Durchführung:

Zum Nachweis von Kalium-Ionen wurden 3 Spatelspitzen Zigarettenasche in demineralisiertes Wasser gegeben und anschließend filtriert. 2 ml des Filtrats wurden mit einer Pipette Natriumtetraphenylborat-Lösung (Kalignost) versetzt.

Beobachtung:

Ein weißer körniger Niederschlag ist ausgefallen.

Deutung:

Bei der Reaktion von Kalium mit Kalignost entstand ein Kaliumkomplex, welcher als weißer Niederschlag ausgefallen ist.

Dieser Nachweis kann auch für Ammonium erfolgen, weshalb der durchgeführte Versuch kein eindeutiger Nachweis für Kalium gewesen ist. Da sich aber in der Zigarettenasche kein Ammonium befunden hat, ist der Nachweis für Kalium erfolgt.

Versuch 15.3.2: Nachweis von Carbonat-Ionen

Durchführung:

Zum Nachweis von Carbonat-Ionen wurden 3 Spatelspitzen Zigaretten-Asche im Reagenzglas mit 10 Tropfen Salzsäure angesäuert. Sofort danach wurde ein Gärröhrchen mit gesättigter Bariumhydroxid Lösung mittels eines Stopfens an der Öffnung des Reagenzglases angebracht. Das Reaktionsgemisch wurde vorsichtig gewärmt.

Beobachtung:

Deutung:

Während der Erwärmung des Reaktionsgemisches sprudelte Gas durch das Gärröhrchen, in dem sich das Bariumhydroxid befand. Nach zwei Reaktionsschritten konnte Kohlendioxid und in Folge dessen Carbonat durch entstandenes Bariumcarbonat nachgewiesen werden.

1. Schritt:

2. Schritt:

Im ersten Schritt reagierte das Kaliumcarbonat mit der Salzsäure zu Kaliumchlorid und Kohlendioxid, das beim Erhitzen entwich und mit dem Bariumhydroxid als Bariumcarbonat, sichtbar in Form eines schwer löslichen, weißen Niederschlages, ausgefallen ist.

Versuch 15.4: Quantitative Analyse: Bestimmung der Wasserhärte

Versuch 15.4.1: Komplexometrische Bestimmung der Gesamthärte eines Wassers

Durchführung:

Von dem Leitungswasser aus dem Chemielabor wurden 100 ml in einem Messzylinder abgemessen. Dieses wurde mit einer Indikatorpuffertablette und 3 ml konzentriertem Ammoniak in einen Erlenmeyerkolben gegeben. Danach wurde mit einer 0,01 molaren Ethylendiamintetraacetat-Lösung (EDTA) (siehe Abbildung 1) bis zum Farbumschlag von rot nach grün titriert.

Beobachtung:

Deutung:

Der beobachtete Farbumschlag kam dadurch zustande, dass Ethylendiamintetraacetat mit dem im Wasser vorhandenen Erdalkali-Ionen der 2. Hauptgruppe Chelatkomplexe bilden.

Ethylendiamintetraacetat ist ein gebräuchliches Mittel zur Titration welches eine komplexe Struktur ausbildet. Es ist ein chelatisierender Ligand, welcher sechs Bindungen mit dem Zentralatom eingeht (siehe Abbildung 2). Mehrzähnige Liganden sind stabiler als ein einfach bindender Ligand.

Vier Bindungen erfolgen über die Carboxylgruppe und zwei über das jeweils freie Elektronenpaar der Stickstoffatome. Durch diese Eigenschaft bindet das Calcium-Ion, welches sonst eine geringe Neigung zur Komplexbildung besitzt, stabil an das Ethylendiamintetraacetat an. Ein Ligand, der an ein Zentralatom bindet, ist im Allgemeinen ein Elektronenpaardonator und das Metall (Zentralatom) ist in der Regel ein Elektronenpaarakzeptor.

Abbildung1: Ethylendiamintetraacetat

Ethylendiamintetraacetat bildet allerdings nur in einem bestimmten pH-Bereich mit den vorhandenen Metallen einen Chelatkomplex aus. Daher musste ein Puffer hinzugegeben werden, damit die Reaktion auch bei entstehenden Protonen einen nahezu gleich bleibenden pH-Wert im Pufferbereich beibehält.