zum Directory-modus

Vorlesungsversuche in der Anorganischen Chemie

Halogenidtrennung

Versuchsdurchführung

Zur Trennung der drei Halogenid-Anionen Chlorid, Bromid und Iodid wird die salpetersaure Probelösung mit Silbernitrat versetzt. Die Silberhalogenide AgCl (weiß), AgBr (hellgelb) und AgI (zitronengelb) fallen als sehr lichtempfindlicher Niederschlag aus, der von der Lösung getrennt, mit Wasser gewaschen und mit Ammoniumcarbonatlösung (2 molL-1 ) versetzt wird. Aus dem Gemisch der Silberhalogenide löst sich bei der geringen Ammoniakkonzentration in der (NH4)2CO3-Lösung nur das Silberchlorid als farbloser Silberdiamminkomplex, [Ag(NH3)2]+.Die vom verbleibenden Niederschlag getrennte Ammoniumcarbonatlösung wird mit Salpetersäure angesäuert, um das Silberchlorid auszufällen. Das Silberhalogenidgemisch enthält jetzt noch Silberbromid und Silberiodid. Zu deren Trennung wird mit konzentrierter Ammoniaklösung versetzt, wobei Silberbromid ebenfalls als Silberdiamminkomplex in Lösung geht und bei Verdünnung mit Wasser wieder ausfällt. Das verbleibende Silberiodid ist auch in gesättigter Ammoniaklösung nicht löslich. Es ist allerdings mit Thiosulfat als [Ag(S2O3)2]3 löslich. Aus dieser Lösung kann Silber durch Reduktion mit Zink abgeschieden werden.

1. Schritt

Vorbereitung

2. Schritt

Aus der salpetersauren Probelösung fallen mit Silbernitrat die Silberhalogenide AgCl, AgBr und AgI als schmutzig weißer Niederschlag aus, der sich bei längerem Stehen am Licht grau verfärbt. Der Niederschlag wird abzentrifugiert und mit verdünnter Ammoniaklösung behandelt.

3. Schritt

Die Ammoniaklösung und der verbleibende Niederschlag werden getrennt.

4. Schritt

Beim Versetzen der Ammoniaklösung mit Salpetersäure fällt das weiße Silberchlorid wieder aus.

5. Schritt

Aus dem verbleibenden Niederschlag wird mit konzentrierter Ammoniaklösung Silberbromid herausgelöst. Das verbleibende Silberiodid wird von der Lösung getrennt.

6. Schritt

Durch Zugabe von Salpetersäure zu der ammoniakalischen Silberbromidlösung fällt Silberbromid als hellgelber Niederschlag, der sich durch Lichteinwirkung schnell grau verfärbt, wieder aus.

7. Schritt

Der Silberbromid-Niederschlag und das verbleibende Silberiodid werden abzentrifugiert und mit Wasser gewaschen.

Abb.
1. Schritt

Vorbereitung

Abb.
2. Schritt

Aus der salpetersauren Probelösung fallen mit Silbernitrat die Silberhalogenide AgCl, AgBr und AgI als schmutzig weißer Niederschlag aus, der sich bei längerem Stehen am Licht grau verfärbt. Der Niederschlag wird abzentrifugiert und mit verdünnter Ammoniaklösung behandelt.

Abb.
3. Schritt

Die Ammoniaklösung und der verbleibende Niederschlag werden getrennt.

Abb.
4. Schritt

Beim Versetzen der Ammoniaklösung mit Salpetersäure fällt das weiße Silberchlorid wieder aus.

Abb.
5. Schritt

Aus dem verbleibenden Niederschlag wird mit konzentrierter Ammoniaklösung Silberbromid herausgelöst. Das verbleibende Silberiodid wird von der Lösung getrennt.

Abb.
6. Schritt

Durch Zugabe von Salpetersäure zu der ammoniakalischen Silberbromidlösung fällt Silberbromid als hellgelber Niederschlag, der sich durch Lichteinwirkung schnell grau verfärbt, wieder aus.

Abb.
7. Schritt

Der Silberbromid-Niederschlag und das verbleibende Silberiodid werden abzentrifugiert und mit Wasser gewaschen.

