Die Probe für die Nickelbestimmung wird in flüssiger Form ausgegeben, daher ist für diese Übung ein sauberer 250 mL Messkolben einzureichen. Nach Erhalt der Probe ist der Kolben mit deionisiertem Wasser bis zur Marke aufzufüllen und die Lösung zu homogenisieren. Für die Analyse wird ein Aliquot von 25 ml Probe in einem 400 ml Becherglas mit etwa 1 ml konzentrierter HCl (ca. 20 Tropfen) versetzt, und mit deionisiertem Wasser auf ein Volumen von etwa 150 ml verdünnt. Anschließend wird die Lösung mit der Brennerflamme bis fast zum Sieden erhitzt. Nach der langsamen Zugabe des Fällungsreagens (Achtung Siedeverzug möglich) wird unter leichtem Rühren konzentrierte Ammoniak-Lösung zugetropft, bis etwa die Mitte des Pufferbereiches erreicht wird: bei diesem pH Wert von etwa 9 entsteht der seidig rote Nickelniederschlag.
Um den für die Fällung des Nickels optimalen pH-Wert zu erreichen, wird für die Durchführung folgende Vorgangsweise empfohlen. Nachdem der genaue Gehalt an Säure in der Probelösung nicht bekannt ist, kann die für das Einstellen eines pH-Werts von 9 erforderliche Menge an Ammoniak nicht berechnet werden. Alternativ lässt sich der benötigte pH-Wert aber sehr leicht auf nass-chemischem Wege durch Herstellung eines Puffers realisieren. Zunächst wird durch die Zugabe von Ammoniak die in der Probelösung enthaltene Salzsäure unter der Bildung von Ammoniumchlorid neutralisiert. Während der Ammoniak-Zugabe kann an der Eintropf-Stelle lokal bereits der Nickel-Niederschlag entstehen, solange in der Lösung aber noch ein Säureüberschuss (und damit saurer pH-Wert) vorliegt, muss sich dieser Niederschlag bei ausreichender Durchmischung wieder auflösen. Erst wenn die Salzsäure vollständig zu Ammoniumchlorid umgesetzt wurde (welcher pH-Wert liegt dann vor ???), bleibt der entstandene Nickel-Niederschlag bestehen. Allerdings ist die Fällung unter diesen Bedingungen noch nicht vollständig, um eine quantitative Fällung zu erreichen ist basisches Milieu und ein Überschuss an Fällungsreagenz notwendig. Diese Vorgaben können durch die Zugabe exakt jenes Volumens an Ammoniaklösung erreicht werden, welches im vorangegangenen Arbeitsschritt für das Neutralisieren der Salzsäure benötigt wurde. Nachdem die in der Probelösung enthaltene Säure bereits vollständig umgesetzt wurde, kann der im zweiten Schritt zugesetzte Ammoniak nicht mehr zu Ammonium-Ionen reagieren, sondern bleibt in der Lösung als Base erhalten. Folglich entsteht ein Puffer-System in welchem Salz (Ammonium-Ion) und Base (Ammoniak) in nahezu gleichen Konzentrationen vorliegen, weshalb der pH-Wert der Lösung dem pKS-Wert der verwendeten schwachen Base entspricht (siehe Theorie Puffergleichung). Sollten Salz und Base nicht mit einem Verhältnis von 1:1 vorliegen, so ändert sich der pH-Wert geringfügig. Grobe Abweichungen von pH 9 sind aber auszuschließen, denn für eine Verschiebung des pH-Werts um eine Einheit wäre ein Ammonium zu Ammoniak Konzentrationsverhältnis von 10:1 bzw. 1:10 erforderlich – Werte welche bei sorgsamer Durchführung ausgeschlossen werden können.
Nach Abschluss der Fällung wird zur Verbesserung der Filtrierbarkeit des Niederschlages das Becherglas mit einem Uhrglas abdeckt und für ca. 30 Minuten langsam abkühlen gelassen (eventuell mit Papier einwickeln, um ein rasches Abkühlen zu vermeiden). Nachstehende Abbildung 3 zeigt das für die Durchführung benötigte Inventar.
