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Synthesen Manfred Kerschbaumer Edwin Scheiber

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<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Seite 1 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Darstellung Darstellung und und Analyse Analyse zweier zweier zweier Kupferverbindungen<br />

Kupferverbindungen<br />

1) 1) 1) 1) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift für für für für die die die die Herstellung<br />

Herstellung<br />

Herstellung<br />

Herstellung<br />

a) 1,5 g CuSO4.5H2O werden in 10 mL Wasser im 100 mL-Erlenmeyerkolben gelöst. Dann<br />

gibt man 2,5 mL konzentrierte NH3-Lösung zu und versetzt anschließend mit 10 mL<br />

Ethanol. Es fällt ein tiefblauer Niederschlag ❶ aus, der abfiltriert und mit Ethanol<br />

gewaschen wird. Der Niederschlag wird auf einem großen Rundfilter dünn aufgestrichen<br />

und an der Luft getrocknet.<br />

b) 2,5 g CuSO4.5H2O und 1,3 g (NH4)2SO4 werden in möglichst wenig Wasser im 100 mL-<br />

Erlenmeyerkolben gelöst. Nach Zugabe von 10 mL Ethanol fällt ein hellgrüner<br />

Niederschlag ➋ aus, der nach dem Abfiltrieren und Waschen mit Ethanol wieder auf einem<br />

Rundfilter ausgestrichen und getrocknet wird.<br />

2) 2) 2) 2) Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift fü für fü für<br />

r r die die die die Analyse Analyse Analyse Analyse<br />

a) Man stellt je 20 mL Lösung von ❶ und ➋ her und teilt diese auf je vier Teile auf.<br />

b) In die erste Portion jeder Lösung gibt man einen Eisennagel.<br />

c) Die zweiten Portionen versetzt man mit einigen Tropfen NaOH (2 M).<br />

d) Die dritten Portionen versetzt man mit 1 mL NaOH (2 M) und erhitzt. Die aufsteigenden<br />

Dämpfe werden mit Indikatorpapier und auf ihren Geruch überprüft (Vorsicht).<br />

e) Die vierten Portionen werden mit Ba 2+ versetzt.<br />

3333) ) ) ) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

Das Protokoll soll enthalten:<br />

a) Beobachtungen aller Analysereaktionen.<br />

b) Erklärungen aller Analysereaktionen mit den Reaktionsgleichungen.<br />

c) Die Formeln von ❶ und ➋.


1) 1) 1) 1) Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Darstellung Darstellung von von Eisen(III) Eisen(III)-oxid<br />

Eisen(III) oxid<br />

Seite 2 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Es soll Eisen(III)oxid (Fe2O3) durch Oxidation von Eisen(II)-sulfat (FeSO4.7H2O) mit<br />

Salpetersäure hergestellt werden. Die Eisen(III)--ionen werden dann durch die Zugabe von<br />

Ammoniumhydroxidlösung als Eisen(III)-hydroxid gefällt. Der Hydroxidniederschlag wird<br />

durch Glühen in das Eisen(III)-oxid umgewandelt.<br />

2) 2) 2) 2) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Die Prozedur ist im ABZUG durchzuführen!<br />

� 2,0 g Eisen(II)-sulfat werden in 200 ml Wasser und 5ml konz. Salzsäure gelöst. Die so<br />

erhaltene Lösung wird zum Sieden erhitzt.<br />

� Es werden 3 ml konz. Salpetersäure tropfenweise zugegeben, wobei sich die anfangs<br />

grünliche Lösung goldgelb färbt (Oxidation von Fe 2+ zu Fe 3+ ). Die Lösung noch ca. 5<br />

Minuten kochen!<br />

� Nach dem Abkühlen auf ca. 80°C wird durch langsame Zugabe von konz. NH3-<br />

Lösung bis zur alkalischen Reaktion (pH-Papier) Eisen(III)-hydroxid ausgefällt.<br />

� Der rotbraune Niederschlag wird heiß mittels Papierfilter abfiltriert und mit heißem<br />

Wasser gewaschen.<br />

� Der Filter mit dem Niederschlag wird anschließend in einem Porzellantiegel verascht<br />

