Nachweis von Anionen - Chemie


Nachweis von Anionen - Chemie
Nachweis von Anionen - Chemie
Einleitung

In einer unbekannten Salzlösung sind die Teilchen nicht direkt sichtbar. Mit einer passenden Nachweisreaktion kannst Du jedoch feststellen, welche negativ geladenen Ionen enthalten sind. Solche Ionen heißen Anionen. Beispiele sind Chlorid-Ionen, Sulfat-Ionen und Carbonat-Ionen.
Dieser aiMOOC zeigt Dir die wichtigsten schulischen Anionennachweise. Du lernst, Beobachtungen auszuwerten, Reaktionsgleichungen zu formulieren und Störungen zu vermeiden. Die Versuche gehören zur qualitativen Analyse: Es geht darum, welcher Stoff vorhanden ist, nicht darum, wie viel davon vorliegt.
Wichtig: Experimente mit Säuren, Silbernitrat-, Barium- oder Ammoniaklösung dürfen nur nach Anweisung und unter Aufsicht einer Lehrkraft durchgeführt werden.
Lernziele
Nach der Bearbeitung kannst Du erklären, was Anionen und Nachweisreagenzien sind. Du kannst die Nachweise für Halogenid-, Sulfat- und Carbonat-Ionen beschreiben, passende Ionengleichungen aufstellen und begründen, warum Proben getrennt untersucht und teilweise angesäuert werden.
Grundlagen
Was ist ein Anion?
Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Teilchen. Ein Anion trägt eine negative Ladung. Es kann aus einem einzelnen Atom bestehen, etwa Chlorid , oder aus mehreren Atomen, etwa Sulfat und Carbonat .
In einem Salz sind Anionen mit positiv geladenen Kationen verbunden. Wird ein gut lösliches Salz in Wasser gegeben, liegen die Ionen beweglich in der Lösung vor. Dadurch können sie mit einem Nachweisreagenz reagieren.
Wie funktioniert eine Nachweisreaktion?
Ein Nachweisreagenz reagiert mit einem gesuchten Ion auf charakteristische Weise. Sichtbare Hinweise sind besonders häufig:
- Niederschlag: Ein schwer löslicher Feststoff entsteht.
- Gasentwicklung: Gasblasen werden sichtbar und das Gas wird weiter geprüft.
- Farbänderung: Eine Lösung oder ein Reaktionsprodukt erhält eine typische Farbe.
Ein einzelnes Zeichen ist nicht immer ein sicherer Beweis. Deshalb arbeitest Du sauber, verwendest kleine getrennte Proben und vergleichst möglichst mit einer bekannten Kontrollprobe.
Fällungsreaktionen
Bei einer Fällungsreaktion treffen gelöste Ionen aufeinander und bilden ein schwer lösliches Salz. Der Feststoff heißt Niederschlag oder Fällung. In Reaktionsgleichungen wird er mit oder einem Pfeil nach unten gekennzeichnet.
Beispiel für Chlorid-Ionen:
Die Zuschauerionen werden in der Ionengleichung weggelassen. Dadurch steht die eigentliche Nachweisreaktion im Mittelpunkt.
Sicheres Arbeiten und Versuchsplanung

Trage Schutzbrille und Laborkittel, binde lange Haare zusammen und arbeite nur mit den von der Lehrkraft bereitgestellten kleinen Stoffmengen. Chemikalien werden niemals probiert. Geruchsproben sind nur erlaubt, wenn die Lehrkraft sie ausdrücklich anordnet.
Teile eine unbekannte Lösung vor Beginn in mehrere beschriftete Reagenzgläser. Das ist wichtig, weil ein Nachweisreagenz selbst Ionen in die Probe einbringen kann. Salzsäure würde zum Beispiel Chlorid-Ionen hinzufügen und damit einen späteren Chloridnachweis verfälschen.
Ein sinnvoller Ablauf lautet:
- Probe beschriften und auf mehrere Reagenzgläser verteilen.
- Eine Blindprobe mit destilliertem Wasser und nach Möglichkeit eine bekannte Vergleichsprobe vorbereiten.
- Reagenzien tropfenweise zugeben.
- Beobachtungen sofort und ohne Deutung notieren.
- Erst danach eine Auswertung mit Stoffnamen und Reaktionsgleichung formulieren.
Nachweis von Halogenid-Ionen
Zu den schulisch wichtigen Halogenid-Ionen gehören Chlorid , Bromid und Iodid . Sie werden mit Silbernitratlösung nachgewiesen.
Durchführung und Begründung
Die Probelösung wird zuerst mit verdünnter Salpetersäure angesäuert. Anschließend wird Silbernitratlösung zugegeben. Die Salpetersäure entfernt oder vermindert störende Reaktionen, ohne Chlorid-Ionen in die Probe einzubringen.
Verwende hier keine Salzsäure. Salzsäure enthält Chlorid-Ionen und würde mit Silber-Ionen selbst einen weißen Niederschlag bilden.

