Nachweis von Chlorid, Bromid und Iodid
Tauche ein in die faszinierende Welt der Ionen! Lerne, wie du klare Salzlösungen auf Anionen testest und die unterschiedlichen Farben entschlüsselst. Verstehe mehr über Fällungsreaktionen mit Silbernitrat und wie du damit Chlorid-, Bromid- und Iodidionen nachweisen kannst. Interessiert? Komm und entdecke mehr von der aufregenden Chemie der Halogene!
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Grundlagen zum Thema Nachweis von Chlorid, Bromid und Iodid
Nachweis von Chlorid, Bromid und Iodid – Chemie
Chlor, Brom und Iod sind Elemente der VII. Hauptgruppe. Sie werden daher auch als Halogene bezeichnet und haben ähnliche Eigenschaften. In wässrigen Lösungen bilden sie einfach negativ geladene Halogenidionen. Doch wie kann man sie voneinander unterscheiden? Dazu lernst du heute einen Nachweis kennen.
Was sind Salze? – Definition
Salze sind kristalline Substanzen. Diese Kristallstruktur besteht aus positiv geladenen Ionen, sogenannten Kationen, und negativ geladenen Ionen, sogenannten Anionen. Die Ionen sind über ionische Bindungen miteinander verbunden. Aus den Anionen und Kationen bildet sich ein Ionengitter aus.
Salz und Wasser
Was passiert bei der Zugabe von Wasser zu Salz? Wenn du Wasser zu einem Salz gibst, löst sich das Ionengitter auf und im Wasser befinden sich dann die freien Anionen und Kationen. Dabei entsteht eine klare Lösung des Salzes. Die Ionen im Wasser kannst du nicht sehen.
In jedem Gewässer, wie Flüssen oder Seen, befinden sich solche Ionen. Doch welche Ionen befinden sich im Wasser?
Nachweis von Ionen im Wasser
Um herauszufinden, welche Ionen sich im Wasser befinden, kannst du zu deiner Wasserprobe ein geeignetes Reagenz geben. Das Reagenz reagiert mit den Ionen zu einem unlöslichen Salz. Dieser Vorgang wird als Fällung bezeichnet. Die Nachweisreaktion von Ionen in wässrigen Lösungen heißt demnach Fällungsreaktion. Das Produkt der Fällungsreaktion, das ausfallende Salz, wird auch als spezifischer Niederschlag bezeichnet, der charakteristisch für bestimmte Ionen ist.
Nachweisreaktion mit Silbernitrat
Du hast bisher gelernt, dass in Wasser Ionen gelöst sind, die für uns nicht sichtbar sind.
Einfach erklärt kannst du die Chlorid-, Bromid- und Iodidionen nachweisen, indem du Silbernitrat ($\ce{AgNO3}$) deiner wässrigen Lösung zugibst. Dieses dissoziiert ebenfalls in wässriger Lösung zu einem Silberion ($\ce{Ag+}$) und einem Nitration ($\ce{NO3-}$). Die Silberionen reagieren jeweils mit den Chlorid-, Bromid- oder Iodidionen. Das Produkt dieser Reaktion ist ein jeweils andersfarbiges Salz, das ausfällt. An der Farbe der Fällung kannst du erkennen, welche Ionen sich in deiner Wasserprobe befinden. Die Reaktionsschritte siehst du folgend im Detail.
Fällungsreaktionen von Chlorid, Bromid und Iodid
Die Nachweisreaktion kann von störenden Sulfationen beeinflusst werden, sodass du das Wasser vorher mit Salpetersäure ansäuern solltest. Um Chlorid-, Bromid- bzw. Iodidionen nachzuweisen, benötigst du Silbernitrat. Dieses reagiert mit Wasser, sodass Silberionen und Nitrationen entstehen. Die Reaktionsgleichung kannst du hier sehen:
$\ce{AgNO3 <=> Ag+ + NO3-}$
Das Ergebnis der Reaktion ist eine klare Lösung. Silbernitrat löst sich also vollständig in Wasser. Die Silberionen reagieren jeweils mit den Chlorid-, Bromid- und Iodidionen. Die Reaktionsgleichungen und das Fällungsprodukt kannst du in der Tabelle sehen.
| Reaktionsgleichung | Niederschlag | |
|---|---|---|
| Chlorid-Nachweis | $\ce{Ag+ + Cl- → AgCl}$ | unlösliches, weißes Silberchlorid |
| Bromid-Nachweis | $\ce{Ag+ + Br- → AgBr}$ | unlösliches, fahlgelbes Silberbromid |
| Iodid-Nachweis | $\ce{Ag+ + I- → AgI}$ | unlösliches, hellgelbes Silberiodid |
Du kannst dir also merken, dass mit steigender Atommasse des nachzuweisenden Halogenids die Farbe der Fällung immer gelblicher wird!
