Einleitung

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

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS05 – Ätzwirkung

GHS09 – Umwelt

Gefahr

1 Spatelspitze Arsen(III)-oxid, As2O3 – 197.84 g/mol

Arsentrioxid, Arsenik, Arsenigsäureanhydrid, Diarsentrioxid

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

Acute Tox. 2 (oral), Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, Carc. 1A, Aquatic Chronic 1, WGK 3

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. P260 Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz 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.

Sigma-Aldrich, 11099, SDB vom 18.04.2021

oder

 

100 mg Arsenum iodatum D3

1 Tablette (100 mg) enthält 16.4 μg Arsen

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

3 mL Schwefelsäure 95–97 %, H2SO4 – 98.08 g/mol

Schwefel(VI)-säure, Dihydrogensulfat, Monothionsäure, E 513, Vitriolöl (veraltet)

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

Met. Corr. 1, Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, WGK 1

H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P234 Nur in Originalverpackung aufbewahren. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. 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. P363 Kontaminierte Kleidung vor erneutem Tragen waschen.

Sigma-Aldrich, 258105, SDB vom 12.08.2021

 

5–8 Stück Zink (gekörnt), Zn – 65.39 g/mol

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

WGK 3

Sigma-Aldrich, 266353, SDB vom 27.09.2020

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS09 – Umwelt

Gefahr

1 Spatelspitze Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat, CuSO4 · 5 H2O – 249.69 g/mol

Kupfermonosulfat-Pentahydrat, Kupfervitriol-Pentahydrat

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

Acute Tox. 4 (oral), Eye Dam. 1, Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3

H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H318 Verursacht schwere Augenschäden. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P270 Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein 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.

Sigma-Aldrich, 203165, SDB vom 12.10.2020

GHS05 – Ätzwirkung

GHS09 – Umwelt

Gefahr

0.5 mL Silbernitrat-Lösung 5 %, AgNO3 – 169.88 g/mol

Silber(I)-nitrat (IUPAC), Höllenstein-Lösung 5 %

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

Met. Corr. 1, Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3

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. P305 + P351 + P338 + P310 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

Carl Roth, N053, SDB vom 10.01.2020

 

Produkt

Chemikalie

GHS02 – Flamme

GHS04 – Gasflasche

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS09 – Umwelt

Gefahr

Arsenwasserstoff, AsH3 – 77.98 g/mol

Arsin (IUPAC), Monoarsan, Arsenhydrid

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

Flam. Gas 1A, Press. Gas (Liq.), Acute Tox. 1 (inhalativ), STOT RE 2, Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3

H220 Extrem entzündbares Gas. H280 Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren. H330 Lebensgefahr bei Einatmen. H373 Kann die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P260 Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P377 Brand von ausströmendem Gas: Nicht löschen, bis Undichtigkeit gefahrlos beseitigt werden kann. P381 Bei Undichtigkeit alle Zündquellen entfernen. P308 + P313 BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. P304 + P340 + P315 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. P403 An einem gut belüfteten Ort aufbewahren. P405 Unter Verschluss aufbewahren.

Air Liquide, 005, SDB vom 18.07.2018

 

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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