Nachweisreaktionen
Hydroniumionen und Hydroxidionen
Hydroniumionen \( \ce{H3O+}\) und Hydroxidionen \( \ce{OH-}\) werden sehr effektiv mit Säure-Base-Indikatoren nachgewiesen. Der bekannte Universalindikator färbt sich durch Hydroniumionen rot (saure Lösung) und durch Hydroxidionen blau (basische Lösung).
Ein weiterer bekannter Indikator ist Phenolpthalein, das im neutralen und saueren Milieu farblos ist. Erst bei einem pH-Wert>8 färbt es sich rot.
Silberionen
Silberionen \(\ce{Ag+}\) können über die Zugabe von Chloridionen nachgewiesen werden, also z.B. eine verdünnte Salzsäure.
$$
\ce{ Ag+ (aq) + Cl- (aq) -> AgCl (s) }
$$
Es entsteht ein weißer Niederschlag von Silberchlorid \(\ce{AgCl}\).
Bariumionen
Bariumionen \(\ce{Ba^{2+}}\) werden über eine Zugabe einer Sulfatlösung (z.B. Natriumsulfat oder verdünnte Schwefelsäure) nachgewiesen. Es entsteht ein weißer Niederschlag aus Bariumsulfat \(\ce{BaSO4}\).
$$ \ce{
Ba^{2+} (aq) + SO4^{2-} (aq) -> BaSO4 (s)
} $$
Ammoniumionen
Wird auf ein Salz, das Ammoniumionen \(\ce{NH4+}\) enthält, Natronlauge gegeben und in den Raum darüber angefeuchtetes Universalindikatorpapier gehalten, so wird sich dieses grün-blau färben. Es reagieren Ammoniumionen des Salzes zu Ammoniak, das wiederum mit dem Wasser des angefeuchteten Universalindikatorpapiers reagieren, sodass Hydroxidionen frei werden, die den Indikator blau färben.
NH4+ (aq) + OH- (aq) -> NH3 (g) + H2O (l)
} $$
Halogenidionen
Halogenidionen können mit einer Silbernitratlösung nachgewiesen werden, wobei sowohl bei Chlorid, als auch bei Bromid- und Iodidionen ein Niederschlag des entsprechenden Silbersalzes entsteht.
$$
\begin{align*}
\ce{
Ag+ (aq) + Cl- (aq) & -> AgCl (s) \\
Ag+ (aq) + Br- (aq) & -> AgBr (s) \\
Ag+ (aq) + I- (aq) & -> AgI (s)
}
\end{align*}
$$
Beim Chlorid liegt ein weißer Niederschlag vor, der löslich in verdünnter Ammoniaklösung ist. Silberbromid ist ein gelbliches Salz, das erst in konzentrierter Ammoniaklösung löslich ist. Bei der Reaktion mit Iodidionen entsteht das gelber Silberiodid, das man in Ammoniaklösung gar nicht in Lösung bringt.
Sulfationen
Wie man mit Kenntnis des Bariumionen-Nachweises vermuten könnte, werden andersherum Sulfationen durch die Zugabe von Barium-Ionen über eine Bariumchlorid-Lösung nachgewiesen.
$$ \ce{
SO4^{2-} (aq) + Ba^{2+} -> BaSO4 (s)
} $$
Es entsteht ein Niederschlag aus Bariumsulfat.
Carbonationen
Bei Carbonaten kann Kohlenstoffdioxid durch Zugabe von Salzsäure ausgetrieben werden. Das Gas ist dann mit Barytwasser \( \ce{Ba(OH)2} \) oder Kalkwasser \( \ce{Ca(OH)2} \) nachweisbar.
\begin{align*}
\ce{
CO3^{2-} (aq) + HCl (aq) & -> CO2 (g) + Cl- + H2O (l) \\
CO2 (g) + Ba(OH)2 (aq) & -> BaCO3 (s) + H2O (l)\\
CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq) & -> CaCO3 (s) + H2O (l)
}
\end{align*}
$$
Es kommt zur Trübung durch die Bildung des schwerlöslichen Barium- bzw. Calciumcarbonats.