Tabellen zur chemischen Analyse zum Gebrauch im Laboratorium und bei der Repetition: Erster Teil: A. Theoretisches. und B. Verhalten der Elemente und ihrer Verbindungen. Zweiter Teil: Methoden zur Auffindung und Trennung der Elemente [4. Aufl. Reprint 2020] 9783112367568, 9783112367551

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TABELLEN ZUR

CHEMISCHEN ANALYSE ZUN GEBRAUCH III LABORATORIUM USD BEI DER REPETITION ERSTER TEIL: A. THEORETISCHES UND

B. V E R H A L T E N DER E L E M E N T E UND IHRER

VERBINDUNGEN

ZWEITER TEIL: METHODEN

ZUR A U F F I N D U N G

UND T R E N N U N G DER

HERAUSGEGEBEN VON

O T T O

W A L L A C H ,

PROF AN D. UNIVK1ISITÄT QOTTINGKN.

VIERTE

AUFLAGE.

BONN 1910. A. MARCUS UND E. WEBER'S VEKLAG.

ELEMENTE

Dns Recht der Ubersetzung behält sieh der Verfasser vor.

Inhaltsverzeichnis. Seite

4

Vorwort T e i l I : A. Theoretisches

5

§ 1. Wertigkeit. Äquivalenz. § 2. Radikal. § 3. Reaktionen. Reagentien § 4. Oxydation. Oxydationsmittel. § 5. Reduktion. Reduktionsmittel § 6. Säuren. § 7. Basen. § 8. Salze. § 9. Hydrolyse. § 10. Dissoziation §11. Elektrolytische Dissoziation. Jonen. § 12. Chemische Gleichungen Massen Wirkung. B. Verhalten der Elemente und ihrer Verbindungen.

Tab. I.

Kalium, Natrium, Lithium, Ammonium . . . . Baryum, Strontium, Calcium Tab. II. Magnesium, Zink, Nickel, Kobalt, Ferroverbindüngen, Mangan Tab. III. Gruppe IV: Ferriverb., Chrom, Aluminium. — Unterscheidende Reaktionen der Ferro- und Ferri-Salze . . . . Tab. IV. Gruppe V: Arsen, Antimon, Zinn Tab. V. Gruppe VI: Silber, Quecksilber, Kupfer, Blei, Wismut, Cadmium Tab. VI. Gruppe VII: Wasserstoff, Fluor, Chlor, Brom, Jod Tab. VII. Gruppe VIII: Sauerstoff, Schivefel Tab. VIII. Gruppe IX: Stickstoff, Phosphor, Bor Tab. IX. Gruppe X: Silicium, Kohlenstoff. — C- und N-haltige Säuren Gruppe Gruppe Gruppe

I: II: III:

12 13

14 16 18 20

22 24

26 28

Anhang: Tab. X.

ad Gruppe aii Gruppe

I: Rubidium, Caesium III u. IV: Indium, Thallium,

ad Gruppe ad Gruppe ad Gruppe

V: V: VI:

Uran

—

Beryllium,

30

Thorium, Zirkonium, Titan 30 Gold, Iridium 31 Tab. XI. Platin, Molybdän, Wolfram, Vanadin, Selen, Tellur 32 Palladium, Rhodium, Ruthenium, Osmium . . 33 Tabelle des sog. periodischen Systems der Elemente nach Mendelejeff 34 Teil Tab. 1:

Tab. Tab. Tab. Tab. •Tab. Tab.

2: 3: 4: 5s 6: 7:

II:

Methoden zur Auffindung

Bemerkungen

zum Verständnis

und Trennung

der

Elemente.

des Analysenganges

Prüfungen auf trockenem Wege. A Prüfungen auf trockenem Wege. B Prüfung der Substanzen auf Entwicklung von Gasen oder Dämpfen Auf Schliessung der Verbindungen Verhalten der Metalle gegen Gruppenreagentien Niederschlag durch Schwefelwasserstoff in saurer Lösung. Trennung des 4s, Sb, Sn von Hg, Pb, Ag, Bi, Cu, Cd Tab. 8: In Schwefelalkalien löslicher Teil des Schwefelwasserstoff-Niederschlages.

