Proef 36   Nesslers reagens.
december 2012

Benodigde chemicaliën en spullen:
Proef36a.jpg
De spullen.
Kwik(II)chloride (HgCl2): 1,22 gram
Ged. water (H2O):50 mL
Kaliumjodide (KI): 2,99 gram
Kaliumhydroxide (KOH): 7,0 gram
Bekerglas 100 mL:2
Reageerbuis: 1
Flesje van 50 mL met druppelpipetje:1
Roerstaaf of roerder (facultatief).
Diverse ammoniumzouten, filtreerpapier, trechter, rubberen handschoenen, plastic spatel.

Voorbereiding:

In deze proef wordt een klassiek middel gemaakt om de aanwezigheid van ammoniumionen (NH4+) aan te tonen. Het heet Nesslers (of Neßlers) reagens. Zoals alle kwikverbindingen en -mengsels is het uiterst giftig. Gebruik daarom rubberen handschoenen.
Los 1,22 gram van het zeer giftige kwik(II)chloride op in 25 mL warm water in een bekerglas.*) Gebruik daarbij vooral geen (roestvrij) stalen spatel om de stof uit het potje te halen, maar gebruik er een van plastic. Kwik(II)chloride reageert onder vlekvorming met roestvrij staal. Los vervolgens in een reageerbuis 2,99 gram kaliumjodide op in 10 mL warm water. Los in een ander bekerglas 7 gram kaliumhydroxide op in 15 mL water.
*) Of 0,97 g HgO en 0,94 g HCl 35% en 24 g water (of 3,3g HCl 10% en 21,8 g water)

Uitvoering van de proef:

Eerst wordt het reagens gemaakt. Schenk de oplossing van kaliumjodide geleidelijk en nog niet helemaal bij die van kwik(II)chloride. Er ontstaat een rood neerslag. Door goed roeren met de roerstaaf of de magnetische roerder, verdwijnt dit (nagenoeg). Voeg meer kaliumjodide toe totdat de oplossing weer juist helder is (en geel). Doe dan het kaliloog erbij. Laat afkoelen. Zet filter met filtreerpapier op het schone flesje van 50 mL en filtreer. Plak er een etiket op met "Nesslers reagens".
Dan testen. Doe wat ammoniumzout, bijvoorbeeld salmiak (NH4Cl) of vlugzout (NH4HCO3) in een reageerbuis en voeg water toe. Druppel er met de pipet wat Nesslers reagens bij, en zie: er vormt zich een bruinig neerslag.

Proef36b.jpg
Het neerslag.

Verklaring:

Het actieve deeltje van het reagens is het tetrajodiummercuraation HgI42¯.
In aanwezigheid van ammoniumionen vormt zich de zogeheten base van Millon (een Franse scheikundige), (Hg2N)OH·2H2O . Dat is een analogon van ammonia, NH3 (aq). Een oude schrijfwijze is NH4OH, en dat zou je ook kunnen schrijven als (H4N)OH·nH2O. Het jodiumzout van Hg2N+ is het neerslag. De vorming ervan verloopt zó:
2 (HgI4)2¯ + 4 OH¯ + NH4+ → (Hg2N)I·H2O (s) + 3 H2O + 7 I¯
Op te merken is nog dat je het neerslag kunt affiltreren. Laat je het drogen en verwarm je het voorzichtig dan geeft het eerst water af, smelt dan en valt uiteinde­lijk uiteen onder afgifte van licht, een zeldzaam geval van chemo­lumines­centie zonder oxidatie, zoals al in 1907 is bericht. Dit is niet in het huislab gecontroleerd.

Na afloop van de proef: 

De restanten, t.w. het filtreerpapier, het spoelwater van de beker, het eventuele restje kaliumjodide en de restanten van de test gaan als kwik- en jodiumhoudend afval naar de milieustraat.

Nadere beschouwingen van de M.S.

  • Waarom geen stalen spatel?
    Hg2+ is een sterke oxidator omdat Hg als halfedelmetaal een zwakke reductor is:
    Hg2+ + Fe → Hg + Fe2+
    Vervolgens gaat het vrijgekomen kwik een alliage aan met het staal hetgeen vlekken vormt.

  • Bij het gebruik van HgO met HCl:
    Deze twee stoffen moeten nog wel reageren met elkaar. Dat gebeurt vrij langzaam, zelfs bij verwarming:
    HgO + 2H3O+ → Hg2+ + 3 H2O

  • Hoe ontstaat en verdwijnt het rode neerslag?
    Hg2+ + I¯ → HgI2 (s)
    HgI2 + 2 I¯ → HgI42¯

  • Bij de laatste reactievergelijking:
    Aan een oplossing waarvan je wilt aantonen dat er NH4+ in zit, voeg je OH¯ toe. Dan staat NH4+ twee H+ af aan OH¯ (daaruit ontstaat water) waarbij Hg2+ de vrijgekomen plaats(en) inneemt. Zo ontstaat HgNH2+ en daaruit vervolgens Hg2N+. Een van de I¯-ionen geeft daarmee het bruine neerslag Hg2NI; de andere 7 I¯-ionen komen vrij.

Klik hier voor een filmpje op YouTube.