3333) ) ) ) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

und so zu Eisen(III)-oxid umgesetzt (das Filterpapier setzt sich zu CO2 und H2O (g)<br />

um). Der Tiegel ist anfangs mit kleiner Flamme zu erwärmen, um ein Zerspringen zu<br />

vermeiden. Nach dem Glühen und Auskühlen soll das Präparat eine leuchtend rote<br />

Farbe besitzen.<br />

Wenn es eher schwarz ist, so war die Oxidation nicht vollständig, und es ist Fe3O4<br />

(=FeO.Fe2O3) entstanden. In diesem Fall kann die Oxidation durch vorsichtiges<br />

Weiterglühen vervollständigt werden (Tiegel schräg in das Tondreieck stellen, sodass<br />

mehr Luft zur Probe gelangt). Das erhaltene Eisenoxid wird zum Schluss ausgewogen<br />

und in einem beschrifteten Probengefäß abgegeben.<br />

a) Wie lauten die abgestimmten Reaktionsgleichungen für die einzelnen Prozesse?<br />

b) Geben Sie die Ausbeute in Gramm und die prozentuelle Ausbeute, bezogen auf die<br />

Theorie, an!


1) 1) 1) 1) Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Darstellung Darstellung von von Eisen(II) Eisen(II)-oxalat<br />

Eisen(II) oxalat<br />

Seite 3 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Eisen(II)-oxalat wird durch Reaktion von Ammoniumeisen(II)-sulfat (Mohrsches Salz) mit<br />

Oxalsäure hergestellt.<br />

2) 2) 2) 2) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

� Mische 1ml Schwefelsäure mit 25ml Deionat. Löse darin 8g Ammoniumeisen(II)-<br />

sulfat.<br />

� Löse 5g Oxalsäure-Dihydrat in 30ml Deionat. Gib diese Lösung zur Lösung aus 1.<br />

langsam zu. Erhitze zum Sieden.<br />

� Der gelbe Niederschlag wird abgesaugt, mit heißem Wasser gewaschen . Danach noch<br />

mit wenigen, kleinen Portionen Aceton gewaschen und and der Luft getrocknet<br />

� Es ist die Ausbeute bezogen auf die Eisensalzeinwaage zu bestimmen!<br />

3333) ) ) ) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

a) Abgestimmte Reaktionsgleichung!<br />

b) Berechnung der Ausbeute!


1) 1) 1) 1) Aufgabenstellung<br />

Aufgabenstellung<br />

Aufgabenstellung<br />

Aufgabenstellung<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Synthese Synthese von von Chromgelb<br />

Chromgelb<br />

Aus Bleiacetat und Kaliumchromat sind 5,0 g Chromgelb PbCrO4 herzustellen.<br />

2) 2) 2) 2) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Seite 4 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

� Stelle zuerst die Reaktionsgleichung auf und berechne die erforderlichen Mengen für<br />

die Ausgangsstoffe!<br />

� Die berechnete Masse Kaliumchromat (T+) wird im Abzug in einem Becherglas<br />

gewogen und in möglichst wenig, kaltem Deionat aufgelöst. Schutzhandschuhe!<br />

� Die berechnete Masse Bleiacetat wird eingewogen und eine heiß gesättigte wässrige<br />

Lösung hergestellt.<br />

� Die heiße Bleiacetatlösung wird mit der eisgekühlten Kaliumchromatlösung versetzt,<br />

das gelbe Pigment fällt aus.<br />

� Man lässt die Mischung im Eisbad 15 min. abkühlen, saugt dann das Pigment ab,<br />

wäscht 1x mit wenig kaltem Deionat und 1x mit einigen ml Ethanol.<br />

� Das Pigment wird im Trockenschrank über Nacht bei 80°C getrocknet.<br />

3333) ) ) ) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

a) Abgestimmte Reaktionsgleichung!<br />

b) Berechnung der Ausbeute!


