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Trennungsgang

Kupfer-Gruppe

Zur Kupfer-Gruppe zählen: Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+.

Im Gegensatz zu HgS lösen sich beim Erwärmen PbS, CuS, Bi2S3 und CdS in 20-%iger HNO3 (Filtrat I), wobei die Auflösung auf einer Oxidation des sulfidischen Schwefels zu S8 oder SO42 und einer damit verbundenen Gleichgewichtsverschiebung beruht.

Beispiel

CuS Cu2++ S2

S2+ 8NO3+ 8H3O+ SO42+ 8NO2+ 12H2O

Bei HgS versagt die Oxidationsreaktion, da das Löslichkeitsprodukt von HgS (1052  mol2 L-2 ) so extrem klein ist, dass die Sulfid-Ionen-Konzentration nicht mehr ausreicht, um den Stickstoff der Salpetersäure zu reduzieren. Als einziger Rückstand bleibt somit HgS übrig. Zur Auflösung von HgS ist Königswasser erforderlich (1:3-Gemisch aus konzentrierter HNO3 und konzentrierter HCl), wobei zusätzlich zur S2-Oxidation Komplexbildung von Hg2+ zu [HgCl4]2 erfolgt. Wenn dieses gelöst ist, raucht man das Königswasser ab und nimmt in verdünnter HCl den Rückstand wieder auf. Mit Zinn(II)-Lösung reduziert man zum Hg(I), das mit dem Chlorid als Kalomel weiß ausfällt. Die Zugabe von Ammoniak lässt das Kalomel disproportionieren und man beobachtet die Farbveränderung zu schwarz, hervorgerufen durch das elementare Quecksilber.

Filtrat I wird mit Schwefelsäure versetzt und eingedampft. Der Rückstand wird mit Wasser und etwas verdünnter Schwefelsäure aufgenommen (Filtrat II). Dabei bleibt Bleisulfat als schwerlöslicher Rückstand zurück. Dieser wird in ammoniakalischer Tartrat-Lösung wieder gelöst und das Blei durch einen weiteren Nachweis eindeutig identifiziert.

Das schwefelsaure Filtrat II wird mit Ammoniak versetzt, dabei fällt Bismuthydroxid aus, welches durch Reduktion mit Stannit-Lösung zu elementarem Bismut noch näher bestimmt wird. Eventuell kurzzeitig entstandenes Cadmium- und Kupferhydroxid lösen sich im Überschuss unter Komplexbildung wieder auf (Filtrat III). Der entstehende Aminkomplex des Kupfers ist intensiv blau gefärbt und dient dadurch schon als positiver Kupfer-Nachweis. Die alkalische blaue Lösung wird solange mit KCN versetzt, bis die Lösung farblos ist. Zwischenzeitig ist es möglich, dass es zur Niederschlagsbildung durch die Salze CuCN oder Cd(CN)2 kommt, die jedoch bei weiterer Cyanid-Zugabe die löslichen Cyanokomplexe [Cu(CN)4]3 und [Cd(CN)4]2 bilden. Der Kupfer-Komplex ist so stabil, dass bei erneuter Einleitung von H2S-Gas in die alkalische Lösung nur noch CdS gelb ausfällt.

Abb.1
Trennungsgang der Kupfer-Gruppe
Tab.1
Einzelnachweise für die Kupfer-Gruppe
KationMögliche Nachweisreaktionen
Hg2+ • Amalgamprobe
Pb2+ • Fällung als gelbes PbCrO4 • Fällung als weißes PbSO4
Bi3+ • Reduktion zu schwarzem, metallischem Bismut • Nachweis mit Diacetyldioxim
Cu2+ • als blauer Tetramminkupfer(II)-Komplex
Cd2+ • Fällung als gelbes CdS
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