Trennung

der Elemente

4s,

schlages.

Trennung von Ni und Co

schlages.

Trennung von Ba, Sr,

Sb, Sn

36

38 40 42 44 46 48

50

Tab. 9: In Schwefelalkalien unlöslicher Teil des Schwefelwasserstoff-Niederschlages. Trennung der Metalle Hg, Pb, Ag, Bi, Cu, Cd 52 Tab. 10: Vorbemerkungen zum Verständnis der Verarbeitung der Lösung, welche Metalle der Schwefelammoniumgruppe enthält 54 Tab. 11: Verarbeitung des durch Schwefelammonium erhaltenen NiederTab. 12'.Methoden, ivelche zur Trennung der Elemente dienen, bei Abwesenheit von Phosphaten und Tab. 13: Methoden, welche zur Trennung der Elemente dienen, bei Anwesenheit von Phosphaten und Tab. 14: Verarbeitung des durch Ammoniumkarbonat Ca

Tab. 15: Trennung des Magnesiums von den Alkalien. Natrium, Lithium, Ammoniak Tab. 16a u. lCb: Auffindung der Säuren

56

AI, Cr, Fe, Zn, Mn Oxalaten 58 AI, Cr, Fe, Zn, Mn Oxalaten 60 erhaltenen Nieder-

Nachweis von

Kalium,

62

64 66. 68

Vorwort. Das vorliegende kleine Werk

weist gegenüber der letzten Auflage einige nicht

unwesentliche Änderungen auf. An Stelle der V o r b e m e r k u n g e n des E r s t e n T o i l s theoretischer

Abschnitt

getreten,

der dem Anfänger

ist ein knapp

gefasster

von neuerein Standpunkt

aus die Grundbegriffe erläutern soll, welche f ü r das Verständnis chemischer Vorgänge in Betracht kommen. Der z w e i t e Abschnitt des ersten Teils gibt, wie bisher, in tabellarischer Kürze eine Übersicht

Uber

die

Eigenschaften

und

das V o r k o m m e n

der

Elemonte

(Mineralien), sowie über den allgemeinen Charakter ihrer V e r b i n d u n g e n und über ihre analytischen

Reaktionen.

Dieser Teil soll nicht nur von dem Studierenden während der praktischen Arbeiten benutzt werden, sondern ihm auch zur R e p e t i t i o i i auf dem Gebiet der unorganischen Chemie dienen und spätor ein bequemes Nachsehlagebuch bleiben. Die angegebenen Atomgewichte entsprochen tabello f ü r 1910.

der internationalen Atomgewichts-

Dia Angaben über physikalische Konstanten sind der 2. Auflage des

Werks von L a n d o l t und B ö r n s t e i n

entnommen.

Bei der Anordnung des Stoffs ist vorzugsweise den a n a l y t i s c h e n Ähnlichkeiten Rechnung getragen. Die s e l t e n e r v o r k o m m e n d e n E l e m e n t e sind, um grössere Übersichtlichkeit zu erzielen, in den Tabellen nicht mit den häufiger vorkommenden

zusammengestellt,

sondern in einem A n h a n g behandelt worden und zwar in der A n o r d n u n g , der

analytischen

G r u p p e n e i n t. e i l u n g

welche

entspricht.

