Praktikum Anorganische Chemie/ Phosphor

Die quantitative und qualitative Bestimmung von Phosphor erfolgt über das Phosphat (genauer Orthophosphat PO₄³⁻). Gebundener Phosphor wird hierzu gegebenenfalls durch oxidierenden Aufschluss in Phosphat überführt.

Phosphat (PO₄^3–) lässt sich als Zirkoniumphosphat nachweisen. Dazu wird die stark salzsaure Analysenlösung mit möglichst frisch hergestellter Lösung von  Zirconiumoxidchlorid auch Zirkonylchlorid (ZrOCl₂) oder  Zirconiumoxidnitrat auch Zirkonylnitrat (ZrO(NO₃)₂) versetzt. Es fällt ein durchsichtig-milchiger, gallertartiger, flockiger Niederschlag aus. Bei verdünnten Lösungen kann ein Erwärmen der Probe die Reaktion beschleunigen.

${\displaystyle {\begin{array}{ll}&\mathrm {2\ PO_{4}^{3-}\ +\ ZrOCl_{2}\ +\ 6\ H_{3}O^{+}\ \ } \\{\xrightarrow {(\Delta )}}&\mathrm {\ \ Zr(HPO_{4})_{2}\cdot H_{2}O\downarrow \ +\ 4\ H_{2}O+\ 2\ H_{3}O^{+}+2\ Cl^{-}} \end{array}}}$

Phosphat und Zirconylchlorid reagieren in saurer Lösung zu einem milchigen Niederschlag von Zirkoniumhydrogenphosphat, Wasser und Salzsäure.

Die schwermetallfreie Probelösung wird mit konzentrierter  Salpetersäure aufgekocht (Oxidation störender Reduktionsmittel), mit  Ammoniummolybdatlösung versetzt und erneut kurz aufgekocht. Dabei weist eine gelbe Trübung auf Phosphate hin, die mit Molybdaten den gelben Ammoniummolybdatophosphatkomplex bilden.

Unter Berücksichtigung, dass Ammoniumheptamolybdat in wässriger Lösung ein Gleichgewicht eingeht:

${\displaystyle \mathrm {Mo_{7}O_{24}^{6-}+12\ H_{2}O\rightleftharpoons 7\ MoO_{4}^{2-}+8\ H_{3}O^{+}} }$

ergibt sich folgende Reaktionsgleichung:

${\displaystyle \mathrm {\ PO_{4}^{3-}+12\ MoO_{4}^{2-}+24\ H_{3}O^{+}+3\ NH_{4}^{+}\longrightarrow (NH_{4})_{3}[P(Mo_{3}O_{10})_{4}]+36\ H_{2}O} }$

Ammoniummolybdat und Phosphationen bilden in sauer Lösung den gelben Ammoniummolybdatophosphatkomplex

In Anwesenheit reduzierender Ionen wie Sulfid, Bromid, Iodid, Thiosulfat oder auch Zinn(II)-Kationen entsteht stattdessen  Molybdänblau.

Die schwermetallfreie, mit  Ammoniak und  Ammoniumchlorid auf pH 8–9 gepufferte Probelösung wird mit Magnesiumchloridlösung versetzt. Eine weiße Trübung von  Magnesiumammoniumphosphat (MgNH₄PO₄ · 6 H₂O) zeigt ebenfalls Phosphat an (säurelöslich):

${\displaystyle \mathrm {Mg^{2+}+NH_{4}^{+}+PO_{4}^{3-}+6\ H_{2}O\longrightarrow MgNH_{4}PO_{4}\cdot 6\ H_{2}O\downarrow } }$

Magnesiumssalze bilden in ammoniakalischer Lösung Magnesiumammoniumphosphat (weiß).