Versuchsbeschreibung

Aus Zink und Schwefelsäure entsteht Zink(II)-sulfat und naszierender Wasserstoff, welcher mit vorhandenen Antimonionen Antimonwasserstoff bildet. Der Antimonwasserstoff wird entzündet und die Flamme auf eine kalte Porzellanschale gerichtet. Es bildet sich ein Antimonspiegel.

James Marsh (1794–1846) wurde 1832 als Sachverständiger im Todesfall des Farmers George Bodle eingesetzt, dieser war unter verdächtigen Umständen verstorben. Im Mageninhalt und Kaffeekessel konnte Marsh Arsen nachweisen. Der Angeklagte wurde, trotz weiterer starker Indizien, kauf von Arsenik beim Apotheker, freigesprochen. Die Geschworenen glaubten nicht an die Beweiskraft der angewendeten Analyse. Durch diesen Freispruch, in der Berufsehre gekränkt, entwickelte Marsh eine Nachweismethode, die Arsen »auch für den einfältigsten Geschworenen« (J. Thorwald) sichtbar machen sollte. Seine Methode wurde 1836 im Edinburgh Philosophical Journal veröffentlicht. Die Morde mit Arsen bzw. Arsenik gingen schlagartig zurück.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze

Spatelspitze Antimon Pulver, Sb

M: 121.75 g/mol

CAS-Nr.: 7440-36-0
EG-Nr.: 231-146-5
UN-Nr.: 2871

WGK: 1

GHS07 – Ausrufezeichen

Achtung

H335: Kann die Atemwege reizen.

P262: Nicht in die Augen, auf die Haut oder auf die Kleidung gelangen lassen.

3 mL Schwefelsäure 95–97 %, H2SO4

M: 98.08 g/mol

CAS-Nr.: 7664-93-9
EG-Nr.: 231-639-5
UN-Nr.: 1830

WGK: 1

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

Spatelspitze Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat,
CuSO4 · 5 H2O

Kupfermonosulfat-Pentahydrat, Kupfervitriol-Pentahydrat
M: 249.68 g/mol

CAS-Nr.: 7758-99-8
EG-Nr.: 231-847-6
UN-Nr.: 3077

WGK: 3

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS09 – Umwelt

Achtung

H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.

H315: Verursacht Hautreizungen.

H319: Verursacht schwere Augenreizung.

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

P302+P352: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser/Seife waschen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

5–8 Stück Zink gekörnt, Zn

M: 65.41 g/mol

CAS-Nr.: 7440-66-6
EG-Nr.: 231-175-3

WGK: 2

GHS09 – Umwelt

Achtung

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

4 mL Wasserstoffperoxid 3 %, H2O2

Perhydrol, Wasserstoffsuperoxid
M: 34.01 g/mol

CAS-Nr.: 7722-84-1
EG-Nr.: 231-765-0

WGK: 1

 

-

1 mL Ammoniaklösung 25 %, NH4OH

Ammoniakwasser, Salmiakgeist
M: 35.05 g/mol

CAS-Nr.: 1336-21-6
EG-Nr.: 215-647-6
UN-Nr.: 2672

WGK: 2

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS09 – Umwelt

Gefahr

H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H335: Kann die Atemwege reizen.

H400: Sehr giftig für Wasserorganismen.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

 

Zwischenprodukt

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze
Daten von: GESTIS, 041070, SDB vom 22.05.2016

Antimonwasserstoff, SbH3

Antimonhydrid, Antimontrihydrid, Monostiban, Stiban, Stibin
M: 124.78 g/mol

CAS-Nr.: 7803-52-3
UN-Nr.: 2676

WGK: 3

GHS02 – Flamme

GHS04 – Gasflasche

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

Gefahr

H220: Extrem entzündbares Gas.

H280: Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren.

H330: Lebensgefahr bei Einatmen.

P260: Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen.

P262: Nicht in die Augen, auf die Haut oder auf die Kleidung gelangen lassen.

P264: Nach Gebrauch Hände gründlich waschen.

P270: Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen.