1) 1) 1) 1) Aufgabenstellung<br />

Aufgabenstellung<br />

Aufgabenstellung<br />

Aufgabenstellung<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Synthese Synthese von von Blanc Blanc fixe<br />

fixe<br />

Seite 5 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Blanc fix ist feinkörniges Bariumsulfat. Es kann nicht durch Mahlen des natürlich<br />

vorkommenden Schwerspates hergestellt werden, sondern nur durch Fällung von<br />

Bariumsulfat aus einer Lösung. Es wird als Weißpigment mit starker Deckwirkung und wegen<br />

seines hohen spezifischen Gewichts als Füllmaterial für Papier verwendet. In der Medizin<br />

dient es als Röntgenkontrastmittel für Darm und Magenröntgen.<br />

Stelle aus Bariumchlorid und Natriumsulfat 5,0 g Bariumsulfat her.<br />

2) 2) 2) 2) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

� Stelle zuerst die Reaktionsgleichung auf und berechne die erforderlichen Mengen für<br />

die Ausgangsstoffe!<br />

� Löse die berechnete Masse Natriumsulfat in einem 50 ml Becherglas in Deionat und<br />

in einem 150 ml Becherglas die berechnete Masse Bariumchlorid in Wasser auf!<br />

� Gieße unter Rühren die Natriumsulfatlösung zur Bariumchloridlösung.<br />

� Filtriere den gebildeten Niederschlag mit einem Glassinterfilter ab, wasche ihn 2x mit<br />

3333) ) ) ) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

Deionat und trockne das Pigment bei 80°C im Trockenschrank über Nacht.<br />

a) Abgestimmte Reaktionsgleichung!<br />

b) Berechnung der Ausbeute!


1) 1) 1) 1) Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Synthese Synthese von von Malachitpulver<br />

Malachitpulver<br />

Malachitpulver<br />

Seite 6 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Malachit: CuCO3.Cu(OH)2<br />

Wird metallisches Kupfer der Witterung ausgesetzt, so bildet sich nach einigen Jahren<br />

Malachit, eine Verbindung die Patina genannt wird. An Meeresküsten bildet sich auch<br />

CuCl2.Cu(OH)2 und in Industriegebieten CuSO4.Cu(OH)2, diese Verbindungen sind ebenfalls<br />

grün und werden genauso als Patina bezeichnet.<br />

2) 2) 2) 2) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

� Bei Zimmertemperatur werden 14,4 g NaHCO3 in 150 ml Deionat gelöst, es bleibt ein<br />

Bodensatz, der nicht stört. (Lösung A)<br />

� In einem zweiten Becherglas löst amn 4,9 g CuSO4.5H2O bei ca. 40 °C in 50 ml<br />

Deionat. (Lösung B)<br />

� Nun gießt man langsam 80 ml der Lösung A in die Lösung B. Achtung es schäumt<br />

und es bildet sich ein blauer voluminöser Niederschlag. Nach kräftigem Rühren gibt<br />

man nach zwei Minuten nochmals 30 ml der Lösung A zur Lösung B.<br />

� Man rührt um, kocht einmal kurz auf, es bildet sich der grüne Malachit.<br />

� Der Niederschlag wird abfiltriert, mit 20 ml kaltem Deionat und anschließend mit 10<br />

ml Ethanol gewaschen.<br />

� Das Pigment wird bei Zimmertemperatur oder bei 50°C im Trockenschrank<br />

getrocknet.<br />

3333) ) ) ) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

a) Abgestimmte Reaktionsgleichung!<br />

b) Berechnung der Ausbeute!


1) 1) 1) 1) Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Herstellung Herstellung von von Kaliumchromalaun<br />

Kaliumchromalaun<br />

Seite 7 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Als Alaune bezeichnet man ganz allgemein Salze des Typs M(I)M(III)(SO4)2.12H2O. An die<br />

Stelle des einwertigen Ions können treten: Na + , K + , Rb + , NH4 + und an die Stelle des<br />

dreiwertigen Ions: Al 3+ , V 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ , Co 3+ . Die meisten Alaune kristallisieren in Oktaedern,<br />

einige in Würfeln.<br />

Kaliumchromalaun entspricht dem NaCl-Typ. Im Zentrum jedes aus 4 Kalium- und<br />

Chromionen gebildeten Würfels sitzt ein Schwefelatom, welches tetraedrisch von 4<br />

Sauerstoffatomen umgeben ist. Jedes Kaliumion und jedes Chromion ist oktaedrisch von 6<br />

Wassermolekülen umgeben.<br />

Die Herstellung des Alauns beruht auf der Reduktion von Kaliumdichromat mit Ethanol zu<br />

