SKRIPT ZUM PRÄPARATE- EINGANGSKOLLOQUIUM. (Curtius-Saal)

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1 SKRIPT ZUM PRÄPARATE- EINGANGSKLLQUIUM (Curtius-Saal) (Stand: , überarbeitet von Peter Schweizer)

2 Lerninhalte: - rganikum, Kapitel A1 und A2, Reagenzien-Anhang F. - Broschüre der BG: Sicheres Arbeiten in chemischen Laboratorien. - Labor- und Praktikumsordnung 1. Sicherheit im Labor Sicherheitseinrichtungen (Standorte, Funktion?): - Feuerlöscher: C 2 -Feuerlöscher, ABC-Pulverlöscher - Augenduschen - Feuermelder - Telefon - Erste-Hilfe-Kasten - Sauerstoffselbstretter, Gasmaske - Notausgänge (Freiluftlabor) - Hauptsicherungen und Absperrventile (Strom, Wasser, Gas) Verhalten im Gefahrenfall (Unfall, Brand) - ruhig und besonnen handeln - Erste-Hilfe-Maßnahmen - Welche Personen sind in Erster Hilfe ausgebildet und wo zu finden? - Welche Personen sind zu benachrichtigen? - Telefonnummern für Feuerwehr, Krankenwagen? - Was ist bei einem Notruf zu beachten? - Welche Gebäude-/Raumnummer hat das Praktikum? - Einweisen von Feuerwehr/Sanitätern - Personenbrände: Notduschen, keine Löschdecken benutzen! - Metallbrände: Löschsand; warum nicht C 2? (Verteilung des Brandherds, exotherme Reaktion von Alkalimetallen mit C 2 + ½ 2, Brennbarkeit der Metalle hängt von Teilchengröße ab) Gefahrenquellen im Labor - ffene Flammen, Lösungsmittel (auch Dämpfe, können kriechen, z.b. Ether!), Gase - Vakuum-/Druckgefäße - Nicht eingeschaltete Abzüge - Chemikalien (Aufnahmemöglichkeiten, R-/S-Sätze, Toxikologie) - Unordnung im Labor Bekleidung, Essen, Trinken - Seite 2 -

3 - Laborkittel, Schutzbrille, feste, geschlossene Schuhe - Bei Bedarf Handschuhe; warum Latex-Handschuhe nicht sinnvoll? - Taschen und Rucksäcke sind im Spind zu lagern - Essen und Trinken nicht im Labor; Kittel ausziehen und Hände waschen, bevor man sich am Schreib- und Pausentisch vor Labor hinsetzt Entsorgung von Chemikalien - Nur flüssige Abfälle, keine heterogenen Gemische in Kanister einfüllen (dafür gibt es anorg. Feststoffabfälle) - rganische Lösungsmittel sind von wässrigen Lösungen zu trennen, nie in den Ausguss) 2. Lösungsmittel Kriterien zur Wahl eines geeigneten Lösungsmittels - Der Siedepunkt muss höher liegen als die Reaktionstemperatur. - Es sollte billig und ungefährlich (Brennbarkeit, Toxizität) sein. - Außerdem sollte es rein erhältlich und leicht entsorgbar sein. - Das Lösungsmittel darf das Produkt nicht verändern. - Es sollte weder brennbar noch hygroskopisch sein. - Für eine Umkristallisation sollte es Stoffe in der Hitze gut und in der Kälte schlecht lösen. Übersicht (Nach Polarität geordnet) Stoffklasse Eigenschaft Gut löslich in Kohlenwasserstoffe Halogenkohlenwasserstoffe Ether Hydrophob Kohlenwasserstoffe, Ether, Halogenkohlenwass erstoffe Amine Ester Ester Nitroverbindungen Nitrile Ketone Aldehyde Phenole Amine Alkohole Carbonsäuren Sulfonsäuren Salze hydrophil Alkohol, Dioxan, Eisessig Alkohol, Wasser Wasser (manche in THF) - Seite 3 -