P271: Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P284: Bei unzureichender Belüftung Atemschutz tragen.

P403+P233: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Behälter dicht verschlossen halten..

P405: Unter Verschluss aufbewahren.

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

10-ml-Messzylinder, Waage, Spatel, 50-ml-Becherglas, 2 × Reagenzglas, Glaswolle, Gummistopfen, Gummistopfen mit Bohrung, Glasrohr mit ausgezogener Spitze, Porzellanschale oder Porzellanscherben mit glatter Oberfläche, Feuerzeug oder Brenner, Stativ, Klammern, Muffen

 

Versuchsdurchführung

In einem 50-ml-Becherglas werden 7 mL dest. Wasser vorgelegt und langsam 3 mL Schwefelsäure 96 % eingerührt. Eine Spatelspitze Antimon wird in ein Reagenzglas gegeben, mit der verdünnten Schwefelsäure zur Hälfte aufgefüllt, mit einem Gummistopfen verschlossen und kräftig geschüttelt. Nun eine Spatelspitze Kupfer(II)-sulfat zugeben und abermals schütteln. Jetzt wird das Reagenzglas senkrecht am Stativ befestigt, das Zink zugegeben und mit einem lockeren Glaswattebausch versehen. Dem Reagenzglas wird ein durchbohrter Gummistopfen mit eingesetztem, zur Spitze ausgezogenem, Glasrohr aufgesetzt. Nach etwa 10 Sekunden wird eine Knallgasprobe mit einem zweiten Reagenzglas durchgeführt! Ist die Knallgasprobe positiv, muss diese nach etwa 5 Sekunden wiederholt werden. Bei negativer Knallgasprobe wird das ausströmende Gas an der Glasrohrspitze entzündet und eine kalte Porzellanoberfläche in die Flamme gehalten. Es bildet sich ein bläulicher bis blauschwarzer Spiegel von abgeschiedenem Antimon. Auch Arsen und Germanium können solche »Spiegel« bilden.

Der entstehende Antimonwasserstoff ist sehr giftig! Nur im Abzug oder im Freien durchführen!

Behandelt man diesen Fleck mit ammoniakalischem Wasserstoffperoxid (4 mL H2O2 3 % und 1 mL Ammoniaklösung 25 %) oder Natriumhypochlorit-Lösung, so löst sich dieser nicht auf. Arsen hingegen würde sich auflösen.

 

Reaktionsgleichung

Zink und Schwefelsäure reagieren zu Zink(II)-sulfat und naszierenden Wasserstoff:

3 Zn + 3 H2SO4 → 3 ZnSO4 + 6 Hnasz.

Vorhandene Antimonionen, die Oxidationsstufe spielt keine Rolle, bilden mit dem naszierenden Wasserstoff Antimonwasserstoff:

2 Sb3+ + 6 Hnasz. → 2 SbH3

Durch die Verbrennung des Antimonwasserstoffs bildet sich auf dem Porzellan ein Antimonspiegel:

4 SbH3 + 3 O2 → 4 Sb↓ + 6 H2O

 

Medien

Oben: Arsenspiegel; Unten: Antimonspiegel; © lemmi http://www.illumina-chemie.deMit ammoniakalischem Wasserstoffperoxid. Oben: Arsenspiegel; Unten: Antimonspiegel; © lemmi http://www.illumina-chemie.deMit ammoniakalischem Wasserstoffperoxid. Oben: Arsenspiegel hat sich aufgelöst.; Unten: Antimonspiegel; © lemmi http://www.illumina-chemie.de

 

Quellenangaben

[1]
K. Waselowsky. Arsennachweis ohne Arsen. In: 225 × Chemie – Ein Experimentierbuch, Franckh'sche Verlagshandlung: Stuttgart, 1982, 90–91.
[2]
K. Waselowsky. Die klassische Nachweismethode in vereinfachter Form. In: 225 × Chemie – Ein Experimentierbuch, Franckh'sche Verlagshandlung: Stuttgart, 1982, 91.

 

Download

Antimonnachweis nach Marsh

 

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