Qualitative anorganische Chemie
Analytische Fragestellungen ergeben sich in allen Teildisziplinen der
Chemie von der Kernchemie über die organische Chemie bis hin zur
Umweltchemie. Das Ziel der anorganischen qualitativen Analyse besteht
in der Identifizierung anorganischer Substanzen, d. h. Elementen, Ionenverbindungen
oder Molekülverbindungen.
Im einfacheren Fall liegen die Substanzen als reine Stoffe vor. Stoffgemische
müssen für die qualitative Analyse oft getrennt werden. Bei
der Trennung von
Stoffgemischen nutzt man die unterschiedlichen physikalischen oder
chemischen Eigenschaften der Komponenten, z. B. unterschiedliche Löslichkeiten
in wässrigen Lösungen.
Bei Gemischen sehr ähnlicher Substanzen kann es aber schwierig werden, die Bestandteile zu identifizieren. Liegen beispielsweise die Salze Natriumchlorid und Kaliumbromid fein gepulvert im Gemisch vor, kann man die charakteristische Kristallform nicht mehr erkennen. Nach Auflösen in Wasser kann man Natrium-, Kalium-, Chlorid- und Bromid-Ionen anhand charakteristischer Reaktionen nachweisen, aber nicht sagen, ob es Natriumchlorid und Kaliumbromid oder Natriumbromid und Kaliumchlorid waren.
Aber auch die Identifizierung reiner Stoffe ist eine schwierige Aufgabe,
wenn man bedenkt, dass heute mehr als 500 000 verschiedene anorganische
Verbindungen bekannt sind.
Bevor man die unendliche Palette spezieller Nachweisreaktionen durchführt,
betrachtet man die Stoffprobe zunächst genauer und analysiert die
ohne Hilfsmittel sichtbaren Stoffeigenschaften wie Aggregatzustand, Farbe
oder andere auffällige Eigenschaften.
Beispiel: Ein Stoffprobe liegt als festes, rötliches Pulver vor (Bild 2). Bei näherem Hinsehen stellt man fest, dass die einzelnen Körner relativ groß sind und metallisch glänzen. Es handelt sich also wahrscheinlich um ein Metall oder um eine metallartige Verbindung.
Vorproben
Der nächste Schritt besteht darin, durch verschiedene Vorproben
weitere Informationen über die Stoffprobe zu sammeln.
Durch Untersuchungen der Löslichkeit
kann man die Stoffklasse, der die Analysensubstanz angehört, weiter
eingrenzen. In Wasser lösliche Substanzen, die eine deutliche Farbreaktion
mit Säure-Base-Indikatoren
(z. B. Unitest) geben, sind Säuren bzw. Basen, können aber auch
Oxide oder Salze sein. Beispielsweise werden 
mit Säure-Base-Indikatoren nachgewiesen.
Die Flammenfärbung
ist eine Vorprobe, mit der man Hinweise auf bestimmte Metalle bzw. Metall-Ionen
erhält. In gasförmigem Zustand senden alle Elemente und Ionen
elektromagnetische Strahlung einer bestimmten Wellenlänge aus, wenn
sie elektrisch oder thermisch angeregt werden. Bei Alkali- und Erdalkalimetall-Ionen
reicht schon die Hitze der Bunsenbrennerflamme aus, um eine Emission von
sichtbarem Licht zu erzeugen.
Beispiel:
Der Feststoff löst sich nicht in Wasser, aber dafür unter Bildung
rotbrauner nitroser Gase 
in verdünnter Salpetersäure (Bild 3). Taucht man ein Magnesia-Stäbchen
in diese Lösung und hält es in die Bunsenbrennerflamme, beobachtet
man eine grüne Flammenfärbung.
Besonders intensiv ist die Flammenfärbung durch Natrium (Bild 4). Da die Alkalimetalle nur schwer durch Fällungsreaktionen nachgewiesen werden können, nutzt man die Flammenfärbung auch als Nachweis für diese Metalle.
Nachweisreaktionen von Ionen
Nachweisreaktionen
sind chemische Reaktionen, die durch Farbänderungen oder durch Ausfällung
schwer löslicher Salze, die Gegenwart von Ionen in Stoffen anzeigen.
Wenn die Farbänderung
oder Fällung nur mit einer
ganz bestimmten Ionensorte zu beobachten ist, spricht man von spezifischen
Nachweisreaktionen. Um den Nachweis eindeutig durchzuführen, müssen
die speziellen Reaktionsbedingungen (pH-Wert, Temperatur) genau eingehalten
werden.
Beispiel: Die salpetersaure Lösung unserer
Metallprobe wird vorsichtig tropfenweise mit konzentrierter Ammoniaklösung
versetzt. Dabei beobachtet man die charakteristische tiefblaue Färbung
des 
(Bild 5). Die Stoffprobe ist somit eindeutig als Kupfer identifiziert.
Man unterscheidet zwischen Anionennachweis und Kationennachweis. Die
Anionen weist man meist in durch Fällungs- und seltener durch Farbreaktionen
in wässriger Lösung nach.
| Anionennachweis |
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| Wichtige Nachweisreaktionen für Kationen |
 Viele Nachweisreaktionen werden durch andere Ionen gestört. Zur Trennung der nachzuweisenden Ionen von störenden Begleitstoffen entwickelte C. R. FRESENIUS (1818-1897) im 19. Jh. den Kationentrennungsgang. |