8. Schritt

Benötigte Chemiekalien und Geräte für den Nachweis von Bromid und Iodid.

9. Schritt

Beide Silberhalogenid-Niederschläge werden mit einer Spatelspitze Zinkpulver...

10. Schritt

...und ca. 3 mL verdünnter Schwefelsäure versetzt.

11. Schritt

Die Mischungen werden nach Beendigung der Wasserstoffentwicklung filtriert.

12. Schritt

Die beiden filtrierten Lösungen...

13. Schritt

...werden mit Chloroform unterschichtet...

14. Schritt

...und mit einigen Tropfen Chlorwasser versetzt.

15. Schritt

Die entstehenden Halogenide lösen sich mit charakteristischer Farbe (rotbraun für Brom und violett für Iod) in der Chloroformphase.

Abb.
8. Schritt

Benötigte Chemiekalien und Geräte für den Nachweis von Bromid und Iodid.

Abb.
9. Schritt

Beide Silberhalogenid-Niederschläge werden mit einer Spatelspitze Zinkpulver...

Abb.
10. Schritt

...und ca. 3 mL verdünnter Schwefelsäure versetzt.

Abb.
11. Schritt

Die Mischungen werden nach Beendigung der Wasserstoffentwicklung filtriert.

Abb.
12. Schritt

Die beiden filtrierten Lösungen...

Abb.
13. Schritt

...werden mit Chloroform unterschichtet...

Abb.
14. Schritt

...und mit einigen Tropfen Chlorwasser versetzt.

Abb.
15. Schritt

Die entstehenden Halogenide lösen sich mit charakteristischer Farbe (rotbraun für Brom und violett für Iod) in der Chloroformphase.

Erklärung

Die Silberhalogenide sind im Gegensatz zu allen anderen weißen Silbersalzen (Ag2SO4, AgOCl, ...) auch in verdünnter Salpetersäure stabil. Deshalb macht man sich bei der Trennung der Halogenide die unterschiedlichen Löslichkeitsprodukte der Silberhalogenide zu Nutze und fällt zunächst aus saurer Lösung alle Silberhalogenide gemeinsam.

Der AgCl-Anteil (Löslichkeitsprodukt L (AgCl) = 1,6·10-10 mol2 L-2) löst sich schon bei geringer Ammoniakkonzentration, wie sie in einer verdünnten (NH4)2CO3-Lösung vorhanden ist. Es bildet sich der Silberdiamminkomplex, [Ag(NH3)2]+, der bei Zugabe von Salpetersäure zerfällt. AgCl fällt wieder aus.

Cl(aq)+ Ag+(aq) AgCl(s) AgCl(s)+ 2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)+ Cl(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)+ Cl(aq)+ 2H+(aq) AgCl(s)+ 2NH4+(aq)

Der hellgelbe AgBr-Anteil (Löslichkeitsprodukt L (AgBr) = 5,0·10-13 mol2 L-2) löst sich bei einer Ammoniakkonzentration, wie sie in konzentrierter Ammoniaklösung vorhanden ist. Es bildet sich der Silberdiamminkomplex, [Ag(NH3)2]+, der bei Verringerung der Ammoniakkonzentration durch Verdünnung mit Wasser zerfällt. AgBr fällt wieder aus, eventuell vorhandenes AgCl bleibt unter diesen Bedingungen in Lösung.

Br(aq)+ Ag+(aq) AgBr(s) AgBr(s)+ 2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)+ Br(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)+ Br(aq)+ 2H+(aq) AgBr(s)+ 2NH4+(aq)

Der zitronengelbe AgI-Anteil (Löslichkeitsprodukt L (AgI) = 1,0·10 -16 mol2 L-2) ist in konzentrierter Ammoniaklösung nicht löslich. Erst mit Thiosulfat bildet sich ein Silberkomplex, der stabiler ist als Silberiodid. Aus einer Lösung des Dithiosulfatoargentats, [Ag(S2O3)2]3, kann das Silber durch Reduktion mit einem unedlen Metall (Zink, ...) wieder freigesetzt werden.

I(aq)+ Ag+(aq) AgI(s) AgI(s)+ 2S2O32(aq) [Ag(S2O3)2]3(aq)+ I(aq)
Seite 10 von 11