Chrom(III)-ionen, wobei aus Ethanol Ethanal (erkennbar am Geruch) entsteht. Die Reaktion<br />

verläuft im sauren Milieu.<br />

2) 2) 2) 2) Arbeitsvo Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvo Arbeitsvorschrift<br />

rschrift rschrift<br />

� Berechne zunächst die Einwaage für 0,034 mol Kaliumdichromat!<br />

� Das Kaliumdichromat wird in einem 150ml Becherglas in 80ml Deionat gelöst!<br />

� Unter Rühren werden 11ml konz. Schwefelsäure vorsichtig zugegeben!<br />

� Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur werden unter Rühren tropfenweise<br />

insgesamt 7 ml Ethanol zugefügt. Dabei ist streng darauf zu achten, dass die<br />

Temperatur der Lösung nicht über 40°C ansteigt, da sich sonst irreversibel<br />

Chrom(III)-sulfat bildet. Allenfalls muss bei der Prozedur mit Wasser gekühlt werden.<br />

� Das Becherglas mit der Alaun-Mutterlauge wird mit einem Uhrglas abgedeckt und bis<br />

zur nächsten Unterrichtseinheit aufbewahrt.<br />

� Am nächsten Übungstag wird die Mutterlauge von den Kristallen dekantiert. Die<br />

Kristalle werden mit kaltem Wasser gewaschen und durch Abtupfen mit Küchenrolle<br />

vom restlichen Wasser befreit und im Exsikkator bis zur Gewichtskonstanz<br />

getrocknet.<br />

3333) ) ) ) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

a) Abgestimmte Reaktionsgleichung!<br />

b) Berechnung der Ausbeute!


<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Seite 8 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Herstellung Herstellung von von Diammoniumeisen(II)<br />

Diammoniumeisen(II)-sulfathexahydrat<br />

Diammoniumeisen(II) sulfathexahydrat<br />

1) 1) 1) 1) Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Durch Auflösen von Eisenpulver mit Schwefelsäure wird Eisen(II)-sulfat erhalten, welches mit<br />

Ammoniumsulfat zum Diammoniumeisen(II)-sulfathexahydrat umgesetzt wird. Dieses<br />

Doppelsalz wird auch Mohrsches Salz genannt.<br />

2) 2) 2) 2) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

� Berechne zunächst das für 0,0172 mol Eisen nötige Volumen 1M Schwefelsäure sowie<br />

die erforderliche Masse Eisen und Ammoniumsulfat!<br />

� In einem 100ml Becherglas wird die berechnete Menge Eisenpulver mit dem<br />

berechneten Volumen 1M Schwefelsäure gelöst. Das Becherglas dabei mit einem<br />

Uhrglas abdecken. Nach Abklingen der heftigen Gasentwicklung die Lösung<br />

erwärmen.<br />

� Die Lösung in eine Porzellanschale filtrieren. Das Filterpapier dabei mit einigen<br />

Tropfen 1M Schwefelsäure befeuchten.<br />

� Das Filtrat unter ständigem Rühren soweit einengen bis sich an der Oberfläche eine<br />

Kristallhaut zu bilden beginnt.<br />

� Die berechnete Menge Ammoniumsulfat in einem RG mit ca. 5ml Deionat heiß lösen<br />

und der Eisensulfatlösung zusetzen.<br />

� Die Lösung wieder einengen (Rühren!) und bei Bildung einer Kristallhaut vom Feuer<br />

nehmen und mit einem Uhrglas abgedeckt bis zur nächsten Unterrichtseinheit stehen<br />

lassen.<br />

� Die überstehende Mutterlauge vom auskristallisierten Mohrschen Salz dekantieren<br />

3333) ) ) ) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

und im Exsikkator bis zur Gewichtskonstanz trocknen.<br />

a) Abgestimmte Reaktionsgleichungen!<br />

b) Berechnungen der eingesetzten Stoffmengen und der Ausbeute!