Nachweis von Chlorid, Bromid und Iodid mit Silbernitrat – Zusammenfassung
Die Ionen Chlorid, Bromid und Iodid befinden sich in Wasser gelöst vor, sodass du diese nicht sehen kannst. Es handelt sich um eine klare Flüssigkeit. Silbernitrat dissoziiert in Wasser zu Silberionen und Nitrationen. Die Silberionen reagieren mit den Ionen Chlorid, Bromid bzw. Iodid zu einem Salz. Das entstehende Salz zeigt sich als Niederschlag. Bei Chloridionen entsteht ein weißer, bei Bromidionen ein fahlgelber und bei Iodidionen ein hellgelber Niederschlag. Die Farbe des Niederschlags kennzeichnet dir, welche Ionen sich in deinem Wasser befinden. Die Nachweisreaktion kann von störenden Sulfationen beeinflusst werden. Deswegen sollte das Wasser vorher mit Salpetersäure angesäuert werden.
In diesem Video lernst du, wie du die Ionen Chlorid, Bromid und Iodid mit Silbernitrat mittels einer Fällungsreaktion nachweisen kannst. Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungsaufgaben, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen. Viel Spaß!
Transkript Nachweis von Chlorid, Bromid und Iodid
Hallo und herzlich willkommen. Dieses Video heißt Nachweis von Chlorid, Bromid und Iodid. Du kennst bereits Kochsalz, Ionen und das Ionengitter. Nachher kannst Du Chlorid-Ionen, Bromid-Ionen, Iodid-Ionen selbstständig nachweisen. Das Video besteht aus drei Abschnitten: Wasser enthält Ionen, Sind bestimmte Ionen enthalten?, Die Fällungen als Chlorid, Bromid und Iodid und Wasser enthält Ionen. Betrachtet man Salze sehr stark vergrößert, so stellt man fest, dass sie aus einem Ionengitter bestehen. Daher sind Salze feste Verbindungen. Gibt man zu dem Ionengitter Wasser, so beobachtet man einen interessanten Vorgang. Durch die Wassermoleküle wird das Ionengitter zerstört und die Ionen im Wasser verteilt. Das Salz löst sich. Es entsteht eine klare Lösung des Salzes. Im natürlichen Wasser befinden sich solche Ionen. Hat man eine Wasserprobe, so stellt man sich immer die Frage: Sind bestimmte Ionen enthalten? Um das herauszufinden gibt man zu der Wasserprobe ein geeignetes Reagenz. Sind die gesuchten Ionen enthalten, bildet sich ein unlösliches Salz. Die dabei ablaufende chemische Reaktion bezeichnet man als „Fällung“ oder als „Fällungsreaktion“. Sie dient dem Nachweis bestimmter Ionen. Die Fällungen als Chlorid, Bromid und Iodid: Bei diesen Ionen handelt es sich um negativ geladene Ionen. Solche Ionen nennt man „Anionen“. Daher schreibt man Cl-, Br- und I-. Das Chlorid-Ion, Bromid-Ion und das Iodid-Ion. Als Beispiele für Salze möchte ich die entsprechenden Natriumsalze nennen. NaCl, NaBr und NaI. Natriumchlorid, Natriumbromid und Natriumiodid. Gibt man die Salze in Wasser, so erhält man klare Lösungen, die Ionen sind für uns unsichtbar. Wie macht man die Ionen sichtbar? Das erfolgt über eine bestimmte Fällung. Das Reagenz für die Fällung ist „Silbernitrat“. Silbernitrat ist ein weißes Salz mit der Formel AgNo3. In Wässriger Lösung dissoziiert das Salz, es bilden sich Silber-Ionen, Ag+. Man erhält eine klare Lösung. Silbernitrat löst sich in Wasser. Die Silber-Ionen benötigen wir für die Fällungsreaktion. Ag+ plus Cl- reagieren zu AgCl. Silber-Ionen und Chlorid-Ionen bilden unlösliches, weißes Silberchlorid. Ag+ plus Br- reagieren zu AgBr. Silber-Ionen und Bromid-Ionen bilden unlösliches, Fahlgelbes Silberbromid. Und schließlich: Ag+ plus I- reagieren zu AgI. Silber-Ionen und Iodid-Ionen bilden unlösliches, hellgelbes Silberiodid. Formulieren wir noch einmal die drei Reaktionsgleichungen: Ag+ plus Cl- reagieren zu AgCl. Ag+ plus Br- reagieren zu AgBr. Ag+ plus I- reagieren zu AgI. Der Niederschlag ist im ersten Fall weiß, im zweiten fahlgelb und in der dritten Reaktion hellgelb. So und damit sind wir dann auch für heute fertig. Oh, danke mein Schäfchen. Da habe ich doch fast etwas vergessen. Bei natürlichem Wasser hat man häufig störende Ionen, wie zum Beispiel Sulfat. Hier ist es wichtig, mit Salpetersäure vorher anzusäuern. Die Fällungen laufen dann genauso ab, wie beschrieben. Und jetzt gibt es nichts mehr zu meckern. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss.
