Schwefelwasserstoffgruppe

Als Schwefelwasserstoff-Gruppe (H₂S-Gruppe) bezeichnet man eine Gruppe von Elementen, deren Salze mit Schwefelwasserstoff-Lösung auch in Gegenwart von Säure schwerlösliche Sulfide bilden. Hierzu gehören Kationen der Metalle mit den Elementsymbolen

Hg und Pb (beide auch in der Salzsäuregruppe, hier jedoch fallen noch Reste dieser Kationen als Quecksilber(II)- und Blei(II)-sulfid aus),
Bi, Cu und Cd (zusammen mit Pb und Hg als „Kupfergruppe“ bezeichnet) und
Sb, Sn, As („Arsen-Zinn-Gruppe) und gegebenenfalls auch Se.

Die Sulfidfällung im sauren Bereich (idealerweise mit Essigsäure/Natriumacetat-Pufferlösung bei pH-Werten um 4 bis 5) dient im Kationentrenngang der qualitativen Analyse (in der Anorganischen Chemie) zur Abtrennung und zum Nachweis der oben genannten Kationen. Im Filtrat befinden sich danach die Kationen der restlichen Trenngangsgruppen:

Gruppenfällung

Fast alle Schwermetallkationen sind in Kombination mit Sulfid-Anionen unlöslich in Wasser (Sulfid-Beispiele im Bild rechts, von links nach rechts: Niederschläge mit Mangan(II)-, Cadmium(II)-, Kupfer(II)-, Zink(II)-, Antimon(III)-, Bismut(III)-, Blei(II)- und Zinn(IV)-Kationen). Die Schwefelwasserstoffgruppe jedoch besteht aus Schwermetallsalzen bzw. -Kationen, die besonders schwer löslich sind und deshalb aus dem Filtrat der Salzsäuregruppe in einer Fällungsreaktion auch dann schwerlösliche Sulfide bilden, wenn dieses nicht neutralisiert, sondern direkt im sauren Bereich mit dem Trennmittel Schwefelwasserstoff versetzt wird (die Sulfidfällung).

CuI (weiß), Cu(NO₃)₂ + (NH₄)₂S (keine Reaktion), CuS (schwarz), Cu(OH)₂ (blau), [Na₂Cu(OH)₄] (blau), [Cu(NH₃)₄]²⁺ (blau), CuCO₃ (blau)

So fällt zum Beispiel das Salz Kupfer(II)-nitrat auch im salzsauren Milieu aus:

\mathrm {S^{\operatorname {2-} }+Cu(NO_{3})_{2}\longrightarrow CuS+2NO_{3}^{\operatorname {-} }}

Andere Schwermetallsulfide wie z. B. Zink- und Mangansulfid bleiben jedoch noch gelöst, da sie erst im neutralen bis alkalischen pH-Bereich unlöslich sind („säurelösliche Sulfide“). So ist es möglich, über den pH-Wert und die Sulfidkonzentration eine Trennung der Schwefelwasserstoffgruppe von den Kationen der folgenden Ammoniumsulfidgruppe zu trennen. Bei einem pH-Wert von 4 bis 5 fallen daher aus:

Quecksilber(II)-sulfid – HgS, schwarz (als Mineral Zinnober auch in roter Modifikation vorkommend)
Blei(II)-sulfid – PbS, schwarz
Kupfer(II)-sulfid – CuS, schwarz
Cadmium(II)-sulfid – CdS, gelb (ein Pigment)
Bismut(III)-sulfid – Bi₂S₃, schwarzbraun
Antimon(III)-sulfid – Sb₂S₃, braunorange
Zinn(II)-sulfid – SnS, braun
Zinn(IV)-sulfid SnS₂, weißgelb

Beim sogenannten erweiterten Kationentrenngang werden zusätzlich Ge, Se, Te, Mo, Ti berücksichtigt.

Gruppentrennung

Der Ausfällung der Schwefelwasserstoffgruppe folgt eine Trennung der Kationen voneinander, um sie anschließend ungestört mit Hilfe von Nachweisreaktionen auffinden zu können. Man unterteilt diese Gruppe zunächst weiter in Kupfer- und Arsen-Zinn-Gruppe. Hierzu wird der Sulfidniederschlag in Ammoniumpolysulfidlösung ausgelaugt. Die Niederschläge der Arsen-Zinn-Gruppe lösen sich dabei in Form von Thiosalzen auf, während die Kupfergruppe ungelöst verbleibt und durch Filtration abgetrennt werden kann.

Kupfer-Gruppe

Es fallen Bi₂S₃ (braun), CuS (braun), CdS (gelb) und als Reste aus der vorangegangenen Salzsäuregruppe auch: PbS (schwarz), HgS (schwarz) aus.

Arsen-Zinn-Gruppe

Als Thiosalze löslich sind Sb₂S₃/Sb₂S₅ (orange), As₂S₃/As₂S₅ (gelb), SnS/SnS₂ (braun/gelb) und MoS₂.

Literatur

Gerhart Jander: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1990 (in 13. Aufl.), ISBN 3-7776-0477-1
Michael Wächter: Stoffe, Teilchen, Reaktionen. Verlag Handwerk und Technik, Hamburg 2000, S.154-169 ISBN 3-582-01235-2
Bertram Schmidkonz: Praktikum Anorganische Analyse. Verlag Harri Deutsch, Frankfurt 2002, ISBN 3-8171-1671-3

Weblinks

Wikibooks: Praktikum Anorganische Chemie/ Schwefelwasserstoffgruppe – Lern- und Lehrmaterialien