Ionennachweise durch Fällungsreaktionen
Was ist ein Ionennachweis?
Ein Ionennachweis ist ein chemisches Experiment, mit dem man feststellt, ob ein bestimmtes Ion in einer Lösung vorhanden ist. Man gibt ein Nachweisreagenz hinzu, das mit dem gesuchten Ion einen charakteristischen, schwerlöslichen Niederschlag bildet.
Warum entsteht ein Niederschlag?
In der Lösung ziehen sich bestimmte Kationen und Anionen so stark an, dass die Gitterenergie größer ist als die Energie, die das Wasser aufbringt, um die Ionen gelöst zu halten (Hydratationsenergie). Die Ionen verlassen die Lösung und ordnen sich zu einem festen Ionengitter – dem Niederschlag.
Übersicht: Wichtige Ionennachweise
| Gesuchtes Ion | Reagenz | Niederschlag | Farbe |
|---|
| Cl− | Silber(I)-nitrat-Lösung** | AgCl | | weiß bis hellgrau |
| Br− | Silber(I)-nitrat-Lösung** | AgBr | | hellgelb |
| I− | Silber(I)-nitrat-Lösung** | AgI | | leuchtend gelb |
| Ca2+ bzw. CO32−*** | Calciumchlorid- bzw. Natriumcarbonat-Lösung | CaCO3 | | weiß |
| SO42− | Bariumchlorid-Lösung* | BaSO4 | | weiß |
*Beim Sulfatnachweis vorher Salzsäure zugeben, um störende Carbonat-Ionen zu entfernen.
**Beim Halogenidnachweis vorher mit verdünnter Salpetersäure ansäuern – Silber(I)-Ionen fällen sonst auch Carbonat und Hydroxid. Salzsäure ist dafür ungeeignet, sie brächte selbst Chlorid-Ionen mit.
***Diese Fällung ist kein eindeutiger Nachweis: Calcium-Ionen fällen auch mit anderen Anionen, Carbonat-Ionen auch mit anderen Kationen. Carbonat weist man sicher mit Salzsäure nach – das entweichende Kohlenstoffdioxid trübt Kalkwasser.
Zuschauer-Ionen
Nicht alle Ionen in der Lösung nehmen an der Reaktion teil. Ionen, die gelöst bleiben, ohne zu reagieren, heißen Zuschauer-Ionen. In der Ionengleichung werden sie nicht angegeben, weil sie sich auf beiden Seiten herauskürzen.
Beispiel: Beim Chloridnachweis sind Na+ und NO3− Zuschauer-Ionen.
Praktische Bedeutung
Ionennachweise werden eingesetzt in der Wasseranalyse (z. B. Härtebestimmung), in der Medizin (Nachweis von Ionen im Urin oder Blut) sowie in der Lebensmittelkontrolle. Das Prinzip ist einfach, schnell und sehr empfindlich.