Ionennachweise im virtuellen Labor: Flamme und Fällung

Aktualisiert am 2026-10-07

Diese Ionennachweise im virtuellen Labor passen zum Pflichtversuch (required practical) von AQA GCSE Chemistry, in dem die Ionen in unbekannten einzelnen Ionenverbindungen mit chemischen Nachweisen bestimmt werden. Die Lernenden führen Flammenfärbungen durch und geben Natronlauge erst tropfenweise, dann im Überschuss zu, um das Metallion zu finden. Sie weisen Carbonat mit verdünnter Säure und Kalkwasser nach, Halogenide mit Salpetersäure und Silbernitrat und Sulfat mit Salzsäure und Bariumchlorid. Sie füllen eine Ergebnistabelle aus, bestimmen die Formel jedes unbekannten Salzes und erhalten sofort Rückmeldung, ohne Brenner, konzentrierte Säure oder Silber- und Bariumabfälle.

Ionen in Salzen nachweisen – Flammenfärbung und Fällungen

Lehrplanbezug

AQA GCSE Chemistry 4.8.3 (Identifizierung von Ionen mit chemischen und spektroskopischen Methoden): Flammenfärbungen, Metallhydroxide, Carbonate, Halogenide und Sulfate, und der Pflichtversuch zur Bestimmung der Ionen in unbekannten einzelnen Ionenverbindungen. Dieser Pflichtversuch gehört nur zu GCSE Chemistry, nicht zu Combined Science: Trilogy.
Andere Kurse: Dieselben qualitativen Nachweise kommen in IB Chemistry, in der anorganischen Chemie von A-level und in vielen nationalen Lehrplänen vor. Lehrkräfte in AP Chemistry können die Fällungsnachweise zusammen mit Ionengleichungen nutzen (Unit 4).

Simulic ist weder mit dem College Board noch mit AQA verbunden und wird von ihnen nicht unterstützt. In Deutschland passen die Ionennachweise zu den Nachweisreaktionen im Chemieunterricht der Sekundarstufe I und der Oberstufe.

Vor dem Experiment (5 min)

Lassen Sie die Lernenden sich auf eine Vorhersage festlegen, auf Papier oder als Frage 1 des Klassenlinks:

„Sie geben Natronlauge, zuerst einige Tropfen und dann im Überschuss, zu Aluminiumchloridlösung und zu Magnesiumchloridlösung. Was sehen Sie in jedem Reagenzglas?“

Die meisten Lernenden wissen, dass beide einen weißen Niederschlag ergeben. Nur wenige sagen den Unterschied im Überschuss vorher. Korrigieren Sie sie noch nicht.

Durchführung in der Simulation

Die Simulation hat zwei Modi. Unter Bekannte Salze (Übung) ist jedes Salz benannt, und nach jedem Nachweis erscheinen die Gleichungen. Unter Unbekannte Salze wählt die Simulation zufällige Salze, und die Lernenden bestimmen sie.

Stellen Sie Modus auf „Bekannte Salze (Übung)“. Wählen Sie bei Nachweis Natronlauge. Testen Sie AlCl₃, MgCl₂, CuSO₄, FeSO₄ und FeCl₃: Klicken Sie auf Einige Tropfen NaOH und dann auf NaOH im Überschuss.
Wählen Sie bei Nachweis Flammenfärbung. Klicken Sie auf Draht reinigen, dann auf Draht ins Salz tauchen und In Flamme halten, für LiCl, NaCl, KCl, CaCl₂ und CuCl₂. Testen Sie dann KCl direkt nach NaCl, ohne den Draht zu reinigen.
Führen Sie die Nachweise für Carbonat, Halogenide und Sulfat mit Na₂CO₃, NaCl, KBr, NaI und K₂SO₄ durch. Probieren Sie bei den Halogeniden außerdem Ansäuern mit verd. HCl an NaI, um zu sehen, warum man Salpetersäure verwendet.
Stellen Sie Modus auf „Unbekannte Salze“. Führen Sie für jede unbekannte Probe jeden Nachweis durch und wählen Sie in den Schaltflächen unter den Schritten aus, was Sie gesehen haben. Die Ergebnistabelle füllt sich.
Wählen Sie Kation, Anion und Formel jeder unbekannten Probe und klicken Sie dann auf Antworten prüfen. Neue Proben liefert einen neuen Satz.

Probe	Flammenfarbe	NaOH, einige Tropfen	NaOH im Überschuss	Verd. HCl, Gas in Kalkwasser	HNO₃, dann AgNO₃	HCl, dann BaCl₂	Formel
Probe A
Probe B
Probe C

eine ausgefüllte Ergebnistabelle für drei unbekannte Proben, darunter die grüne Meldung „richtig“

Erwartete Ergebnisse

Diese Beobachtungen stammen aus der Simulation im Modus Bekannte Salze:

Ion	Nachweis	Was die Lernenden sehen
Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cu²⁺	Flamme	karminrot, gelb, fahlviolett, ziegelrot, grün
Al³⁺	NaOH	weißer Niederschlag, der sich im Überschuss löst
Ca²⁺	NaOH	wenig weißer Niederschlag
Mg²⁺	NaOH	weißer Niederschlag, der im Überschuss bleibt
Cu²⁺	NaOH	blauer Niederschlag
Fe²⁺	NaOH	grüner Niederschlag, der an der Oberfläche langsam braun wird
Fe³⁺	NaOH	brauner Niederschlag
CO₃²⁻	verd. HCl, dann Kalkwasser	Aufschäumen; Kalkwasser wird trüb
Cl⁻, Br⁻, I⁻	HNO₃, dann AgNO₃	weißer, hellgelber, gelber Niederschlag
SO₄²⁻	HCl, dann BaCl₂	weißer Niederschlag

Drei Fehler in der Methode zeigen sich deutlich:

KCl nach NaCl ohne Reinigen des Drahts ergibt eine gemischte Flamme, und die Simulation warnt vor Resten des vorherigen Salzes. Nach dem Reinigen ist die Flamme fahlviolett.
NaI, mit HCl angesäuert, ergibt einen blassen, gelblich-weißen Niederschlag, weil die zugegebenen Chlorid-Ionen als AgCl ausfallen.
Na₂CO₃ mit BaCl₂ ohne Säure ergibt einen weißen Niederschlag, ein falsch positives Ergebnis für Sulfat.

Fragen für die Lernenden

(Vorhersage, nach dem Experiment erneut gestellt) Was passiert, wenn man NaOH, dann im Überschuss, zu AlCl₃ und zu MgCl₂ gibt?
Warum wird der Draht für die Flammenfärbung vor jedem Nachweis gereinigt?
Was sehen Sie, wenn man NaOH zu FeSO₄ gibt, zuerst einige Tropfen und dann im Überschuss?
Welches Salz ergibt eine fahlviolette Flamme, keinen Niederschlag mit NaOH, kein Aufschäumen mit Säure, einen hellgelben Niederschlag mit angesäuertem AgNO₃ und nichts mit angesäuertem BaCl₂?
Säuern Sie NaI vor der Zugabe von AgNO₃ mit verdünnter HCl an. Was sehen Sie, und warum muss stattdessen Salpetersäure verwendet werden?

Antworten für Lehrkräfte: (1) Beide ergeben einen weißen Niederschlag; nur der von Aluminium löst sich im Überschuss. (2) Um Reste des vorherigen Salzes zu entfernen, die sich mit der neuen Flammenfarbe mischen oder sie überdecken würden. (3) Einen grünen Niederschlag, der im Überschuss bleibt und an der Oberfläche langsam braun wird. (4) KBr. (5) Einen blassen, gelblich-weißen Niederschlag. HCl bringt Chlorid-Ionen ein, die unabhängig vom Salz als weißes AgCl ausfallen und das gelbe AgI überdecken. Salpetersäure entfernt Carbonat-Ionen, ohne Halogenid-Ionen einzubringen.

Häufige Fehlvorstellungen

„Ein weißer Niederschlag mit NaOH bedeutet Aluminium.“ Auch Ca²⁺ und Mg²⁺ ergeben weiße Niederschläge. Nur der Nachweis mit überschüssiger NaOH unterscheidet sie.
„Vor Silbernitrat oder Bariumchlorid ist jede Säure recht.“ HCl bringt Cl⁻ ein und H₂SO₄ bringt SO₄²⁻ ein, daher ergibt jede von ihnen in einem der Nachweise ein falsch positives Ergebnis.
„Eine gelbe Flamme beweist, dass es ein Natriumsalz ist.“ Schon eine Spur Natrium an einem verschmutzten Draht färbt die Flamme gelb.

Erweiterung

Cobaltglas: Wählen Sie im Modus Bekannte Salze das Gemisch aus NaCl + KCl. Die Flamme sieht gelb aus. Setzen Sie ein Häkchen bei Cobaltglas: Das Glas absorbiert das Gelb des Natriums, und die Farbe des Kaliums wird sichtbar.
Halogenide vertieft: Die Simulation zu Halogenid-Ionen unterscheidet AgCl, AgBr und AgI mit Ammoniaklösung.

Häufige Fragen

Können die Lernenden den Pflichtversuch ohne Labor durchführen?

Sie können jeden Nachweis üben und unbekannte Proben mit sofortiger Rückmeldung bestimmen. Nutzen Sie die Simulation vor dem echten Versuch, damit die Lernenden die Reihenfolge der Schritte kennen, oder an seiner Stelle, wenn die Zeit knapp ist.

Sind die unbekannten Proben für alle Lernenden gleich?

Nein. Alle Lernenden erhalten einen zufälligen Satz, daher können sie die Formeln nicht voneinander abschreiben. Deshalb nutzt das Fragenset den Modus Bekannte Salze, in dem die Antworten feststehen.

Wie verhindere ich, dass die Lernenden die Gleichungen als Hinweise nutzen?

Im Modus Unbekannte Salze erscheinen die Gleichungen erst nach einer richtigen Antwort oder nach Lösungen zeigen. Entfernen Sie das Häkchen bei „Beobachtungen in Worten beschreiben“, damit die Lernenden das Bild statt des Texts lesen.