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Nachweis von Eisen

Nachweis von Eisen

Vorkommen im Trennungsgang

Im Trennungsgang findet man Eisen in der Urotropin-Gruppe, in der es als rotbraunes Eisen(III)-hydroxid ausfällt. Durch Behandeln mit 2 N HCl lässt sich Eisenhydroxid wieder lösen. Wird die salzsaure Lösung mit wenig verdünnter Salpetersäure versetzt und erwärmt, ist sichergestellt, dass Fe3+ vorliegt.

Nachweis von Fe3+ als Berliner Blau

Bei Anwesenheit von Fe3+ in der salzsauren Probelösung entsteht mit Kaliumhexacyanoferrat(II) (gelbes Blutlaugensalz) eine tiefblaue Verbindung (Berliner Blau).

1. Schritt

Vorbereitung

2. Schritt

Einige Tropfen in Wasser gelöstes gelbes Blutlaugensalz (in Verdünnung farblos) werden auf die Tüpfelplatte gegeben.

3. Schritt

Tropfenweise Zugabe der Probelösung.

4. Schritt

Bei Anwesenheit von Fe3+ -Ionen färbt sich die Mischung tiefdunkelblau.

5. Schritt

Die blaue Färbung bleibt auch bei Verdünnung auf das fünffache Volumen erhalten.

Abb.
1. Schritt

Vorbereitung

Abb.
2. Schritt

Einige Tropfen in Wasser gelöstes gelbes Blutlaugensalz (in Verdünnung farblos) werden auf die Tüpfelplatte gegeben.

Abb.
3. Schritt

Tropfenweise Zugabe der Probelösung.

Abb.
4. Schritt

Bei Anwesenheit von Fe3+ -Ionen färbt sich die Mischung tiefdunkelblau.

Abb.
5. Schritt

Die blaue Färbung bleibt auch bei Verdünnung auf das fünffache Volumen erhalten.

Nachweis von Fe2+ als Turnbulls Blau

Bei Anwesenheit von Fe2+ in der salzsauren Probelösung entsteht mit Kaliumhexacyanoferrat(III) (rotes Blutlaugensalz) eine tiefblaue Verbindung (Turnbulls Blau).

1. Schritt

Vorbereitung

2. Schritt

Einige Tropfen in Wasser gelöstes rotes Blutlaugensalz (in Verdünnung gelb) werden auf die Tüpfelplatte gegeben.

3. Schritt

Tropfenweise Zugabe der gelösten Probe.

4. Schritt

Bei Anwesenheit von Fe2+ -Ionen färbt sich die Mischung tiefdunkelblau.

Abb.
1. Schritt

Vorbereitung

Abb.
2. Schritt

Einige Tropfen in Wasser gelöstes rotes Blutlaugensalz (in Verdünnung gelb) werden auf die Tüpfelplatte gegeben.

Abb.
3. Schritt

Tropfenweise Zugabe der gelösten Probe.

Abb.
4. Schritt

Bei Anwesenheit von Fe2+ -Ionen färbt sich die Mischung tiefdunkelblau.

Beide Reaktionsprodukte (unlösliches Berliner Blau bzw. unlösliches Turnbulls Blau) sind chemisch identisch. Es handelt sich um das Eisen(III)-salz von Hexacyanoferrat(II), Fe4[Fe(CN)6]3 · H2O, das bei der Berliner Blau-Reaktion sofort aus den eingesetzten Reagenzien, bei der Turnbulls Blau-Reaktion nach Redox-Reaktion von Hexacyanoferrat(III), [Fe(CN)6]3-, mit Eisen(II)-salzlösung entsteht.

Die blaue Verbindung ist wasserunlöslich, bleibt aber häufig kolloidal in Lösung. Sie besteht aus oktaedrisch gebauten [Fe(CN)6]4--Anionen, und Fe3+-Kationen, die in einem Kristallgitter so angeordnet sind, dass die Cyanoliganden mit dem C-Atom auf Fe2+- und dem N-Atom auf Fe3+-Ionen zeigen. Hohlräume in der Kristallstruktur sind mit Wasser-Molekülen besetzt.

Berliner Blau: 4 Fe 3+ +3 [ Fe ( CN ) 6 ] 4 Fe 4 [ Fe ( CN ) 6 ] 3

Turnbulls Blau: 4 Fe 2+ +4 [ Fe ( CN ) 6 ] 3 4 Fe 3+ +4 [ Fe ( CN ) 6 ] 4 Fe 4 [ Fe ( CN ) 6 ] 3 +

Hinweis
Ist so viel Eisen in der Analyse, dass der Nachweis anderer Ionen gestört ist, oder so wenig, dass der Eisennachweis unsicher erscheint, kann Fe3+ aus einer stark salzsauren Lösung in Form von Chloroferraten ausgeethert; werden. Damit wird Fe3+ von den anderen in der Urotropien-Gruppe enthaltenen Ionen (Al, Cr, Zr) abgetrennt. Gegebenenfalls kann die etherische Phase durch Verdunsten des Ethers aufkonzentriert werden.
Ein ähnliches Verhalten zeigen auch die blutroten Eisenthiocyanatokomplexe, was im Eisennachweis von Fe3+ mit Kaliumthiocyanat genutzt werden kann (siehe unten).