1111)))) Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Darstellung Darstellung und und Reaktionen Reaktionen von<br />

von<br />

Kaliumtrisoxalatoferrat(III)<br />

Kaliumtrisoxalatoferrat(III)-trihydrat<br />

Kaliumtrisoxalatoferrat(III) trihydrat<br />

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<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Der obige Komplex mit der Formel K3[Fe(C2O4)3].3H2O ist eine grünes kristallines Salz, das in<br />

heißem Wasser gut, in kaltem aber sehr schlecht löslich ist. Das komplexe Anion ist<br />

photosensitiv und reagiert unter Einwirken von Licht mit λ < 450 nm zu Fe 2+ und CO2.<br />

2.a)))) 2.a 2.a 2.a Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift für für für für die die die die Herstellung<br />

Herstellung<br />

Herstellung<br />

Herstellung<br />

� Man wäge 10,0 g Kaliumoxalatmonohydrat (K2C2O4.H2O) in ein 250 mL Becherglas ein<br />

und löse in 30 mL Deionat unter Erwärmen (nicht Kochen!) auf.<br />

� Man löse 4,4 g Eisen(III)-chloridhexahydrat (FeCl3.6H2O) in möglichst wenig Deionat<br />

(≈10 mL) auf.<br />

� Nun füge man der heißen Lösung von a) die Lösung von b) zu und rühre oder<br />

schüttle intensiv.<br />

� Die Kristallisation des Komplexes erfolgt durch Stehenlassen, zunächst an der Luft,<br />

dann in einem Eisbad (das Gefäß wird mit Alufolie umwickelt).<br />

� Das kristalline Produkt wird im Vakuum filtriert und mit 10 mL Aceton gewaschen.<br />

Danach saugt man noch einige Minuten Luft durch, um das Produkt zu trocknen<br />

(Alufolie).<br />

� Die Kristalle werden in ein vorher gewogenes Schälchen gegeben und etwa 30<br />

Minuten bei 50°C getrocknet.<br />

� Das trockene Produkt wird gewogen, die Masse wird notiert.<br />

2.b 2.b 2.b 2.b ) ) ) ) Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift Arbeitsvorschrift für für für für die die die die Untersuchung<br />

Untersuchung<br />

Untersuchung<br />

Untersuchung<br />

Die bei der Redoxreaktion gebildeten Fe 2+ -Ionen lassen sich durch rotes Blutlaugensalz<br />

(Kaliumhexacyanoferrat(III), K3[Fe(CN)6]) als Berliner Blau nachweisen.<br />

Man löst 0,5 g des Produktes in 80 mL Wasser auf und fügt 3 mL H2SO4 (2 M) zu. Mit dieser<br />

Lösung werden drei entsprechend beschriftete Eprouvetten bis zur Hälfte gefüllt. Das 1. Rg<br />

wird in Alufolie gewickelt, sodass kein Licht einwirken kann. Das 2. Rg wird 2 Minuten nicht<br />

eingewickelt stehen gelassen, das 3. Rg 2 Minuten mit UV-Licht bestrahlt. Danach fügt man<br />

zu jedem Rg 1 mL Blutlaugensalzlösung zu.<br />

Mit der verbliebenen Lösung des Komplexes wird ein großes Filterpapier getränkt und mit<br />

einem Fön getrocknet. Auf das so imprägnierte Papier legt man einen Gegenstand (Schere,<br />

Münze, Schlüssel...) und beleuchtet wieder mit UV. Nach einiger Zeit wird das Papier mit<br />

Blutlaugensalzlösung bepinselt oder besprüht.


3) 3) 3) 3) Protokoll PP<br />

Protokoll<br />

rotokoll rotokoll<br />

Das Protokoll soll enthalten:<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

a) Reaktionsgleichung für die Herstellung des Komplexes<br />

b) Berechnung der theoretischen Ausbeute<br />

c) Masse des Produktes<br />

d) Berechnung der praktischen Ausbeute<br />

e) Reaktionsgleichung für die photochemische Zersetzung<br />

f) Gleichung für den Fe 2+ -Nachweis<br />

g) Erklärung für die Rolle des UV-Lichtes<br />

Seite 10 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong>


<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Seite 11 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Darstellung Darstellung Darstellung von von Kaliumtrisoxalatochromat(III)<br />

Kaliumtrisoxalatochromat(III)<br />

1) 1) 1) 1) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

27 g H2C2O4.2aq und 12 g K2C2O4.aq werden in wenig Wasser gelöst und mit einer Lösung<br />

von 12 g K2Cr2O7 langsam unter Rühren gemischt. Die erhaltenen Lösung wird eingeengt<br />

und langsam abgekühlt, wobei sich schwarz-grüne säulenförmige Kristalle abscheiden.<br />

2) 2) 2) 2) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

a) Abgestimmte Reaktionsgleichung!<br />

b) Berechnung der Ausbeute!


