannt: sie re-agieren auf einen bestimmten Stoff in spezifischer Weise, wie oben beschrieben. Reagenzien sind in diesem Zusammenhang folgende Stoffe (s. Tabelle 2):

Arbeitsaufträge:
1. Vervollständige
auf den Arbeitsblättern der Stationen 1 und 2 die Angaben zu „Erklärung" und „Reaktionsgleichung".
2. Wenn man z.B. Chlorid-Ionen mit Silberionen nachweisen kann, kann man dann auch Silberionen mit Chloridionen nachweisen?
3. Bei welchen Versuchen bilden sich weißliche Niederschläge, die in Wasser eine Suspension bilden? Was ist der Unterschied zu einer Emulsion?
4. Warum kann man das Hydrogencarbonation mit einer starken Säure wie der Salzsäure nachweisen? Wie verhalten sich zwei unterschiedlich starke Säuren zueinander?

Reagenz für
Oxalation: C2O42G Calcium Ca2+
Bariumion Ba2+ Sulfation SO42G
Silberion Ag+ Chloridion ClG
Hydrogencarbonation HCO3 G Säure wie Salzsäure HCl(aq)
Thiocyanation SCNG Eisen(III)-Ion Fe3+
Kalklauge CO2-Gas
Tab. 2: Reagenzien bestimmter Inhaltsstoffe
5. Welche Aufgabe hat die Salpetersäure in Versuch 3 (Station 2)?
6. Forsche in deinem Chemie-Ordner Kl. 8 nach bei der Behandlung des Themas „Erdalkalimetalle" und des Themas „Halogene": Welche Inhalte werden in diesem Zusammenhang hier wiederholt?

update: 05.04.2017                                                                                                                                                                                 zurück        zur Hauptseite