Versuch: Qualitative Abtrennung von Cadmium-Ionen durch Ionenaustausch
Schülerversuch; 45 min.
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.
Grundlage
Wird der Kationenaustauscher wie unten beschrieben in einem Becherglas mit einem Cadmiumsalz gerührt,
müssen die H+-Ionen abgefangen werden, um das Gleichgewicht auf die rechte Seite zu verschieben.
Aus diesem Grund pufferst du die Lösung.
Geräte
2 Bechergläser (250 ml), Filtervorrichtung, Reagenzgläser, wenn vorhanden: Magnetrührwerk,
ansonsten Glasstab zum Rühren.
Chemikalien und Material
Saurer Kationenaustauscher (z. B. Amberlite(R) IRC 718 (Serva) oder
Lewatit(R) TP 207), Natriumacetat/Essigsäure-Puffer (1:1; c = 0,1 mol/l) (C),
Cadmiumsulfat (T), verdünnte Natriumsulfidlösung (C), halbkonzentrierte Salzsäure (C), Salzsäure
(c = 2 mol/l) (Xi), Natronlauge (c = 1 mol/l) (Xi), destilliertes Wasser, Universalindikatorpapier.
Durchführung
Der i. a. in der Dinatriumform gelieferte Ionenaustauscher wird in das doppelte Volumen Salzsäure (c = 2 mol/l)
eingerührt, nach 10 min abfiltriert und neutral gewaschen. Er liegt nun in der H+-Form vor.
In 100 ml destilliertem Wasser löst du ca. 60 mg Cadmiumsulfat und teilst die Lösung auf zwei Bechergläser auf.
Zum ersten Glas gibst du 100 ml Wasser, zum zweiten 100 ml Pufferlösung sowie 10 ml des zuvor in
die H+-Form überführten und neutral gewaschenen Ionenaustauschers. Du rührst einige Minuten
und filtrierst.
Im Filtrat ist mit Natriumsulfidlösung kein Cadmium mehr nachweisbar, wohl aber in der Vergleichslösung,
bei der sich ein dichter gelber Niederschlag von Cadmiumsulfid bildet.
Zur qualitativen Demonstration des Prinzips der Rückgewinnung von Cadmium wird der Ionenaustauscher
im doppelten Volumen Salzsäure 10 min lang gerührt, filtriert, mit 20 ml destilliertem Wasser gewaschen und
erneut filtriert. Die vereinigten Filtrate werden mit dem Puffer auf etwa pH = 4 eingestellt. Der Nachweis
von Cadmium ist wieder deutlich positiv.