<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Seite 12 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Darstellung Darstellung von von Hexammincobalt(III)<br />

Hexammincobalt(III)-chlorid<br />

Hexammincobalt(III)<br />

Hexammincobalt(III) chlorid<br />

1) 1) 1) 1) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

1) In einem 50 ml Becherglas werden 6 ml Wasser und 2,7 g NH4Cl in der Hitze gelöst. In<br />

der kochenden Lösung werden 4 g CoCl2.6aq gelöst.<br />

2) In einem trockenen 100 ml WH-Erlenmeyerkolben wird eine Spatel voll Aktivkohle<br />

vorgelegt und die eben hergestellt Lösung kochend zugegeben und anschließend auf<br />

Raumtemperatur abgekühlt. Nun werden 10 ml konz. NH3-Lösung zugefügt, wobei das<br />

Becherglas, in dem vorher die Lösung hergestellt worden ist, mit der Ammoniaklösung<br />

ausgespült wird. Die gesamte Lösung wird anschließend im Eisbad auf 10°C abgekühlt.<br />

3) Unter Schwenken des Kolbens werden mit einer Tropfpipette langsam 15 ml 30% H2O2<br />

zugefügt.<br />

4) Gegen Ende der Gasentwicklung wird langsam auf 60°C erwärmt und auf dieser<br />

Temperatur etwa 10 min. lang gehalten, dann im Eisbad abgekühlt. Es bildet sich ein<br />

gelbbrauner Niederschlag, der gemeinsam mit der Aktivkohle mittels Faltenfilter<br />

abfiltriert wird.<br />

5) Jetzt wird die Aktivkohle folgendermaßen abgetrennt: Der Niederschlag wird in einem<br />

Becherglas in 30 ml kochender 2 %iger HCl überführt. Sobald sich der Komplex gelöst<br />

hat, wird die Aktivkohle noch heiß abfiltriert (Faltenfilter).<br />

6) Zum Filtrat werden 5 ml konz HCl(Abzug!) zugegeben und im Eisbad (+NaCl) auf < 5°C<br />

abgekühlt. Der orange-braune Komplex wird filtriert (Glassintertiegel, Saugflasche) und<br />

trockengepresst. Anschließend abwiegen.<br />

2) 2) 2) 2) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

a) Stellen Sie alle relevanten Reaktionsgleichungen auf.<br />

b) Bestimmen Sie die Ausbeute bezogen auf Cobalt(II)-chloridhexahydrat<br />

c) Zeichnen Sie die Struktur der Komplexverbindung und geben Sie das Pauling-Schema an.


<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Seite 13 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Herstellung Herstellung von von Pentamminchlorochrom(III)<br />

Pentamminchlorochrom(III)-chlorid<br />

Pentamminchlorochrom(III)<br />

Pentamminchlorochrom(III) chlorid<br />

1) 1) 1) 1) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

1) Leeren Glasfiltertiegel tarieren.<br />

2) In einem 250 ml Erlenmeyerkolben wreden 12 g K2Cr2O7 mit 40 ml konz. HCl und 15 ml<br />

Ethanol unter Umrühren übergossen.<br />

3) Die so erhaltene grüne Chrom(III)-Lösung wird bei ca. 50°C mit Zink unter Luftabschluss<br />

reduziert.<br />

4) Die blaue Lösung lässt man in ein Gemisch von 100 g NH4Cl und 150 ml NH3 konz.<br />

fließen, da in einem Eis/Kochsalz-Bad steht.<br />

5) Es wird von ungelöstem NH4Cl dekantiert und durch einleiten von O2 und kräftigem<br />

Schütteln eine schnelle Oxidation erreicht. Dabei färbt sich die Flüssigkeit rot und es<br />

scheiden sich reichlich Kristalle ab.<br />

6) Die Lösung wird nun etwa 10 Minuten mit dem 2,5fachen Volumen an konz. HCl<br />

gekocht, wobei sich der Komplex [CrCl(NH3)5]Cl2 bildet.<br />

7) Die schönen karminroten Kristalle werden abgesaugt oder filtriert, mit Ethanol<br />

gewaschen, im Exsikkator getrocknet und gewogen.<br />

2) 2) 2) 2) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

Berechnen Sie die Ausbeute!