Anschließend wir der noch warme Niederschlag durch einen D3 Glassintertiegel mit bekanntem Lehrgewicht abfiltriert, dazu ist der in Abbildung 1 (s. Grundoperationen) gezeigte apparative Aufbau zu verwenden. Für eine quantitative Bestimmung muss der Niederschlag vollständig in den Tiegel gebracht werden, im Becherglas anhaftende Reste können mit Hilfe des Gummiwischers und mehreren kleinen Portionen warmen Waschwassers in den Sintertiegel übergeführt werden. Anschließend muss der Niederschlag mit dem restlichen Waschwasser (in Summe etwa 100 ml Wasser) gewaschen werden, um das Fällungsreagens sowie die Bestandteile der Pufferlösung vollständig vom Niederschlag zu entfernen.
Nach dem Waschen wird der Niederschlag bei 110-120°C für ca. 2 Stunden im Trockenschrank getrocknet. Nach dem Abkühlen im Exsikkator kann der Tiegel gewogen werden. Das Trocknen und Wägen ist bis zur Gewichtskonstanz zu wiederholen. Aus der Differenz zum Leergewicht des Tiegels kann die Auswaage an Niederschlag bestimmt werden.
Den im Tiegel befindlichen Niederschlag kann man durch vorsichtiges Abheben des Kuchens mit der Spatel entfernen, verbleibende Reste löst man durch Zugabe von konzentrierter HCl (Abzug!). Am besten stellt man dafür den Filtertiegel in ein kleines Becherglas, befeuchtet die Fritte mit wenigen mL konzentrierter HCl und lässt die Säure einige Minuten einwirken (Diese Säure kann öfters zum Reinigen der Glassintertiegel wiederverwendet werden). Durch die Fritte werden nun etwa 100mL Wasser gesaugt, um Reste der Säure zu entfernen. Erst nach dem Ausspülen der Säure darf der Tiegel im Trockenschrank getrocknet werden. Für den Transport des gereinigten aber nassen Tiegels zu den Trockenschränken ist nicht der Exsikkator sondern ein sauberes Becherglas zu verwenden. Nach jeder Reinigung muss das Leergewicht des Tiegels erneut bestimmt werden.
Aus dem Ergebnis der ersten Bestimmung – die nur einen Richtwert für die Nickelkonzentration liefern soll - kann die richtige Reagensmenge für die nachfolgenden Analysen ermittelt werden. Der Reagensüberschuss sollte 30-50% betragen.
Reagens: 1%ige alkoholische Lösung = 1g Diazetyldioxim in 100ml Lösung.
Der Niederschlag ist in siedendem Wasser und besonders in Alkohol etwas löslich => der Niederschlag soll daher noch warm (handwarm) abfiltriert und mit warmem Wasser gewaschen werden.
Bei unzureichender Menge an Fällungsreagens oder bei falschem pH-Wert kann die Fällung unvollständig sein => daher in der abfiltrierten Lösung unbedingt auf Vollständigkeit der Fällung prüfen. Dies kann durch Kontrolle und eventueller Nachjustierung des pH-Wertes und/oder durch erneute Zugabe von Fällungsreagens erfolgen. Sollte sich dabei ein Niederschlag bilden, so war die Fällung unvollständig, die Analyse ist in den meisten Fällen zu wiederholen. Zum Überprüfen der Vollständigkeit der Fällung werden wenige Tropfen Fällungsreagens oder Nh3 in die Lösung gegeben. Bildet sich um die Tropfen herum kurzzeitig ein rosa Niederschlag, war die Fällung unvollständig.
Diazetyldioxim bildet in saurem Milieu auch mit Palladium einen kanarigelben Niederschlag. In ammoniakalischem Milieu entsteht mit zweiwertigem Eisen eine rote Lösung und mit Wismut ein gelber Niederschlag.