Nachweis molekular gebauter Stoffe

Sobald das Gebiet der Elementnachweise verlassen wird, explodiert die Zahl möglicher Analyten enorm: Durch die Eigenschaft, in verschiedenen Verbindungen jeweils ein anderes Reaktionsverhalte n zeigen, ist die Unterscheidung von molekularen Stoffen ein hochkomplexes und aufwändiges Feld, das selbst die erfahrensten Chemiker oft noch vor Schwierigkeiten stellt.
Aus diesem Grund werden an dieser Stelle nur einige Beispiele für spezifische Nachweisreaktionen vorgestellt, um das Prinzip zu verdeutlichen.

Nachweis von molekularem Sauerstoff mittels Glimmspanprobe

Sauerstoff ist eine für jede Verbrennung notwendige Komponente. Des Weiteren benötigt man für diese Reaktion noch Hitze und einen oxidierbaren Stoff. Mit steigender Sauerstoffkonzentration steigt auch die Intensität der Verbrennung.
Zur Durchführung nutzt man einen Holzspan, der zuerst angezündet und einige Sekunden brennen gelassen wird. Dann bläst man die Flamme aus. Übrig bleibt ein glimmendes Holzstück, das heiß genug ist, um sich in einer Umgebung mit hohem Sauerstoffgehalt erneut zu entzünden. Führt man diesen Glimmspan nun in ein Glasgefäß mit der Gasprobe, reagiert er auf unterschiedliche Weise: Bei gewöhnlicher Luft tritt keine Veränderung auf. Die schwelende Oxidationsreaktion läuft weiter, der Holzspan glüht, es entsteht jedoch keine Flamme. In einer Sauerstoffatmosphäre beginnt der Glimmspan wieder mit sichtbarer Flamme zu brennen. In einem inerten Gas, zum Beispiel Stickstoff oder einem Edelgas, also in Abwesenheit von Sauerstoff, erlischt bei der Glimmspanprobe die Glut.

Glimmspanprobe veranschaulicht.

Knallgasprobe

Knallgas ist das Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff. Ähnlich wie bei einer Glimmspanprobe wird hier ein glühender Holzspan in ein Probegefäß geführt. Enthält dieses Knallgas, so reagiert es mit einer laut hörbaren Verpuffungsreaktion. Dieser Test verläuft also als positive Knallgasprobe. Ist dagegen nur Wasserstoff enthalten, so mischt sich dieses nur an der Öffnung des Probegefäßes mit dem Luftsauerstoff und verbrennt dort mit einer eher ruhigen Flamme. Dies nennt man negative Knallgasprobe.

Bildliche Darstellung der Knallgaßprobe

Kalkwasserprobe

Als Kalkwasser bezeichnet man die Lösung von Calciumoxid CaO in Wasser. Dabei entsteht Calciumhydroxid Ca(OH)2. Wird nun Kohlendioxid eingeleitet, reagiert es mit dem Calciumhydroxid zu unlöslichem Calciumcarbonat CaCO3. Das Wasser wird dabei trüb (weiß).
Diese Fällungsreaktion in der Kalkwasserprobe eignet sich daher zum Einen als Nachweis von CO2 und zum Anderen auch als Nachweis von Calciumhydroxid.

Ca(OH)2(aq) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O (aq)

Bildliche Darstellung der Kalkwasserprobe