Nachweis von Fe3+ als roter Thiocyanatoeisen-Komplex

Wenige Tropfen Probelösung werden auf einer weißen Tüpfelplatte mit ein bis zwei Tropfen einer Ammonium- oder Kaliumthiocyanatlösung (Thiocyanat = Rhodanid) versetzt. Bei Anwesenheit von Fe3+ -Ionen färbt sich die Mischung sofort blutrot.

1. Schritt

Vorbereitung

2. Schritt

Einige Tropfen der gelösten Probe werden auf die Tüpfelplatte gegeben.

3. Schritt

Ein Tropfen in Wasser gelöstes Thiocyanat (Ammonium- oder Kaliumthiocyanat) wird zu der Probelösung gegeben.

4. Schritt

Bei Anwesenheit von Fe 3+ -Ionen zeigt sich sofort eine blutrote Färbung.

5. Schritt

Etwas festes Natriumfluorid wird zu der Reaktionsmischung gegeben.

6. Schritt

Der Nachweis auf Eisen(III) gilt erst als sicher, wenn sich die Reaktionsmischung nach Zugabe von NaF vollständig entfärbt.

Abb.
1. Schritt

Vorbereitung

Abb.
2. Schritt

Einige Tropfen der gelösten Probe werden auf die Tüpfelplatte gegeben.

Abb.
3. Schritt

Ein Tropfen in Wasser gelöstes Thiocyanat (Ammonium- oder Kaliumthiocyanat) wird zu der Probelösung gegeben.

Abb.
4. Schritt

Bei Anwesenheit von Fe 3+ -Ionen zeigt sich sofort eine blutrote Färbung.

Abb.
5. Schritt

Etwas festes Natriumfluorid wird zu der Reaktionsmischung gegeben.

Abb.
6. Schritt

Der Nachweis auf Eisen(III) gilt erst als sicher, wenn sich die Reaktionsmischung nach Zugabe von NaF vollständig entfärbt.

[Fe(H2O)6]3++ 3SCN [Fe(SCN)3(H2O)3]+ 3H2O

Da auch andere Ionen mit Thiocyanat farbige Verbindungen geben, gilt der Nachweis auf Fe3+ erst als spezifisch, wenn sich die Lösung bei Zugabe von Fluorid wieder vollständig entfärbt. Dabei bildet sich aus dem roten Thiocyanatoeisen-Komplex der erheblich stabilere, farblose Aquapentafluoroferrat(III)-Komplex, [FeF5(H2O)]2- .

[Fe(SCN)3(H2O)3]+ 5F [FeF5(H2O)]2+ 3SCN+ 2H2O

Die Sicherheit des Eisennachweises mit Thiocyanat wird ebenfalls erhöht, wenn man die Löslichkeit des tiefroten Thiocyanatoeisen-Komplexes in Ether ausnutzt. Die obige Reaktion führt man dazu in einem Reagenzglas aus und überschichtet die Lösung mit Diethylether. Nach kräftigem Schütteln und Phasentrennung beobachtet man die Extraktion des roten Thiocyanatoeisen-Komplexes in die Etherphase.

1. Schritt

Vorbereitung

2. Schritt

Die Probelösung wird mit 3 Tropfen verdünnter Salzsäure angesäuert.

3. Schritt

Die Lösung wird tropfenweise mit einer wässrigen Kaliumthiocyanatlösung versetzt.

4. Schritt

Die rote Eisenthiocyanatlösung wird mit Diethylether überschichtet.

5. Schritt

Nach intensivem Schütteln befindet sich ein großer Teil des Thiocyanatoeisen-Komplexes in der Etherphase.

Abb.
1. Schritt

Vorbereitung

Abb.
2. Schritt

Die Probelösung wird mit 3 Tropfen verdünnter Salzsäure angesäuert.

Abb.
3. Schritt

Die Lösung wird tropfenweise mit einer wässrigen Kaliumthiocyanatlösung versetzt.

Abb.
4. Schritt

Die rote Eisenthiocyanatlösung wird mit Diethylether überschichtet.

Abb.
5. Schritt

Nach intensivem Schütteln befindet sich ein großer Teil des Thiocyanatoeisen-Komplexes in der Etherphase.

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