Chlorid-Ionen
Chlorid-Ionen bilden mit Silber-Ionen einen weißen Niederschlag aus Silberchlorid.

Bromid-Ionen
Bromid-Ionen bilden einen cremefarbenen bis hellgelben Niederschlag aus Silberbromid.

Iodid-Ionen
Iodid-Ionen bilden einen gelben Niederschlag aus Silberiodid.

Unterscheidung mit Ammoniak als Vertiefung
Die Farben der drei Niederschläge können ähnlich wirken. In einer weiterführenden Untersuchung kann ihre Löslichkeit in Ammoniaklösung verglichen werden: Silberchlorid löst sich bereits in verdünnter Ammoniaklösung, Silberbromid erst in konzentrierterer Ammoniaklösung und Silberiodid nicht.

Diese Vertiefung ist nur als Lehrkraftversuch geeignet. Silberhaltige Ammoniakansätze dürfen nicht aufbewahrt oder eingetrocknet werden und müssen sofort fachgerecht entsorgt werden.
Nachweis von Sulfat-Ionen
Sulfat-Ionen werden mit Barium-Ionen nachgewiesen. Dazu wird eine eigene Probenportion angesäuert und anschließend mit Bariumchlorid- oder Bariumnitratlösung versetzt. Bei positivem Nachweis entsteht ein weißer, schwer löslicher Niederschlag aus Bariumsulfat.
Die Ansäuerung hilft, störende Carbonat- oder Sulfit-Niederschläge zu vermeiden, weil diese in Säure reagieren beziehungsweise sich lösen können. Bariumsulfat bleibt unter den üblichen Nachweisbedingungen bestehen.

Merke: Wird für den Sulfatnachweis Salzsäure verwendet, muss eine getrennte Probenportion eingesetzt werden. Diese Portion ist danach nicht mehr für einen Chloridnachweis geeignet.
Nachweis von Carbonat-Ionen
Carbonat-Ionen reagieren mit Säuren unter Bildung von Kohlenstoffdioxid. Zunächst entstehen Gasblasen:
Das Gas wird in klares Kalkwasser geleitet. Enthält es Kohlenstoffdioxid, wird das Kalkwasser milchig, weil Calciumcarbonat ausfällt:

Die Gasentwicklung allein reicht nicht als sicherer Nachweis, weil auch andere Stoffe mit Säuren Gase bilden können. Erst die Kalkwasserprobe bestätigt Kohlenstoffdioxid. Bei sehr langem Einleiten von Kohlenstoffdioxid kann die Trübung wieder schwächer werden, weil lösliches Calciumhydrogencarbonat entsteht.
Vergleich der wichtigsten Nachweise
| Gesuchtes Anion | Nachweisreagenz | Positive Beobachtung | Reaktionsprodukt |
|---|---|---|---|
| Chlorid | Salpetersäure, dann Silbernitratlösung | weißer Niederschlag | Silberchlorid |
| Bromid | Salpetersäure, dann Silbernitratlösung | cremefarbener bis hellgelber Niederschlag | Silberbromid |
| Iodid | Salpetersäure, dann Silbernitratlösung | gelber Niederschlag | Silberiodid |
| Sulfat | angesäuerte Probe, dann Bariumionen | weißer, schwer löslicher Niederschlag | Bariumsulfat |
| Carbonat | verdünnte Säure, danach Kalkwasserprobe | Gasentwicklung und milchige Trübung | Kohlenstoffdioxid und Calciumcarbonat |
Erweiterung: Nitrat und Phosphat
Nitrat-Ionen
Nitrat-Ionen können unter anderem mit der Braunringprobe nachgewiesen werden. Dabei bildet sich an einer Phasengrenze ein brauner Ring eines Eisen-Nitrosyl-Komplexes.

