Prof. Blumes Tipp des Monats Oktober 1998 (Tipp-Nr. 16)


Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.


Woraus bestehen eigentlich unsere Markstücke?

Unsere Markstücke (sowie die 50-Pfg-Münzen, Zweimark- und Fünfmarkstücke) bestehen aus einer Cu/Ni-Legierung (75:25 Massenteile). Das könnt ihr sehr schön im Chemieunterricht zeigen. Allerdings gibt es dabei einen Trick, ohne den es nicht so einfach geht. Denn bekanntlich bestehen zwischen Kupfer- und Nickelverbindungen gewisse Ähnlichkeiten. (Daher bekam Nickel seinen Namen: "Das Nichtsnutzige, was das edlere Kupfer vortäuscht".)

Zunächst überführen wir die Münzmetalle in lösliche Salze; das machen wir mit halbkonzentrierter Salpetersäure.

Bild 1 (Foto: Daggi)

Üblicherweise wird Kupfer mit Ammoniak nachgewiesen; hierbei bildet sich der tiefblaue Kupfer-tetrammin-Komplex. Diese Reaktion ist hier nicht anwendbar, da Nickel-Ionen ebenfalls einen blauen Komplex bilden.
Stattdessen nutzen wir den für die Schüler bekannten Nachweis mit Fehling-Reagenz auf reduzierende Zucker aus, indem wir die auf Kupfer-Ionen zu untersuchende Lösung als Fehling-Lösung I einsetzen.
Nickel weisen wir mit Dimethylglyoxim nach.

Die im Folgenden beschriebenen Nachweisreaktionen sollten vor der Münzanalyse anhand von Chemikalien aus der Chemikaliensammlung gezeigt werden. Wendet sie jeweils auf beide zu erwartende Ionenarten an, um die Spezifität der Nachweisreaktionen zu zeigen.

Versuchsdurchführung

Sicherheitshinweise:
- Schutzbrille nicht vergessen!
- Lösliche Nickelsalze sind sehr giftig!

1. Zersetzen der Münzen (Abzug!)
Gib eine Münze in 25 ml halbkonzentrierte Salpetersäure (C) und erwärme. Es entweichen braune nitrose Gase. Fülle die resultierende grüne Lösung mit destilliertem Wasser auf 100 ml auf (Stammlösung; (C, T)).

Zur Analyse werden die Proben mit Wasser zusätzlich 1:10 verdünnt (Analyselösung; (Xi, T)).

2. Nachweis von Kupfer-Ionen
2 ml der Analyselösung werden tropfenweise mit etwa 2 ml Fehling-Lösung II (C; alkalische Lösung von Natriumkalium-Tartrat) bis zur basischen Reaktion versetzt. Vorsicht, Schutzbrille. Den pH-Wert prüfen wir mit Indikatorpapier.
Dazu geben wir 1 ml einer 10%igen Lösung von Glucose.
Die Reaktionsmischung darf nur im Wasserbad erwärmt werden!

Es bildet sich rasch zunächst gelbes, dann rotes Kupfer(I)-oxid-hydroxid. Setzt du statt der Glucose Ascorbinsäure (Xi) ein, beobachtest du die Bildung des Kupfer(I)-oxid-hydroxids schon in der Kälte.
Sollte die Bildung des Niederschlags ausbleiben, prüfst Du den pH-Wert der Reaktionslösung. Falls die Lösung sauer ist, stellst du sie mit etwas Natronlauge alkalisch ein.

3. Nachweis von Nickel-Ionen
Zu 2 ml der Analyselösung gibst du bis zur stark alkalischen Reaktion etwas konzentrierte Ammoniaklösung (C) (Schutzbrille!). Prüfe den pH-Wert mit Indikatorpapier; die Lösung muss tiefblau sein (Kupfertetrammin-Komplex). Dann tropfst du 1 - 2 ml einer gesättigten alkoholischen Lösung von Dimethylglyoxim (oder auch Diacetyldioxim genannt) (F) zu. Es bildet sich der für Nickel-Ionen typische pinkrote, flockige Niederschlag eines schwerlöslichen Komplexsalzes.
Filtriere den Niederschlag von der dunkelgefärbten Lösung ab. Die Farbe des schönen roten Filterrückstands ist deutlicher zu sehen, wenn du ihn gut mit destilliertem Wasser auswäschst.

Entsorgung:
Alle Lösungen gehören in den Schwermetall-Abfall. Die Stammlösungen könnt ihr auch in entsprechend etikettierten Gefäßen für spätere Analysen aufbewahren (Gefahrensymbol C!).

Bild 2: Von links nach rechts:
Analyselösung, Analyselösung mit Ammoniak,
nach Zusatz von Fehling-Reagenz II, nach Zusatz von Dimethylglyoxim
(Foto: Daggi)


Überlege, wie du unsere Pfennigstücke untersuchen kannst.


Rüdiger Blume


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Letzte Überarbeitung: 12. August 2008, Dagmar Wiechoczek