<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

Seite 14 von 18<br />

<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Hers Herstellung Hers tellung und Charakterisierung eines Nickelkomplexes<br />

1) 1) 1) 1) Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Allgemeines<br />

Die Aufgabe besteht aus der Synthese und anschließenden Analyse einer<br />

Komplexverbindung, die Nickel sowie Chlor und Ammoniak enthält.<br />

2) 2) 2) 2) Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Arbeitsvorschrift<br />

Darstellung<br />

1. 1,50 g Nickel werden im Abzug in 10mL Salpetersäure gelöst (dieser Schritt wurde schon<br />

vollzogen; Sie arbeiten bereits mit der stark salpetersauren Nickelnitrat-Lösung weiter).<br />

2. 10 mL der Nickelsalz-Lösung werden in den Erlenmeyerkolben pipettiert.<br />

3. Bei gleichzeitiger Eiskühlung werden 25 mL Ammoniak-Lösung in kleinen Portionen<br />

zugegeben (nach etwa 15 mL beginnt bereits die Abscheidung von Salzkristallen). Die<br />

kalte Kristallmasse wird abgesaugt und dreimal mit wenig Ammoniak-Lösung<br />

gewaschen.<br />

4. Anschließend wird die feuchte Kristallmasse mit 10 mL Salzsäure (18%ig) gelöst; falls<br />

erforderlich, muss ein wenig mehr Salzsäure verwendet werden.<br />

5. Die blau gefärbte Lösung wird dann unter Eiskühlung mit 30 mL einer Lösung von 30 g<br />

Ammoniumchlorid in 100 mL Ammoniak-Lösung versetzt.<br />

6. Die nun blauviolette Masse wird abgesaugt und mit wenig Ammoniak-Lösung, Ethanol<br />

und schließlich Ether gewaschen.<br />

7. Die Substanz wird dann auf einem Blatt Papier zum Trocknen ausgebreitet, und<br />

gewogen, sobald der Ether verdunstet ist.


Charakterisierung<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

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<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Etwa 0,5 g der Nickelverbindung werden in einen 100mL-Maßkolben exakt eingewogen.<br />

Nach Zugabe von 20 mL Salpetersäure (c = 1,00 mol/L) wird mit Wasser aufgefüllt.<br />

1. Bestimmung:<br />

10,0 mL der Lösung werden mit Natronlauge gegen Methylrot titriert.<br />

2. Bestimmung:<br />

10,0 mL der Lösung werden mit Wasser, etwa 2 mL Ammoniak-Lösung und einigen Tropfen<br />

Murexid-Lösung versetzt. Die gelbe Lösung wird mit EDTA bis zum Umschlag nach Violett<br />

titriert.<br />

3. Bestimmung:<br />

10,0 mL der Lösung werden mit 10,0 mL Silbernitrat-Lösung und etwa 5 mL Toluen versetzt.<br />

Nach kräftigem Schütteln wird der Indikator (Fe 3+ ) zugegeben und mit der Thiocyanat-<br />

Lösung bis zur bleibenden Rotfärbung titriert.<br />

3333) ) ) ) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

Die Berechnungen und die Formel der Nickelverbindung sind anzugeben.


<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

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<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

Qualitati Qualitative Qualitati ve Analyse Analyse und und und präp präparative präp rative anorganische anorganische anorganische Chemie<br />

Chemie<br />

1) 1) 1) 1) Qualitative Qualitative Qualitative Qualitative Analyse: Analyse: Analyse: Analyse:<br />

In den beschrifteten Reagenzgläsern (A bis F, X, Y) befinden sich (z.T in Wasser gelöste )<br />

Verbindungen. Diese sind mit Hilfe von H2SO4 und verdünnter NaOH, sowie durch Reaktionen<br />

untereinander zu identifizieren. Zwei der Proben enthalten als Kation K + .<br />

2) 2) 2) 2) Präparative Präparative Präparative Präparative Chemie: Chemie: Chemie: Chemie:<br />

Die nach der qualitativen Analyse noch vorhandenen Probenmengen X und Y werden zur<br />

Herstellung eines EDTA-Komplexes weiterverwendet. Dabei sind die in der<br />

Präperationsvorschrift angegebene Massen durch entsprechend proportional abgeänderte<br />

