Versuchsbeschreibung

Aus Zink und Schwefelsäure entsteht Zink(II)-sulfat und naszierender Wasserstoff, welcher mit vorhandenen Arsenionen Arsenwasserstoff bildet. Der Arsenwasserstoff reagiert mit Silbernitrat zu Silberarsenidnitrat, welches durch Berührung mit Wasser u. a. zu Silber reduziert wird.

Heinrich Wilhelm Gutzeit (1845–1888) fand eine eigene Nachweismethode für Arsen. Die Gutzeit-Methode ähnelt dem von James Marsh (1794–1846) entwickeltem Arsennachweis. Beide Methoden benutzen Arsenwasserstoff, um Arsen aus den Proben auszutreiben.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze

Spatelspitze Arsen(III)-oxid, As2O3

Arsentrioxid, Arsenik, Arsenigsäureanhydrid, Diarsentrioxid
M: 197.84 g/mol

CAS-Nr.: 1327-53-3
EG-Nr.: 215-481-4
UN-Nr.: 1561

Karzinogenität-Kat.: 1A
WGK: 3

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS05 – Ätzwirkung

GHS09 – Umwelt

Gefahr

H300: Lebensgefahr bei Verschlucken.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H350: Kann Krebs erzeugen.

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

P201: Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P310: BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

P303+P361+P353: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen oder duschen.

P304+P340+P310: BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

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

oder

100 mg Arsenum iodatum D3

1 Tablette (100 mg) enthält 16.4 μg Arsen

 

-

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.

0.5 mL Silbernitratlösung 5 %, AgNO3

M: 169.87 g/mol

CAS-Nr.: 7761-88-8
EG-Nr.: 231-853-9
UN-Nr.: 3264

WGK: 3

GHS05 – Ätzwirkung

GHS09 – Umwelt

Gefahr

H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P303+P361+P353: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen oder duschen.

P304+P340+P310: BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

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

P391: Verschüttete Mengen aufnehmen.

 

Produkte

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze
Daten von: Air Liquide, 005, SDB vom 19.09.2012

Arsenwasserstoff, AsH3

Monoarsan, Arsin, Arsenhydrid
M: 77.98 g/mol

CAS-Nr.: 7784-42-1
EG-Nr.: 232-066-3
UN-Nr.: 2188

WGK: 3

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS02 – Flamme

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS04 – Gasflasche

GHS09 – Umwelt

Gefahr

H330: Lebensgefahr bei Einatmen.

H220: Extrem entzündbares Gas.

H373: Kann die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition.

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

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.

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

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

P304+P340: BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen.

P308+P313: BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen.

P377: Brand von ausströmendem Gas: Nicht löschen, bis Undichtigkeit gefahrlos beseitigt werden kann.

P381: Bei Undichtigkeit alle Zündquellen entfernen.

P405: Unter Verschluss aufbewahren.

P403: An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

10-ml-Messzylinder, Waage, Spatel, 50-ml-Becherglas, Reagenzglas, Glaswolle, Gummistopfen, Stativ, Klammern, Muffen, Filterpapier

 

Versuchsdurchführung

In einem 50-ml-Becherglas werden 7 mL dest. Wasser vorgelegt und langsam 3 mL Schwefelsäure 96 % eingerührt. Eine Spatelspitze Arsen(III)-oxid oder 1 Tablette (100 mg) Arsenum iodatum D3 werden in ein Reagenzglas gegeben. Anschließend wird mit der verdünnten Schwefelsäure zur Hälfte aufgefüllt, mit einem Gummistopfen verschlossen und kräftig geschüttelt. Nun wird eine Spatelspitze Kupfer(II)-sulfat zugegeben und abermals geschüttelt. Das Reagenzglas wird nun senkrecht am Stativ befestigt. Auf ein Filterpapier werden 0.5 mL Silbernitrat-Lösung 5 % gegeben. Das Zink wird in das Reagenzglas gegeben und mit einem lockeren Glaswattebausch versehen. Halten Sie nun das mit Silbernitrat-Lösung getränkte Filterpapier auf die Reagenzglasöffnung. Nach ein paar Sekunden bildet sich ein gelber bis gelbbrauner Fleck, der aus Silberarsenidnitrat (Ag6As(NO3)3) besteht. Das Silberarsenidnitrat ist sehr wasserempfindlich. Lässt man das Filterpapier stehen oder gibt ein paar Tropfen Wasser auf den Fleck, so färbt sich dieser schwarz. Es bildet sich Arsen(III)-säure (»arsenige Säure« H3AsO3), Salpetersäure und elementares Silber, das für die schwarze Färbung verantwortlich ist.

Der entstehende Arsenwasserstoff bzw. Silberarsenidnitrat und die Arsen(III)-säure sind sehr giftig! Nur im Abzug oder im Freien durchführen!

Der Nachweis ist nicht stoffspezifisch! Auch Phosphorwasserstoff (PH3) und Antimonwasserstoff (SbH3) ergeben einen »gelben Fleck«.

 

Reaktionsgleichung

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

3 Zn + 3 H2SO4 → 3 ZnSO4 + 6 Hnasz.

Vorhandene Arsenionen, die Oxidationsstufe spielt keine Rolle, bilden mit dem naszierenden Wasserstoff Arsenwasserstoff:

2 As3+ + 6 Hnasz. → 2 AsH3

Der entstandene Arsenwasserstoff reagiert mit Silbernitrat zu Silberarsenidnitrat und Salpetersäure:

AsH3 + 6 AgNO3 → Ag6As(NO3)3 + 3 HNO3

Durch Behandlung des Silberarsenidnitrats mit Wasser entstehen Arsen(III)-säure, Salpetersäure und elementares Silber:

Ag6As(NO3)3 + 3 H2O → 6 Ag↓ + H3AsO3 + 3 HNO3

 

Quellenangaben

[1]
K. Waselowsky. Die Arsenprobe nach Gutzeit. In: 225 × Chemie – Ein Experimentierbuch, Franckh'sche Verlagshandlung: Stuttgart, 1982, 91–92.

 

Download

Arsennachweis nach Gutzeit

 

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