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Arsen, Antimon, Bismut

Nachweis

Nachweis von Arsen und Antimon mit der Marsh'schen Probe:

Arsen- und Antimon-Verbindungen werden durch naszierenden Wasserstoff ("in statu nascendi"), erhältlich durch Umsetzung von Zink mit Schwefelsäure, zu Arsenwasserstoff, AsH3, bzw. Antimonwasserstoff, SbH3, reduziert:

As2O3+ 6Zn+ 12H+ 2AsH3+ 6Zn2++ 3H2O Sb2O3+ 6Zn+ 12H+ 2SbH3+ 6Zn2++ 3H2O

AsH3 bzw. SbH3 zerfallen bei höheren Temperaturen in die Elemente, d.h. es kommt zur Abscheidung eines Arsen- bzw. Antimonspiegels (Versuchsdurchführung: siehe Nachweis von Arsen):

2AsH3 2As+ 3H2 2SbH3 2Sb+ 3H2

Zur Unterscheidung von Arsen und Antimon wird der Metallspiegel mit einer ammoniakalischen Wasserstoffperoxid-Lösung behandelt. Nur wenn sich der Belag sofort in ammoniakalischer H2O2-Lösung löst, handelt es sich um Arsen, Antimon löst sich erst nach einiger Zeit:

2As+ 5H2O2+ 6NH3 2AsO43+ 6NH4++ 2H2O
Abb.1
Abb.2
Abb.3
Film zur Marsh'schen Probe

Der Nachweis von Arsen bzw. Antimon mit der Marsh'schen Probe ist sehr empfindlich und kann direkt mit der Analysenprobe durchgeführt werden.

Nachweis von Arsen mit der Bettendorf'schen Probe:

Arsen wird unabhängig von seiner Oxidationsstufe durch Zinn(II)-chlorid, SnCl2, in stark salzsaurer Lösung zu elementarem Arsen reduziert. Die Substanz wird dabei mit 38 %iger HCl und SnCl2 im Reagenzglas für mehrere Minuten erhitzt. Arsen fällt braunschwarz aus der Lösung aus, Antimon gibt diese Reaktion nicht:

2As3++ 3Sn2++ 18Cl 2As+ 3[SnCl6]2
Abb.4
Arsen -Nachweis mit der Bettendorf'schen Prob

Nachweis von Antimon durch Reduktion mit unedlen Metallen:

Wird das im Rahmen der H2S-Fällung (s.u.) erhaltene Antimonsulfid Sb2S5 mit halbkonzentrierter Salzsäure behandelt, geht Antimon als Hexachlorokomplex, [SbCl6], in Lösung. Nach dem Eintauchen eines blanken Eisennagels in die Lösung scheidet sich nach einiger Zeit elementares Antimon in Form von schwarzen Flocken oder direkt am Nagel ab, da Antimon entsprechend seiner Stellung in der Spannungsreihe durch unedlere Metalle wie Eisen oder Zink zum Metall reduziert wird:

2[SbCl6]+ 5Fe 2Sb+ 5Fe2++ 12Cl
Abb.5
Abb.6
Abb.7

Auch Sb(III)-Verbindungen werden in nicht zu stark sauren Lösungen zum Element reduziert:

2Sb3++ 3Fe 2Sb+ 3Fe2+

Nachweis von Arsen, Antimon und Bismut im Trennungsgang:

Im Trennungsgang fallen Arsen, Antimon und Bismut zusammen mit den Elementen der Schwefelwasserstoff-Gruppe aus saurer Lösung als gelbes As2S3/As2S5, orangerotes Sb2S3/Sb2S5 bzw. braunschwarzes Bi2S3 aus. Beim Digerieren der H2S-Fällung mit gelbem Ammoniumpolysulfid, (NH4)2Sx, werden die Sulfide des Arsens und des Antimons unter Bildung von Thioarsenat, AsS43, bzw. Thioantimonat, SbS43, gelöst. Durch Zugabe von konzentrierter HCl zur Ammoniumpolysulfid-Lösung fällt As2S5 wieder aus.

Abb.8
Frisch gefälltes Sb2S3/Sb2S5
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