Qualitativer Eisennachweis

Eisen(III) sichtbar machen: Thiocyanat und Berliner Blau

Prüfungsteil 1A 7.1

KernaussageEisen(III) lässt sich qualitativ einfach nachweisen: mit Thiocyanat als blutrotes Eisen(III)-thiocyanat oder mit Hexacyanoferrat als tiefblaues Berliner Blau.

Warum Nachweisreaktionen

In der Lackanalytik muss man oft qualitativ feststellen, welche Ionen ein Rohstoff oder ein Rückstand enthält — etwa Eisen aus Eisenoxidpigmenten oder aus Korrosion. Für den Nachweis wird die Probe zunächst gelöst; störende Ionen werden möglichst abgetrennt, damit sie die Nachweisreaktion nicht verfälschen.

Nachweis mit Thiocyanat

Versetzt man eine schwach salzsaure Lösung mit Ammonium- oder Kaliumthiocyanat, bildet Eisen(III) einen tiefroten, blutroten Eisen(III)-thiocyanato-Komplex. Die Reaktion ist empfindlich: Unter geeigneten Bedingungen zeigt bereits ein geringer Eisen(III)-Gehalt eine deutliche Rotfärbung; Empfindlichkeit und Sichtbarkeit hängen von Matrix und Versuchsbedingungen ab.

Nachweis als Berliner Blau

Alternativ versetzt man die schwach salzsaure Lösung mit einer Kaliumhexacyanoferrat(II)-Lösung. Eisen(III) kann dabei einen tiefblauen Niederschlag, das Berliner Blau, bilden; Bildung und Intensität hängen von pH, Konzentration und Störionen ab. Unter geeigneten Bedingungen ist dieser Nachweis empfindlich und gut sichtbar.

Die Reaktionsgleichungen

Thiocyanat-Nachweis (Komplexbildung):
Fe³⁺ + SCN⁻ ⇌ [Fe(SCN)]²⁺  (blutrot; bei Überschuss weitere Thiocyanato-Komplexe)

Berliner Blau (Fällung, vereinfacht):
4 Fe³⁺ + 3 [Fe(CN)₆]⁴⁻ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓ (unlösliches Berliner Blau)
Mit K⁺-Überschuss entsteht die lösliche Form KFe[Fe(CN)₆].

Qualitativ, nicht quantitativ

Solche Tüpfel- oder Reagenzglasnachweise sind schnelle qualitative Prüfungen: Sie zeigen, ob ein Ion vorhanden ist, nicht wie viel. Für die Menge nutzt man Titrationen oder instrumentelle Verfahren. Eisenoxidpigmente in Rot, Gelb und Schwarz sind ein typischer Anlass, Eisen im Labor nachzuweisen.

Umwelt und Sicherheit

Beide Reagenzien sind kein Routinegut: Kaliumthiocyanat ist gesundheitsschädlich beim Verschlucken, Kaliumhexacyanoferrat(II) ist als solches zwar wenig giftig, setzt aber mit starken Säuren Cyanwasserstoff (Blausäure) frei. Deshalb gilt: den Nachweis nur schwach angesäuert und im Abzug durchführen, niemals konzentrierte Säure zugeben und die Ansätze nicht mit Säureabfällen zusammenschütten.

Entsorgung getrennt als cyanidhaltiger Abfall nach Betriebsanweisung — nicht in den Ausguss. Vor jeder Nachweisreaktion das Sicherheitsdatenblatt und die Betriebsanweisung nach GefStoffV heranziehen; Schutzbrille und Handschuhe sind Pflicht.

Merksatz

Eisen(III) qualitativ: mit Thiocyanat blutroter Eisen(III)-thiocyanato-Komplex, mit Hexacyanoferrat(II) tiefblaues Berliner Blau. Beide Reaktionen sind empfindlich und zeigen Anwesenheit, nicht Menge.

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Quellen

Brock/Groteklaes/Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie

Übungsblatt Ü-152

Prüfen, ob es sitzt.

Verständnis8 Punkte

1. Beschreiben Sie zwei qualitative Nachweise für Eisen(III) und die jeweils beobachtete Färbung.

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ThiocyanatMit Ammonium-/Kaliumthiocyanat bildet Eisen(III) einen blutroten Eisen(III)-thiocyanato-Komplex (dominant [Fe(SCN)]²⁺, bei Überschuss weitere).

Berliner BlauMit Kaliumhexacyanoferrat(II) bildet Eisen(III) einen tiefblauen Niederschlag (Berliner Blau).

GemeinsamBeide Reaktionen laufen in schwach salzsaurer Lösung und sind sehr empfindlich.

Warum das eine Eins verdientBeide Nachweise werden mit dem richtigen Reagenz und der korrekten Färbung genannt.

Berechnung8 Punkte

2. Eine gelöste Probe enthält 0,0012 mol Eisen(III). Bei der Fällung als unlösliches Berliner Blau, Fe₄[Fe(CN)₆]₃: Wie viel mol Hexacyanoferrat(II) werden gebunden, und welcher Masse Kaliumhexacyanoferrat(II) K₄[Fe(CN)₆] (M = 368,3 g/mol) entspricht das?

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Stöchiometrie4 Fe³⁺ + 3 [Fe(CN)₆]⁴⁻ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃, also 3 mol Hexacyanoferrat(II) je 4 mol Fe³⁺

Stoffmengen([Fe(CN)₆]⁴⁻) = 3/4 · 0,0012 mol = 0,0009 mol

Massem(K₄[Fe(CN)₆]) = n · M = 0,0009 mol · 368,3 g/mol ≈ 0,33 g (M bezogen auf das eingesetzte Kaliumsalz, nicht auf das freie Hexacyanoferrat(II)-Ion)

Warum das eine Eins verdientDie 4:3-Stöchiometrie des Berliner Blaus wird korrekt angesetzt (3/4 der Stoffmenge Fe³⁺) und über Stoffmenge mal molare Masse in die Masse umgerechnet.

Anwendung6 Punkte

3. Warum ist ein solcher Farbnachweis nur qualitativ und nicht quantitativ?

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AussageDie Färbung zeigt nur, dass Eisen(III) vorhanden ist, nicht wie viel.

QuantitativFür die Menge braucht es eine Titration oder ein instrumentelles Verfahren (z. B. Photometrie).

NutzenDer qualitative Nachweis ist schnell und dient der ersten Identifikation.

Warum das eine Eins verdientDie Antwort grenzt die qualitative Anwesenheitsaussage klar von einer Mengenbestimmung ab.

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