Die seltenen Elemente brauchten auf diese Weise im z w e i t e n T e i l der Tabellen, welcher die eigentliche analytische Aufsuchung der Elemente behandelt, gehends

nicht

durch-

a u f g e f ü h r t zu werden, d a der Fortgeschrittenere imstande sein muss,

diese

Elemente, mit deren analytischen Eigenschaften er bekannt gemacht ist, selbständig in das dort gegebene Einreihen

System der T r e n n u n g e n

einzuordnen,

einer grossen Anzahl von Stoffen (die er nie

auf den Anfänger aber findet)

in

den

das

gewöhnlichen

Gang der Analyse nur verwirrend wirken kann. Der zweite Teil, welcher die Methoden zur Auffindung und T r e n n u n g der Elemente enthält,

soll die für eine g u t e Schulung des Anfängers stets notwendige'persünliche

Unterweisung seitens des Unterrichtenden im Laboratorium sie aber unterstützen. nicht mechanisch

nicht entbehrlich

machen,

Besonderer W e r t ist darauf gelegt, dass die analytischen Methoden

aufgezählt, sondern dass die den T r e n n u n g e n

P r i n z i p i e n in jedem Falle erläutert werden.

zugrunde

liegenden

Erster Teil. A. Theoretisches. § 1. W e r t i g k e i t ( V a l e n z ) .

Äquivalenz.

1. Die Biridungsfähigkeit der Atome, wie sie uns im Aufbau chemischer Verbindungen entgegentritt, bezeichnet man als W e r t i g k e i t Die Wertigkeit konstante Grösse.

iler

Sie

Atome

erweist

erscheint

sich

nicht

vielmehr

oder V a l e n z .

als

eine

einerseits

unter allen

Umständen

abhängig von der Natur der

sich verbindenden Elcmento [Phosphor ist z. H. dem H gegenüber .Swertig, dem Cl und O gegenüber

auch övvertig],

andererseits von äusseren Bedingungen:

vom Druck und

namentlich von der Temperatur (9. § 10). Das Auftreten eines Elementes mit verschiedener Wertigkeit, welches sich u. a. in der Tatsache äussert, dass zwei Elemente sich in verschiedenen Verhältnissen verbinden können [z. B. HgCl2

und Hg^Cl?],

uass gleichartige Atome

lässt sich in vielen Fällen mit der Annahme erklären,

sich mit. einem Teil

der

verfügbaren Affinitäten

gegenseitig

miteinander verknüpfen können (Atom v e r k 0 1 t u n g). Die

scheinbare Wertigkeit,

mit welcher

die wichtigsten

Elemente

in Verbin-

dungen auftreten, kommt in folgender Tabelle zum Ausdruck: I - w e r t i g : H, Cl, Br, J, F, K, Na, Cupro-), All

Li,

Ag,

Hg

(in den Mercnro-), Cu (in den

(in den Auro-Verbindungen).

Ii-wertig: Mercuri ), Sn

O, S, Ba, Sr,

Ca, Mg,

Pb, Cu (in den Cupri-), Hg

Cd, Zn,

(in den Stanno-), Fe (in den Ferro-Verbindungen) Ni,

I I I - w c r t i g : N,

I', As, Sb,

Bi,

(in den Ferri-), Au

B. AI, Cr, Fe

(in den

Mn. (in den Auri-

Verbindungen). IV-wertig: 2

C, Si,

Sn

(in den Stanni-Verbindungen).

Atome, Kadikaie (s. § 2) oder Verbindungen, welche einen gleichen chemischen

Effekt auszuüben vermögen, nennt man ä q u i v a l e n t .

Zwei

z . B . äquivalent

äquivalent

2 Mol. HCl Mengen

einem

2wertigen;

sind äquivalent

1 Mol.

1 Mol. S 0 A l s

von Säure und Base

bezeichnet,

ist

HCl

äquivalent

welche sich zu

binden vermögen (£ 8 ) und diejenigen Stoffmengen, einen

elektrischen

Strom bestimmter Stärko

lwertige Atome sind also 1 Mol. NO$H,

worden neutralen

welche

in

aus Elektrolyten

ferner

aber

diejenigen

Salzen

zu

der Zeiteinheit abgeschieden

verdurch

worden.

(Faraday.) (§ 11.) Radikal.

§ 2

Aus einer fertigen chemischen Verbindung, in der die Valenzen der Atome als ausgeglichen gelten (z. B. SOiH2),

kann man sich — zwecks Verdeutlichung

chemischer Beziehungen — Verbindungsbestandteile ausgesondert denken.

z . B . : (SOs)

und (OH)2-,

Namen R a d i k a l .