Nachweis von Chlorid, Bromid und Iodid Übung
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Schildere den Aufbau von Salzen.
TippsEin Beispiel für ein Salz ist Natriumchlorid, auch Kochsalz genannt. Überlege, welchen Aggregatzustand das Salz hat.
Nutze für den Aufbau des Salzes die Abbildung im Kopfteil.
Das Salz wird in einem Lösungsmittel gelöst. Überlege, wie die spezielle Form der Mischung genannt wird.
LösungSalze sind feste Stoffe. Sie besitzen diese Eigenschaft aufgrund des stabilen Ionengitters, aus dem sie aufgebaut sind. In diesem sind Ionen wie in einem Gitter regelmäßig angeordnet. Dieses stabile Gitter wird jedoch zerstört, wenn man das Salz in einem Lösungsmittel löst. Dies ist in den meisten Fällen Wasser. Aber: Es gibt auch Salze, die nicht in Wasser löslich sind. Durch das Lösen in Wasser verlassen die Ionen ihren Platz im Gitter. Sie liegen dann als frei bewegliche Ionen im Wasser vor. Der Chemiker spricht dann von einer Lösung, die bei den meisten Salzen klar ist. Deshalb kann man nicht immer genau wissen, welche Ionen in der Lösung vorliegen und dafür braucht man dann Nachweisverfahren.
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Nenne das Reagenz für den Nachweis von Chlorid-, Bromid- und Iodid-Ionen.
TippsDas entstehende Salz beim Nachweis ist schwer löslich.
Überlege, welche Ionen miteinander reagieren müssen, sodass dieses bestimmte Salz entsteht.
Das Nachweisreagenz ist selbst ein Salz, was sich sehr gut in Wasser lösen lässt.
LösungOb sich Halogenid-Ionen (Chlorid-, Bromid- und Iodid-Ionen) in einer Lösung befinden, findet man mit dem Nachweisreagenz Silbernitrat heraus. Dieser Stoff ist selbst ein weißes Salz, was sich sehr gut in Wasser löst. Durch das Lösen in Wasser dissoziiert das Silbernitrat in seine Ionen: das Silber-Ion $Ag^+$ und das Nitrat-Ion $NO_3^-$. Diese Dissoziationsreaktion ist von besonderer Bedeutung, da man für den Nachweis der Halogenid-Ionen die freigewordenen Silber-Ionen benötigt.
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Erläutere die Versuchsdurchführung der Nachweisreaktion von Halogenid-Ionen.
TippsBeachte, dass im Labor oder Chemieraum immer deine eigene Sicherheit gewährleistet sein muss.
Stelle zunächst alle Chemikalien bereit, die du für den Versuch benötigst.
Erst wenn alle Vorbereitungsschritte durchgeführt wurden, kannst du das Reagenz zur Probe hinzugeben.
LösungFührst du ein Experiment im Chemieunterricht durch, ist von großer Bedeutung, dass du dabei Schutzkleidung, wie Schutzbrille, Schürze oder manchmal auch Handschuhe trägst.