Die klassische Braunringprobe benötigt konzentrierte Schwefelsäure und ist deshalb kein Schülerversuch. Sie darf nur von einer fachkundigen Lehrkraft als Demonstration durchgeführt werden. Für den Schulalltag sind geeignete Nitrat-Teststreifen eine deutlich sicherere Alternative.
Phosphat-Ionen
Phosphat-Ionen können in einer sauren Lösung mit Ammoniummolybdat einen gelben Niederschlag bilden. Die genaue Durchführung hängt stark von Konzentration, Temperatur und Sicherheitsvorgaben ab. Daher eignet sich dieser Nachweis eher für eine angeleitete Vertiefung als für einen einfachen Einstiegsversuch.
Auswertung unbekannter Proben
Bei einer unbekannten Probe solltest Du nicht sofort alle Reagenzien in dasselbe Reagenzglas geben. Entwickle stattdessen einen kleinen Analyseplan. Verwende für Halogenide, Sulfat und Carbonat jeweils eine eigene Portion. Notiere zuerst nur, was Du siehst: Farbe, Trübung, Niederschlag oder Gasblasen. Ordne die Beobachtung anschließend einer möglichen Reaktion zu.
Ein positives Ergebnis zeigt, dass das gesuchte Ion wahrscheinlich vorhanden ist. Ein negatives Ergebnis kann aber auch durch eine zu geringe Konzentration, ein ungeeignetes Reagenz oder einen Fehler bei der Durchführung entstehen. Gute Analytik arbeitet deshalb mit Blindprobe, Vergleichsprobe und Wiederholung.
Typische Fehlerquellen
- Verunreinigung: Unsaubere Pipetten übertragen Ionen zwischen Lösungen.
- Falsches Ansäuern: Salzsäure vor dem Chloridnachweis erzeugt einen falschen positiven Befund.
- Zu große Stoffmenge: Ein sehr dichter Niederschlag erschwert den Farbvergleich.
- Fehlende Probenaufteilung: Reagenzien aus einem Test stören den nächsten Test.
- Vorschnelle Deutung: Gasblasen oder eine Trübung werden ohne Bestätigungsreaktion als Beweis angesehen.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was ist ein Anion? (Ein negativ geladenes Ion) (!Ein ungeladenes Atom) (!Ein positiv geladenes Ion) (!Ein festes Reagenz)
Was untersucht eine qualitative Analyse? (Welche Stoffe oder Ionen vorhanden sind) (!Wie hoch die Temperatur einer Lösung ist) (!Wie viel elektrische Energie verbraucht wird) (!Wie schnell Wasser verdampft)
Womit wird die Probe vor dem Halogenidnachweis angesäuert? (Mit verdünnter Salpetersäure) (!Mit konzentrierter Salzsäure) (!Mit Kalkwasser) (!Mit Ammoniaklösung)
Welche Beobachtung spricht für Chlorid-Ionen nach Zugabe von Silbernitrat? (Ein weißer Niederschlag) (!Eine blaue Flamme) (!Eine rote Lösung) (!Ein farbloses Gas ohne weitere Prüfung)
Welche Farbe besitzt der Silberiodid-Niederschlag? (Gelb) (!Blau) (!Grün) (!Schwarz)
Welches Ion dient zum Nachweis von Sulfat-Ionen? (Barium-Ion) (!Natrium-Ion) (!Kalium-Ion) (!Ammonium-Ion)
Welches Gas entsteht beim Ansäuern von Carbonat-Ionen? (Kohlenstoffdioxid) (!Sauerstoff) (!Wasserstoff) (!Stickstoff)
Wodurch wird Kohlenstoffdioxid bestätigt? (Durch die Trübung von Kalkwasser) (!Durch eine Glimmspanprobe) (!Durch eine Knallgasprobe) (!Durch einen Magneten)
Warum werden getrennte Probenportionen verwendet? (Damit sich die Nachweisreagenzien nicht gegenseitig stören) (!Damit alle Reaktionen gleichzeitig stattfinden) (!Damit keine Beobachtungen notiert werden müssen) (!Damit die Lösung stärker gefärbt wird)
Wie ist die klassische Braunringprobe im Schulunterricht einzuordnen? (Als Lehrkraftdemonstration wegen konzentrierter Schwefelsäure) (!Als ungefährlicher Versuch ohne Schutzbrille) (!Als Geschmacksprobe) (!Als Versuch für zu Hause)
Memory
| Chlorid | weißer Silberchlorid-Niederschlag |
| Bromid | cremefarbener Silberbromid-Niederschlag |
| Iodid | gelber Silberiodid-Niederschlag |
| Sulfat | weißes Bariumsulfat |
| Carbonat | Kohlenstoffdioxid nach Säurezugabe |
| Salpetersäure | Ansäuern beim Halogenidnachweis |
| Kalkwasser | Bestätigung von Kohlenstoffdioxid |
| Blindprobe | Kontrolle auf Verunreinigungen |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| weißer Niederschlag | Chlorid mit Silbernitrat |
| cremefarbener Niederschlag | Bromid mit Silbernitrat |
| gelber Niederschlag | Iodid mit Silbernitrat |
| weißer säurebeständiger Niederschlag | Sulfat mit Bariumionen |
| Gasentwicklung und Kalkwassertrübung | Carbonat mit Säure |
Kreuzworträtsel
| Anionen | Wie heißen negativ geladene Ionen? |
| Fällung | Wie heißt ein neu entstehender schwer löslicher Feststoff? |
| Silbernitrat | Welches Reagenz wird zum Nachweis von Chlorid, Bromid und Iodid verwendet? |
| Bariumsulfat | Welcher weiße Feststoff entsteht beim Sulfatnachweis? |
| Kalkwasser | Welche Lösung bestätigt Kohlenstoffdioxid durch Trübung? |
| Salpetersäure | Welche Säure wird vor dem Halogenidnachweis eingesetzt? |
LearningApps
Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Anionen-Steckbrief: Gestalte einen Steckbrief zu Chlorid, Sulfat oder Carbonat mit Formel, Ladung, Vorkommen und Nachweis.
- Beobachtungsprotokoll: Formuliere für einen vorgegebenen Nachweis getrennte Sätze zu Durchführung, Beobachtung und Auswertung.
- Medienanalyse Chemie: Wähle eines der eingebetteten Bilder und beschreibe, welche Beobachtung für den Nachweis wichtig ist.
- Sicherheitsplakat: Entwirf ein Plakat mit fünf Regeln für das sichere Arbeiten bei Nachweisreaktionen.
Standard
- Nachweisplan: Entwickle einen Ablauf, mit dem Du Chlorid, Sulfat und Carbonat in drei getrennten Probenportionen untersuchst.
- Erklärvideo Anionen: Produziere ein kurzes Lernvideo zu einem Anionennachweis und trenne klar zwischen Beobachtung und Erklärung.
- Fehlerdiagnose: Erkläre, warum ein Chloridnachweis nach Zugabe von Salzsäure nicht mehr aussagekräftig ist.
- Alltagsprobe untersuchen: Plane mit Deiner Lehrkraft eine Untersuchung von Mineralwasser, Kochsalzlösung oder Backpulver auf ein geeignetes Anion.
Schwer
- Unbekannte Salzlösungen: Entwickle ein begründetes Schema zur Unterscheidung mehrerer unbekannter Salzlösungen und berücksichtige mögliche Störungen.
- Ionengleichungen vergleichen: Leite für Chlorid, Bromid, Iodid, Sulfat und Carbonat die verkürzten Ionengleichungen her.
- Nachweisgrenzen: Untersuche mit einer Verdünnungsreihe, ab welcher Konzentration ein ausgewählter Niederschlag noch sicher erkennbar ist.
- Historische Fotochemie: Recherchiere die Bedeutung von Silberhalogeniden für die Analogfotografie und stelle den Bezug zur Lichtempfindlichkeit her.