Masse zu ersetzen.<br />

X + C10H16N2O8 � ........................................ + ................. + H2O<br />

Komplex 1<br />

2 ............................... + H2O2 + Y + H2O � ................................ * 4H2O + ...................<br />

Komplex 1 Komplex 2<br />

Arbeitsvorschrift:<br />

Arbeitsvorschrift:<br />

Arbeitsvorschrift:<br />

Arbeitsvorschrift:<br />

Eine Aufschlämmung von 1,235 g X mit 2,92 g EDTA in 12 ml H2O wird in einem 100 ml<br />

Becherglas unter vorsichtigem Rühren mit einem Thermometer langsam auf 75°C erwärmt.<br />

Nach Ende der Gasentwicklung wird mit 3,5 ml H2O2 (30%) unter Rühren versetzt. Dann<br />

werden 1,0 g Y unter Rühren langsam zugegben und weiter gerührt, bis die Gasentwicklung<br />

beendet ist.<br />

Die violette Lösung wird dann unter Rühren auf –2°C abgekühlt, indem man das Becherglas<br />

in ein größeres mit einer Eis-Kochsalz-Mischung stellt. Das violette Produkt fällt dabei aus.<br />

Es wird dann schnell abfiltriert sowie mit 2 mal 10 ml Aceton gewaschen. Dieser<br />

luftgetrocknete „Komplex 2“ wird auf dem tarierten Uhrglas gewogen.


3) 3) 3) 3) Protokoll Protokoll Protokoll Protokoll<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

a) In den Reagenzgläsern befinden sich folgende Substanzen.<br />

A = E =<br />

B = F =<br />

C = X =<br />

D = Y =<br />

b) Berechnen Sie die Ausbeute in %.<br />

c) Skizzieren Sie die Struktur von Komplex 2<br />

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<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong>


4) 4) 4) 4) Geräte Geräte Geräte Geräte und und und und Chemiekalien:<br />

Chemiekalien:<br />

Chemiekalien:<br />

Chemiekalien:<br />

<strong>Synthesen</strong><br />

<strong>Synthesen</strong><br />

RG-ständer + Rg A =HNO3, halbkonz.<br />

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<strong>Manfred</strong> <strong>Kerschbaumer</strong><br />

<strong>Edwin</strong> <strong>Scheiber</strong><br />

100 ml Becherglas B =(NH3)2Fe(SO4)2Mohresches Salz -lsg<br />

Glasstab, Thermometer C =Berliner Blau-lsg<br />

Heizplatte oder Brenner+Ceranplatte D =EtOH<br />

5 ml Messpipette E = K2Cr2O7-lsg<br />

Spatel F =K3[Fe(CN)6]-lsg<br />

Filter + Rundfilter oder Glasfritte X =CoCO3(Festsubstanz)<br />

Uhrglas Y =BaCO3 (Festsubstanz)<br />

H2SO4<br />

Küchenrolle NaOH<br />

Waage Eis<br />

Eisbad Deionat<br />

5) 5) 5) 5) Ergebnisse:<br />

Ergebnisse:<br />

Ergebnisse:<br />

Ergebnisse:<br />

a) In den Reagenzgläsern befinden sich folgende Substanzen.<br />

A =HNO3, halbkonz. E = K2Cr2O7<br />

B =(NH3)2Fe(SO4)2Mohresches Salz F =K3[Fe(CN)6]<br />

C =Berliner Blau X =CoCO3<br />

D =EtOH Y =BaCO3<br />

b) CoCO3 + C10 H16 N2O8 � Co(EDTA)–H14 + CO2 + H2O<br />

Co(EDTA)-H14 + H2O2 + BaCO3 + H2O � Ba[Co(EDTA)-H12]2.4aq + CO2<br />

Tip: Geht recht gut, aber bei qual. Analyse nicht viel Substanz verbrauchen, sonst ist für präp.<br />

nichts mehr da.<br />

M (CoCO3) = 123,5 g/mol<br />

M (Ba[Co(EDTA)-H12]2.4aq) = 903,2 g/mol<br />

z.B. 1,235 g CoCO3 Einwaage und 4,000 g Auswaage Komplex 2 � 88,5% Ausbeute

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