Schülerversuch; 20 min.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Geräte
Becherglas (400 ml).

Chemikalien und Material
Saurer Ionenaustauscher (z. B. Amberlite^(R) IR-120; Merck), Lösung von Kupfersulfat (c = 0,01 mol/l) (Xn), Universalindikatorpapier, Ammoniaklösung (C), Schwefelsäure (c = 5 mol/l) (C).

Durchführung

1 Entfernung von Kupfer-Ionen durch Kationenaustausch
50 ml der Suspension des zuvor regenerierten und neutral gewaschenen Kationenaustauschers werden in 500 ml der Lösung von Kupfersulfat eingerührt. Dann prüfst du mit Indikatorpapier, ob der Austauscher reagiert hat. Rühre die Reaktionsmischung noch einige Minuten, um die Einstellung des Austauschgleichgewichts abzuwarten. Filtriere dann das Austauscherharz ab.

2 Prüfung der Lösungen auf Kupfer-Ionen (Schutzbrille!)
Prüfe die erhaltene Lösung mit Ammoniaklösung auf das Vorliegen von Kupfer-Ionen. Gib deshalb Ammoniaklösung im Überschuss zu. Ein eventuell auftretender hellblauer Niederschlag von Kupfer(II)-hydroxid muss sich dabei unter Bildung eines tiefblauen, klar löslichen Komplexes wieder auflösen.
Vergleiche mit der Ausgangslösung.

3 Regenerierung des Ionenaustauschers
Den abfiltrierten Ionenaustauscher suspendierst du in 100 ml verdünnter Schwefelsäure. Rühre einige Minuten und filtriere das Harz dann ab. Prüfe eine kleine Probe des Eluats wie oben beschrieben mit Ammoniak auf Kupfer-Ionen. (Vorsichtig arbeiten und Schutzbrille aufsetzen, da erst die Säure neutralisiert werden muss!) Vergleiche auch hier mit der Ausgangslösung.

Ergebnis
Der Ionenaustauscher hat die Kupfer-Ionen weitgehend aus der Ausgangslösung entfernt. Mit Ammoniak kann kein Kupfer(II) mehr nachgewiesen werden.
Mit Schwefelsäure wird der Austauscher regeneriert, wobei die Kupfersulfatlösung aufkonzentriert werden kann.

Hinweis

-	Dieser Versuch kann praxisnäher auch mit Cadmiumsalzen (T) durchgeführt werden. Als Nachweisreagenz für Cadmium-Ionen dient Schwefelwasserstoffwasser (T); dabei bildet sich gelbes Cadmiumsulfid CdS. Allerdings hast du dann das Problem der Entsorgung.
-	Vergleiche auch Versuch 67. Dort arbeiten wir mit einer Säule, die mit Austauscherharz gefüllt ist.

Hintergründe zum Experiment