Es ist von Vorteil, bevor du mit dem Nachweis beginnst, alles dafür vorzubereiten. Dazu gehört zuallererst, dass die Probe, falls sie noch nicht so bereitgestellt wurde, in ein Reagenzglas umzufüllen. Darin kannst du alle Vorgänge sehr gut beobachten. Danach bereitest du das Nachweisreagenz vor. Silbernitrat wird in Wasser gelöst. Dabei dissoziiert das Salz in seine Ionen. Dieser Schritt ist sehr wichtig, sonst würde der Nachweis nicht funktionieren. Bevor du das Reagenz zur Probe hinzugibst, musst du mit Salpetersäure ansäuern. Ist das geschehen, kannst du die Silbernitrat-Lösung zur Probe hinzugeben. In diesem Experiment fällt ein hellgelber Niederschlag fällt. Zu welchem Halogenid-Ion gehört diese Beobachtung?
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Bilde die korrekten Reaktionsgleichungen.
TippsÜberlege, aus welchen zwei Ionen Silbernitrat aufgebaut ist.
Um herauszufinden, welches Halogenid-Ion sich in Julians Probe befindet, lies dir nochmal seine Beobachtung durch.
Überlege dann, welches der Halogenid-Ionen mit Silbernitrat einen schwer löslichen weißen Niederschlag bildet.
LösungMithilfe der Beobachtung in diesem Experiment kann man auf das Halogenid-Ionen schließen. Du hast bereits gelernt, dass Chlorid-, Bromid- und Iodid-Ionen unterschiedlich farbige Niederschläge mit dem Reagenz Silbernitrat bilden. So ist Silberbromid ein weiß-gebliches Salz, Silberiodid ein hellgelbes Salz und Silberchlorid ist ein weißes Salz. Alle drei Silbersalze sind schwer in Wasser löslich und bilden deshalb einen Niederschlag. In dieser Probe befanden sich also Chlorid-Ionen.
Das Silbernitrat wird zunächst in Wasser gelöst. Dabei dissoziiert es in das einfach positiv geladene Silber-Ion und das einfach positiv geladene Nitrat-Ion. Das Silber-Ion reagiert dann mit den Halogenid-Ionen zu den Silbersalzen.
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Entscheide, warum beim Halogenid-Nachweis zunächst mit Salpetersäure angesäuert werden muss.
TippsErinnere dich zurück an die Aussage über Wasser in der Natur. Enthält dieses mehrere Ionen oder immer nur ein Ion?
Das Nitrat-Ion bildet sehr leicht lösliche Salze.
LösungMöchte man eine Probe Wasser aus der Natur auf Halogenid-Ionen überprüfen, dann ist es wichtig zu wissen, dass sich neben diesen Halogenid-Ionen auch andere Ionen in der Probe befinden werden. Diese müssen also zuerst entfernt werden, damit man ein klares Ergebnis erhält. Ein sehr stark störendes Ion ist das Carbonat-Ion $CO_3^{2-}$. Würde man Silbernitrat zur Probe hinzugeben, ohne vorher Salpteersäure angesäuert zu haben, dann würde ein hellbrauner Niederschlag ausfallen. Dieser entsteht, weil das Silber des Silbernitrats mit den Carbonat-Ionen reagiert. Ein Nachweis der Halogenid-Ionen ist nicht mehr möglich. Wird jedoch vorher mit Salptersäure $HNO_3$ angesäuert, dann reagiert das Silber des Silbernitrats sofort mit den Halogenid-Ionen und diese können somit nachgewiesen werden.
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Leite ab, warum Silberhalogene in braunen Flaschen aufbewahrt werden müssen.
TippsSilberhalogenide werden in der Schwarz-Weiß-Fotografie eingesetzt.
Überlege, welchen Vorteil ein braunes Glas im Gegensatz zu einem weißen Glas aufweist.
LösungSilberhalogenide haben eine sehr interessante Eigenschaft. Sie sind sehr empfindlich gegenüber Lichteinstrahlung. Was genau passiert dann mit ihnen? Werden Silberhalogenide Licht zu lange ausgesetzt, dann zerfallen sie in ihre Bestandteile, also in Silber und in das entsprechende Halogen.
$2AgX \to 2Ag + X_2$ Das X steht für das Halogen.
Durch die Bildung des elementaren Silbers, färben sich die weiß bis gelb gefärbten Silberhalogenide schwarz. Diese chemische Eigenschaft wird z.B. in der Schwarz-Weiß-Photographie eingesetzt, wo aus Negativbildern richtige Bilder entstehen. Das braune Glas verhindert, dass dieser Prozess stattfindet.
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