(S03H)

und {OH)-,

und (H2) ] Dieso führen dann den

Man unterscheidet Radikale verschiedener

und ( S O s H ) sind l w e r t i g , (S04)

Wertigkeit.

Z.B.

(OH)

ist 2wertig.

Über den Zerfall der Moleküle in Wasser vergl

(SOt)

mancher

[Aus S O i H 2

in

solche Radikale beim Lösen der Elektrolyte

§ 11. § 3. Reaktion.

Reagentien.

Die Wechselwirkung chemischer Substanzen aufeinander nennt man R e a k t i o n . Chemische

Reaktionen

vollziehen

sich

meist

unter

sinnlich

wahrnehmbaren

Begleit-

6 ersclieinungen (Wäune-Eiitwickelung oder -Absorption, Auftreten von Färbungen, Entstehen von Niederschlägen in Lösungen, Gasentwickelung). Die Stoffe, welche für das Hervorrufen derartiger Erscheinungen praktische Anwendung finden, nennt man R e a g e n t i e n . So können z. B. Silbersalze als Reagens zum Nachweis löslicher Chlorverbindungen und umgekehrt letztere als Reagens zum Aufsuchen von Silber verbind Tin gen benutzt werden, weil beim Zusammentreffen dieser Substanzen stets das charakteristische schwerlösliche Clilorsilber entsteht.

§ 4. Oxydation. Oxydationsmittel. 1. Unter Oxydation versteht man im allgemeinen die Vereinigung von S a u e r s t o f f mit einem Element [»S" + 02 = 5 0 2 ] t einer chemischen Verbindung [SnCl2 0 = SnCl20; CO + 0 = C0 2 ], oder mit den Bestandteilen einer chemischen Verbindung [SH2-\-O = H 2 0 S } . Zu den Oxydationsvorgängen gehören u . a . die Verbrennungserscheinungen (Lavoisier 1775), bei denen sich der chemische Vorgang der Oxydation unter leicht wahrnehmbarer Licht- und Wärmeentwickelung abspielt. Da die Sauerstoffaufnahme eines Stoffes in verschiedenen Phasen erfolgen kann, so hat man bei manchen Substanzen niedere und höhere O x y d a t i o n s s t u f e n zu unterscheiden [ z . B . beim Blei: Pb20, PbO, Pb203, PÖ3O4, Pb02]. Wo bei den Metallen höhere und niedere Sauerstoffstufen bekannt sind, werden sie nach alt hergebrachter Nomenklatur auch als O x y d u l , O x y d , S e s q u i o x y d , S u p e r o x y d usw. unterschieden. Es pflegen aber auch manche Vorgänge als „Oxydationsvorgänge" bezeichnet zu werden, bei denen der Sauerstoff als solcher direkt keine Rolle spielt. Es sind das solche Vorgänge, bei denen ein Element a u s d e m Z u s t a n d n i e d o r e r z u d e i n h ö h e r e r W e r t i g k e i t ü b e r g e h t , wie es z. B. bei der Überführung von SnCl2 in SnCl^ stattfindet. Dass eine solche Überführung als Oxydation bezeichnet wird, entspringt einerseits der Überlegung, dass das SnCl2 dem Oxydul SnO, das SnCI4 aber dem Oxyd Sn02 entspricht. Andererseits konnte man, wo z. B. der Übergang einer niederen Chlorstufe in eine höhere in wässeriger Lösung stattfindet, u. U. experimentell verfolgen, dass der Vorgang eine wirkliche Oxydation vorstellt. Eine salzsaure Lösung von SilCl2 verwandelt sich z. B. beim Stehen an der L u f t in SnCl^. Dabei kann man den Vorgang in folgender Weise d e u t e n : 1. SnCl2+0 — SnCl20, 2. SnCl20+2HCl = H20 + SnCl^; ähnlich den Übergang von FeCl2 in FeCl$ in wässeriger Lösung. 2 Diejenigen Substanzen, welche geeignet sind, anderen Sauerstoff zuzuführen, nennt man O x y d a t i o n s m i t t e l . Zu diesen gehören namentlich manche sauerstoffreiche Verbindungen, welche (auch bei Gegenwart von Wasser) gern einen Teil ihres Sauerstoffs abgeben ( N 0 3 H , Cr03, Mn02, MnOtH, ClOsH U 3 w . ) . In wässeriger Lösung können aber auch Substanzen, die gar keinen Sauerstoff enthalten, indirekt zu sehr energischen Oxydationsmitteln werden, z. B. die Halogene (Cl, Br, J), denn : Cl2 + H20 = 2HCI + O-

