Natrium und Lithium: Fällungsnachweise
Natrium und Lithium bilden nur wenige schwerlösliche Salze; diese Einheit zeigt, welche Fällungen sie trotzdem sicher nachweisen und welche Reagenzien versagen.
Das Wichtigste in Kürze
- Natrium und Lithium weist man nach der Flammenfärbung über ihre wenigen schwerlöslichen Salze nach.
- Natrium bildet mit Kaliumhexahydroxoantimonat(V) einen weißen, kristallinen Niederschlag von \(\ce{Na[Sb(OH)6]}\); ein zweiter Nachweis ist Natriummagnesiumuranylacetat.
- Antimonat- und Methoxyphenylessigsäure-Fällung erfassen nur das Kation und sind keine Phosphat-Identität.
- Lithium fällt mit Dinatriumhydrogenphosphat im Alkalischen als \(\ce{Li3PO4}\) und mit Natriumcarbonat beim Erhitzen als \(\ce{Li2CO3}\).
- \(\ce{LiCl}\) löst sich in Ethanol und Pentan-1-ol besser als \(\ce{NaCl}\); Tetraphenylborat, Hexanitritocobaltat und Natronlauge fällen Lithium nicht.
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Worum es geht
Natrium- und Lithium-Ionen sind farblos, und fast alle ihre Salze lösen sich gut. Nach der Flammenfärbung als Vorprobe sichern wenige gezielte Fällungen den Befund ab, etwa bei Identitätsprüfungen von Natriumsalzen oder Lithiumcarbonat.
| Nachweis | Reagenz und Bedingungen | Beobachtung |
|---|---|---|
| Natrium als Antimonat | \(\ce{K[Sb(OH)6]}\), neutral bis alkalisch | weißer, kristalliner Niederschlag |
| Natrium als Tripelacetat | Magnesiumuranylacetat, essigsauer | gelber, kristalliner Niederschlag |
| Natrium mit Methoxyphenylessigsäure | Reagenz, Eiskühlung | weißer, in Ammoniak löslicher Niederschlag |
| Lithium als Phosphat | \(\ce{Na2HPO4}\) und \(\ce{NaOH}\), Erwärmen | weiße Trübung |
| Lithium als Carbonat | \(\ce{Na2CO3}\), Erhitzen | weißer Niederschlag |
Natrium
Weil Natrium kaum schwerlösliche Salze bildet, braucht man Reagenzien, deren Natriumsalz ausnahmsweise ausfällt.
Hexahydroxoantimonat-Fällung
Man versetzt die neutrale oder schwach alkalische Probelösung mit Kaliumhexahydroxoantimonat(V). Es entsteht ein weißer, kristalliner Niederschlag von Natriumhexahydroxoantimonat.
\[\ce{Na+ + [Sb(OH)6]- -> Na[Sb(OH)6] v}\]
Natriummagnesiumuranylacetat
Der zweite klassische Weg nutzt ein Tripelacetat. Mit Magnesiumuranylacetat fällt Natrium als Natriummagnesiumuranylacetat \(\ce{NaMg(UO2)3(CH3COO)9 . 9 H2O}\) in gelben Kristallen aus.
Abgrenzung von Phosphat-Identitätsprüfungen
Bei Natriumphosphaten erfassen die Antimonatfällung und die Fällung mit Methoxyphenylessigsäure-Reagenz nur das Kation. Beide sind daher keine Identitätsreaktion auf Phosphat. Sie unterscheiden auch \(\ce{NaH2PO4}\) nicht von \(\ce{Na2HPO4}\). Das Anion weist man über eigene Reaktionen nach, siehe Phosphat.
Angesäuerte Iodid-Stärke- oder Zinkiodid-Stärke-Lösung zeigt Oxidationsmittel an. \(\ce{Na+}\) oxidiert Iodid nicht und bleibt damit unsichtbar. Eine Natriumverunreinigung lässt sich so nicht ausschließen.
Lithium
\(\ce{Li+}\) ist klein und stark polarisierend. Darin ähnelt es dem Magnesium und bildet wie dieses ein schwerlösliches Phosphat und Carbonat.
Phosphat- und Carbonatfällung
Dinatriumhydrogenphosphat fällt im Alkalischen Lithiumphosphat. Die Natronlauge deprotoniert dabei das Hydrogenphosphat.
\[\ce{3 Li+ + HPO4^2- + OH- -> Li3PO4 v + H2O}\]
Lithiumcarbonat ist in Wasser schwer löslich, anders als die übrigen Alkalicarbonate. Mit Natriumcarbonat fällt es beim Erhitzen aus.
\[\ce{2 Li+ + CO3^2- -> Li2CO3 v}\]
Löslichkeit der Chloride in organischen Lösungsmitteln
Lithiumchlorid löst sich gut in Alkoholen wie Ethanol und Pentan-1-ol. Natriumchlorid ist in Pentanol deutlich schwerer löslich. So trennt man Lithium vom Natrium ab. Schüttelt man die Pentanollösung mit Dinatriumhydrogenphosphat und Natronlauge und erwärmt, trübt Lithiumphosphat die wässrige Phase.
Ungeeignete Fällungsreagenzien
Die typischen Kaliumreagenzien versagen. Hexanitritocobaltat(III), Tartrat in Essigsäure und Tetraphenylborat fällen nur große Kationen wie \(\ce{K+}\) (Kalium). Auch mit Kaliumsulfat entsteht kein schwerlösliches Doppelsulfat.
Lithiumhydroxid ist gut löslich, Natronlauge fällt Lithium also nicht. Ammoniumoxalat, das Reagenz auf Calcium, lässt die Lösung ebenfalls klar.
Quiz
Aussage 1
Lithiumchlorid lässt sich mit Pentan-1-ol von Natriumchlorid abtrennen, weil es sich darin besser löst.
\(\ce{LiCl}\) ist in Pentanol gut löslich, \(\ce{NaCl}\) deutlich schwerer. Danach fällt Lithiumphosphat in der wässrigen Phase.
Aussage 2
Natriumtetraphenylborat eignet sich als Fällungsreagenz für Lithium-Ionen.
Tetraphenylborat fällt große Kationen wie \(\ce{K+}\). Lithium weist man über Phosphat oder Carbonat nach.
Aussage 3
Natrium-Ionen ergeben mit Kaliumhexahydroxoantimonat(V) einen gelben, flockigen Niederschlag.
Der Niederschlag von \(\ce{Na[Sb(OH)6]}\) ist weiß und kristallin. Gelb ist das Natriummagnesiumuranylacetat.
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