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Gallium, Indium, Thallium

Nachweis

Vorprobe

Die Lötrohrprobe zeigt bei Gallium eine unschmelzbare rote Schlacke, bei Anwesenheit von Indium werden bleiähnliche Metallkügelchen sowie ein gelber Oxidbeschlag erhalten.

Nachweis durch Flammenfärbung / Spektralanalyse

Das sicherste Nachweisverfahren für die Elemente Gallium, Indium und Thallium ist die Spektralanalyse. Leichtflüchtige Verbindungen der Metalle, z.B. Chloride oder Sulfate, ergeben eine charakteristische Flammenfärbung; im Spektroskop lassen sich die Elemente jeweils über typische Spektrallinien identifizieren:

Tab.1
Flammenfärbung und Spektrallinien der Elemente Gallium, Indium und Thallium
ElementFlammenfärbungSpektrallinien [nm]
Galliumviolett417,2 / 403,3
Indiumviolettblau452,1 / 410,2
Thalliumgrün535,1

Nachweis durch Fällungsreaktionen

Neben der Flammenfärbung/Spektralanalyse eignen sich auch einige Fällungsreaktionen zum Nachweis von Gallium, Indium und Thallium, so z.B. die Fällung als Hydroxid, Carbonat, Sulfid, Halogenid oder Chromat:

Tab.2
Fällungsreaktionen zum Nachweis von Gallium, Indium und Thallium
FällungsreagenzNiederschlagFarbeLöslichkeit
AlkalihydroxideGa(OH)3 In(OH)3weiß weißlöslich im Hydroxid-Überschuss
AmmoniakGa(OH)3 In(OH)3weiß weißschwerlöslich im Ammoniak-Überschuss
CarbonateGa2(CO3)3 In2(CO3)3 weiß weißlöslich im Überschuss von (NH4)2CO3
Schwefelwasserstoff / AmmoniumsulfidGa(OH)3 (nach Hydrolyse von Ga2S3) In2S3 Tl2S weiß gelb schwarzlöslich in verdünnten Säuren
Chloride Bromide IodideTlCl TlBr TlI weiß blassgelb gelblöst sich nicht mit Ammoniak (Unterschied zu AgCl und AgBr!)
Chromate / DichromateTl2CrO4 gelblöslich in konzentrierter Salzsäure

Nachweis von Gallium und Indium als Alizarin-S-Farblack

Ga3+ und In3+ bilden, ähnlich wie Al3+, mit dem Farbstoff Alizarin S hellrote Farblacke, die in verdünnten Säuren löslich sind. Eventuell vorhandenes Al3+ kann durch Zugabe von NaF komplex in Lösung gehalten werden (Aluminium - Nachweis als Alizarin-S-Farblack).

Nachweis von Gallium und Indium als fluoreszierender Morin-Farblack

Ga3+ und In3+ geben, ähnlich wie Al3+, mit Morin gelblich-grün fluoreszierende Farblacke, deren Bildung und Beständigkeit stark pH-abhängig sind (Nachweis von Aluminium).

Nachweis von Gallium und Indium als Chinalizarin-Farblack

Ga3+- und In3+-Ionen liefern mit Chinalizarin in ammoniakalischem Milieu einen blauvioletten Niederschlag, der wahrscheinlich eine Adsorptionsverbindung aus Chinalizarin und ausgefälltem Hydroxid darstellt. Al3+ stört und muss durch Zusatz von NaF beseitigt werden (Komplexbildung, Nachweis von Aluminium).

Hinweis
Außer Aluminium reagieren auch noch zahlreiche andere Metallionen mit Alizarin S, Morin oder Chinalizarin zu farbigen Niederschlägen. Die Nachweise sind daher nicht spezifisch für Gallium oder Indium!

Nachweis von Indium durch Reduktion mit unedlen Metallen

In stark salzsaurer Lösung wird In3+ durch metallisches Zink reduziert, Ga3+ dagegen nicht! Das Metall scheidet sich gewöhnlich als schwammiger Niederschlag, mitunter auch in Form glänzender Blättchen ab:

2In3++ 3Zn 2In+ 3Zn2+
Hinweis
Der Nachweis ist wenig charakteristisch, da auch zahlreiche andere Metalle aus ihren Lösungen durch das unedle Zink abgeschieden werden können!
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