§ 5 Reduktion.

Rednktionsmittel.

1. Unter R e d u k t i o n versteht man die S a u e r s t o f f - E n t z i e h u n g , unter Umständen aber auch die W a s s e r s t o f f z u f u h r zu einer Substanz. Die Überführung von SOIH2 in SOzH2 oder von As2Os in As2 ist also eine Reduktion. Ebenso aber auch die Verwandlung von As in AsHa,. Dass man auch die Überführung einer höheren Verbindungsstufe in eine niedere, z. B. die von FeCl$ in FeCl2 als eine Reduktion bezeichnen darf, folgt aus dem im § 4 über Oxydation Gesagten. 2. R e d u k t i o n s m i t t e l sind nach dem obigen alle Sauerstoff leicht aufnehmenden Körper (ßO%H2, SnCl2, C, Alkalimetalle usw.), dann die leicht Wasserstoff abgebenden (SHf, JH), namentlich aber Wasserstoff selbst in nascierendem Zustande oder bei höherer Temperatur.

§ 6. Säuren. 1. Nach Entdeckung des Elements Sauerstoff (1774) war man zu der Ansicht gelangt, dass diejenigen chemischen Verbindungen, welche sich durch sauren Geschmack und die Eigenschaft, blaues Lackmuspapier rot zu färben, auszeichnen, sämtlich Sauerstoff

7 enthielten. Daher bekam (las Element seinen Namen. Auch die Salzsäure {HCl) galt damals als Sauerstoffverbindung. Als man dann e r k a n n t e (Davy 1810), dass das Chlor ein Element und kein sauerstoffhaltiger Körper sei, wurde man zu der Unterscheidung sauerstoffhaltiger und sauerstofffreier Säuren (FH, CIH, BrH, JH, CNH) genötigt und gewann schliesslich die Uberzeugung, dass für die Eigenschaften einer Säure nicht die Anwesenheit von Sauerstoff, sondern die von W a s s e r s t o f f massgebend sei und d a s s a l l e s o l c h e W a s s e r s t o f f - V e r b i n d u n g e 11 d e n C h a r a k t e r v o n S ä u r e n b e s i t z e n , d e r e n W a s s e r s t o f f sich d i r e k t d u r c h M e t a l l e r s e t z e n lässt. In jüngster Zeit endlich ist man zu der Annahme gekommen (vergl. § 11), dass die Säuren besonders auch dadurch ausgezeichnet sind, dass sie bei der Auflösung in Wasser H als positiv geladenes Jon in Lösung schicken, während der vorher mit H verbundene Bestandteil (Radikal, s. § 2) als negativ geladenes Jon in Lösung geht. In verdünnter wässeriger Lösung ist: -

+

+

+

CIH — Cl + H; S04H2 — S04 + HH

(§11).

2. Die Säuren werden j e nach der Anzahl der durch Metall vertretbaren Wasserstoffatome, welche sie enthalten (bzw. der Anzahl von / / - J o n e n , welche 1 Mol. in Lösung zu senden vermag) als 1-, 2-, 3-, m e h r b a s i s c h bezeichnet (s. § 8. 2). Es sind also: einbasisch: CIH, JH, CNH, NO.JI . . .

zweibasisch: SOiH — S. ^ œ .o « , 0) hO

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