Lernkontrolle
- Versuchsplanung Anionennachweise: Plane die Untersuchung einer unbekannten Lösung auf Chlorid, Sulfat und Carbonat. Begründe die Reihenfolge und die Aufteilung der Probe.
- Störungsanalyse: Eine Person säuert alle Proben mit Salzsäure an. Erkläre, welche Aussage dadurch beim Halogenidnachweis unmöglich wird und wie der Fehler vermieden werden kann.
- Beobachtung und Deutung: In einer Probe entstehen nach Säurezugabe Gasblasen. Begründe, warum dies noch kein sicherer Carbonatnachweis ist, und nenne den nächsten Schritt.
- Transfer Fällungsreaktion: Erkläre mithilfe der Löslichkeit, warum bei Chlorid- und Sulfatnachweisen sichtbare Niederschläge entstehen.
- Vergleich von Nachweisen: Vergleiche Halogenid-, Sulfat- und Carbonatnachweis hinsichtlich Reaktionstyp, Beobachtung und möglicher Störungen.
- Bewertung eines Ergebnisses: Eine Probe zeigt keinen sichtbaren Niederschlag. Entwickle mindestens drei mögliche Erklärungen, ohne sofort zu behaupten, das gesuchte Ion fehle sicher.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema solltest Du zeigen, dass Du:
- Anionen als negativ geladene Ionen beschreiben und passende Formeln lesen kannst.
- qualitative Nachweise von quantitativen Bestimmungen unterscheiden kannst.
- die Nachweisreagenzien und Beobachtungen für Chlorid, Bromid, Iodid, Sulfat und Carbonat sicher zuordnen kannst.
- verkürzte Ionengleichungen für Fällungs- und Gasentwicklungsreaktionen formulieren kannst.
- zwischen Durchführung, Beobachtung und Auswertung unterscheidest.
- Störungen durch falsches Ansäuern, verschmutzte Geräte oder gemischte Proben erkennst.
- Sicherheitsmaßnahmen begründest und gefährliche Vertiefungsversuche als Lehrkraftdemonstration einordnest.
- aus mehreren Einzelergebnissen einen nachvollziehbaren Analyseplan entwickelst.
OERs zum Thema
- Wikimedia Commons: Chemical tests
- Wikimedia Commons: Silver halides
- YouTube-Playlist zu Nachweisreaktionen
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