Bismut: Thioharnstoff, Reduktion und Sulfid
Wie man Bismut(III)-Ionen über den Thioharnstoff-Komplex, die Reduktion zum Metall und schwerlösliche Niederschläge sicher erkennt.
Das Wichtigste in Kürze
- Bismut(III) weist man über den Thioharnstoff-Komplex, die Reduktion zum Metall und Fällungen mit Sulfid, Iodid, Carbonat und Hydroxid nach.
- Thioharnstoff bildet in salpetersaurer Lösung einen gelben bis orangefarbenen Komplex; Harnstoff reagiert nicht.
- Alkalische Hydroxostannat(II)-Lösung reduziert \(\ce{Bi(OH)3}\) zu schwarzem Bismut; \(\ce{Bi(OH)3}\) löst sich nicht in \(\ce{NH4Cl}\).
- \(\ce{H2S}\) fällt braunschwarzes \(\ce{Bi2S3}\), das sich in heißer Salpetersäure unter Schwefelabscheidung löst.
- Beim Verdünnen saurer Lösungen fallen basische Salze wie \(\ce{BiOCl}\) aus.
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Worum es geht
Bismutsalze wie basisches Bismutnitrat oder Bismutsubcitrat kommen in Magen-Darm-Präparaten vor. Ihre Identität prüft man über Komplexbildung, Reduktion zum Metall und Fällungen des \(\ce{Bi^3+}\).
| Nachweis | Reagenz und Bedingungen | Beobachtung |
|---|---|---|
| Thioharnstoff | Thioharnstoff, salpetersauer | gelb bis orange |
| Reduktion | alkalische Hydroxostannat(II)-Lösung | schwarzes Bismut |
| Sulfidfällung | \(\ce{H2S}\) oder \(\ce{Na2S}\) | braunschwarzes \(\ce{Bi2S3}\) |
| Iodid | Kaliumiodid, Überschuss | schwarzbraun, dann orange |
| Diacetyldioxim | ammoniakalisch | gelbe Verbindung |
| Hydrolyse | Verdünnen mit Wasser | weiß bis gelblich |
Nachweisreaktionen
Alle Nachweise gehen von einer salpetersauren Lösung aus. Die Säure hält \(\ce{Bi^3+}\) in Lösung, denn das Ion hydrolysiert leicht.
Thioharnstoff
Der weiche Schwefel des Thioharnstoffs bindet fest an das weiche \(\ce{Bi^3+}\). In salpetersaurer Lösung entsteht ein gelber bis orangefarbener Komplex, bei höherer Konzentration ein orangefarbener Niederschlag.
\[\ce{Bi^3+ + 3 SC(NH2)2 -> [Bi(SC(NH2)2)3]^3+}\]
Nur Thioharnstoff weist Bismut nach. Harnstoff trägt Sauerstoff statt Schwefel und bildet mit \(\ce{Bi^3+}\) keinen farbigen Komplex.
Kaliumtetraiodomercurat(II) gehört zum Ammonium-Nachweis und dient nicht für Bismut.
Reduktion durch Stannat(II)
Natronlauge fällt zunächst weißes \(\ce{Bi(OH)3}\). Es ist nicht amphoter und löst sich auch nicht in Ammoniumchlorid-Lösung (zum Vergleich: amphotere Hydroxide). Frische alkalische Hydroxostannat(II)-Lösung reduziert es zu schwarzem metallischem Bismut.
\[\ce{2 Bi(OH)3 + 3 [Sn(OH)4]^2- -> 2 Bi v + 3 [Sn(OH)6]^2-}\]
Sulfid, Iodid und weitere Fällungen
Mit \(\ce{H2S}\) oder Natriumsulfid fällt braunschwarzes \(\ce{Bi2S3}\). Bismut gehört damit zur Schwefelwasserstoffgruppe. Heiße Salpetersäure löst das Sulfid, weil sie es zu Schwefel oxidiert.
\[\ce{2 Bi^3+ + 3 H2S -> Bi2S3 v + 6 H+}\]
\[\ce{Bi2S3 + 8 H+ + 2 NO3- -> 2 Bi^3+ + 3 S v + 2 NO ^ + 4 H2O}\]
Kaliumiodid fällt schwarzbraunes \(\ce{BiI3}\). Im Überschuss löst es sich zum orangefarbenen \(\ce{[BiI4]-}\). Natriumcarbonat fällt ein weißes basisches Carbonat. Diacetyldioxim gibt in ammoniakalischer Lösung eine gelbe Verbindung.
\[\ce{BiI3 + I- -> [BiI4]-}\]
Hydrolyse
Verdünnt man eine saure Bismutsalzlösung mit Wasser, fallen weiße bis gelbliche basische Salze aus. Halogenide spalten sich dabei zu Bismutoxidhalogeniden.
\[\ce{BiCl3 + H2O -> BiOCl v + 2 HCl}\]
Quiz
Aussage 1
Frisch gefälltes \(\ce{Bi(OH)3}\) löst sich in Ammoniumchlorid-Lösung.
\(\ce{Bi(OH)3}\) bleibt in \(\ce{NH4Cl}\)-Lösung und auch in überschüssiger Natronlauge ungelöst.
Aussage 2
\(\ce{Bi2S3}\) löst sich in heißer Salpetersäure, weil das Sulfid zu Schwefel oxidiert wird.
Nitrat oxidiert \(\ce{S^2-}\) zu elementarem Schwefel, dabei gehen \(\ce{Bi^3+}\)-Ionen in Lösung.
Aussage 3
Bismut(III) bildet in salpetersaurer Lösung mit Thioharnstoff einen gelben bis orangefarbenen Komplex.
Der Schwefel des Thioharnstoffs bindet an \(\ce{Bi^3+}\); die Färbung ist gelb bis orange.
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