Nachweisreaktionen (Chemie) – Zusammenfassung fürs Thüringer Abitur 2022

Aldehyde & Chlor

Nachweis von Aldehydgruppen

Aldehydgruppen wirken reduzierend und werden oxidiert, während die Nachweismittel reduziert werden.

• Fehling-Probe: Blaues Kupfer(II)-tartrat wird zu ziegelrotem Kupfer(I)-oxid ($Cu_2O$) reduziert.
• Tollens-Probe: Silberionen ($Ag^+$) reduzieren zu elementarem Silber (silberner Spiegel/schwarzer Niederschlag).

Chlor-Nachweis

Chlor wird gasförmig über ein nasses Kaliumiodid-Stärke-Papier nachgewiesen.

• Reaktion: Chlor oxidiert Iodid zu Iod ($I_2$), das mit Stärke einen tiefvioletten Komplex bildet.

💡 Tipp: Bei der Fehling- und Tollens-Probe darf die Reaktionsmischung nur vorsichtig erwärmt und niemals gekocht werden.

Mangan & Metallionen

Mangan-Nachweise

Mangan wird je nach Oxidationsstufe über Redoxreaktionen nachgewiesen.

• Permanganat ($MnO_4^-$): Wird durch Reduktionsmittel im Basischen zu braunem Braunstein ($MnO_2$) reduziert.
• Mangan(II)-Ionen ($Mn^{2+}$): Werden durch das Oxidationsmittel Peroxodisulfat ($S_2O_8^{2-}$) zu Braunstein oxidiert.

Metallionen im Komplex

Der Nachweis erfolgt über charakteristische Farbkomplexe oder Fällungen.

• Kupfer ($Cu^{2+}$): Bildet mit Ammoniak im Überschuss den tiefblauen Tetraamminkupfer(II)-Komplex.
• Eisen ($Fe^{3+}$): Bildet mit Thiocyanat ($SCN^-$) einen tiefroten Komplex oder mit gelbem Blutlaugensalz Berliner Blau.

💡 Tipp: Eisen(II) und Eisen(III) lassen sich perfekt durch die Zugabe von rotem bzw. gelbem Blutlaugensalz unterscheiden.

Ionennachweise

Halogenide & Sulfat

Diese Anionen werden in wässriger Lösung über Fällungsreaktionen nachgewiesen und mit $HNO_3$ angesäuert.

• Chlorid ($Cl^-$): Bildet mit Silbernitrat ($AgNO_3$) einen weißen Niederschlag ($AgCl$).
• Bromid ($Br^-$): Bildet mit $AgNO_3$ einen schmutzig-weißen Niederschlag ($AgBr$).
• Sulfat ($SO_4^{2-}$): Bildet mit Bariumchlorid ($BaCl_2$) einen weißen Niederschlag ($BaSO_4$).

Carbonat & Ammonium

Nachweise aus Feststoffen über Gasentwicklung.

• Carbonat ($CO_3^{2-}$): Reagiert mit Säuren ($HCl$) unter Schäumen zu Kohlenstoffdioxid ($CO_2$).
• Ammonium ($NH_4^+$): Setzt mit Natronlauge ($NaOH$) stechend riechendes Ammoniakgas ($NH_3$) frei.

Beispiel: $\text{Cl}^- + \text{Ag}^+ \rightarrow \text{AgCl} \downarrow$ (weißer Niederschlag)

💡 Tipp: Das Ansäuern mit Salpetersäure ($HNO_3$) verhindert Fehlanzeigen durch andere störende Ionen wie Carbonate.

Proteine & Kohlenhydrate

Protein- & Fettnachweis

Proteine und Fette werden über spezifische Additions- und Komplexreaktionen identifiziert.

• Xanthoprotein-Reaktion: Konzentrierte Salpetersäure ($HNO_3$) nitriert aromatische Aminosäuren gelb.
• Biuret-Reaktion: $Cu^{2+}$-Ionen bilden im Alkalischen mit Peptidbindungen einen violetten Komplex.
• Ungesättigte Fettsäuren: Addieren braunes Bromwasser an Doppelbindungen und entfärben die Lösung.

Kohlenhydratnachweis

Nur Zucker mit freier, glycosidischer OH-Gruppe reagieren positiv auf Fehling/Tollens (z. B. Glucose, Fructose, Maltose).

• Stärke-Nachweis: Iodmoleküle lagern sich in die Stärke-Helix ein und färben sich blauviolett (Lugol'sche Lösung).

💡 Tipp: Saccharose und Cellulose zeigen keine positive Fehling-Probe, da keine freien glycosidischen OH-Gruppen zur Ringöffnung vorliegen.