4 Gängige Lösungsmittel Die gebräuchlichsten Lösungsmittel im Curtius-Saal sind Methanol, Ethanol, Diethylether, Toluol und Dichlormethan. Ethanol (C 2 H 5 H) - Siedepunkt: 78,3 C - Azeotrop mit Wasser: 96 % Ethanol; Siedetemperatur bei 78,1 C - Verunreinigungen: Acetaldehyd, Aceton - Vergällung durch: Pyridin, Methanol, Benzin/Petrolether, Toluol - Trocknen mit Natrium (unter Rückfluss erhitzen) - Zugabe von Phthalsäurediethylester zur Entfernung von NaH durch Kochen unter Rückfluss und Destillation; 2 C 2 H 5 H + 2 Na 2 Na (C 2 H 5 ) + H 2 2 Na (C 2 H 5 ) + 2 H 2 2 NaH + 2 C 2 H 5 H Das Gleichgewicht bei dieser Reaktion liegt fast vollständig auf der rechten Seite, da das Ethanolat eine stärkere Base als Wasser ist. C 2 H 5 C 2 H NaH Na Na + 2 C 2 H 5 H Alkalische Verseifung: Das Gleichgewicht liegt auf der rechten Seite, da Natriumphthalat durch die mesomeren Strukturen der Carboxylatgruppe [C] - stabilisiert ist (Mesomeriestabilisierung). Daher ist obige Reaktion praktisch irreversibel. - Prüfung auf Wasser: Bei Zugabe von Aluminiumtriethylat fällt bei einem Wassergehalt von mehr als 0,05 % weißes Al(H) 3 aus. Methanol (CH 3 H) - Siedepunkt: 64,7 C - Trocknung durch Magnesiumspäne; Kochen unter Rückfluss; Destillation; 2 CH 3 H + Mg Mg(CH 3 ) 2 + H 2 Mg(CH 3 ) H 2 Mg(H) CH 3 H Die Destillation ist direkt möglich, da Mg(H) 2 als Feststoff ausfällt und somit dem System entzogen wird (Verschiebung des Gleichgewichtes zugunsten der Produkte). - Trocknung mit Natrium analog dem Verfahren beim Ether, aber mit heftigerer Reaktion. - Seite 4 -

5 Diethylether (C 2 H 5 C 2 H 5 ) - Siedepunkt: 34,6 C - Ether neigen zur Hydroperoxidbildung - Aufbewahrung in braunen Flaschen über KH-Plätzchen: Entstehende Peroxide werden sofort in unlösliche Kaliumsalze überführt. - Entstehung der Peroxide durch Radikal-Mechanismus: H 3 C H 2 C H 2 C CH 3 h H 3 C CH + H 2 C CH 2 3 H 3 C C H H 2 C CH H 3 C CH H 2 C CH 3 H 3 C CH H 2 C CH 3 + H 3 C C H H H 2 C CH 3 H 3 C CH 2 H 2 C CH 3 H 3C CH H 3 C C H CH 3 C H 2 H 2 C CH 3 Etherhydroperoxid Etherperoxid Prüfung auf Peroxide durch essigsaure KI-Lösung: Iodid wird zu I 2 oxidiert und die Stärkelösung färbt sich blau. - Hydroperoxide werden reduktiv durch Schütteln mit Eisen(II)sulfatlösung oder Titan(III)sulfat in H 2 S 4 (50%) entfernt. - Trocknung durch Natrium (erhitzen unter Rückfluss) - Nicht zu Ende destillieren, da zum Schluss ein sprunghafter Temperaturanstieg erfolgt. - Benzophenon (Diphenylketon H 5 C 6 -C-C 6 H 5 ) wird im wasserfreien, natriumhaltigen Ether blau (nach Reduktion des Benzophenon durch freies Natrium bildet sich das Benzophenylradikalanion. Die negative Ladung am Sauerstoffatom führt zur Delokalisation des einzelnen Elektrons im konjugierten Elektronensystem der Benzol-Ringe Na Na Lichtabsorption im sichtbaren Bereich). Benzophenylradikalanion - Seite 5 -

6 Toluol (C 6 H 5 CH 3 ) CH 3 - Siedepunkt: 111 C - Vorteil gegenüber Benzol: Toluol ist im Gegensatz zu Benzol nicht kanzerogen. - Trocknung durch Kochen mit Natrium in Gegenwart von Benzophenon, bis sich kaum mehr H 2 -Gas bildet bzw. eine blaue Färbung auftritt, oder durch azeotrope Destillation - Ersetzt mittlerweile größtenteils Benzol, da ähnliche Eigenschaften (Polarität), aber nicht kanzerogen Benzol (C 6 H 5 ) - Siedepunkt: 80 C; S - Verunreinigungen: Thiophen (C 4 H 4 S) - Entfernung des Thiophens durch konzentrierte Schwefelsäure: Abtrennen der dunkel gefärbten Säureschicht - Trocknung: Einpressen von Natriumdraht - Stark kanzerogen; hautresorptiv (nur noch selten verwendet) Methylenchlorid (Dichlormethan, CH 2 Cl 2 ) - Siedepunkt: 40 C - Azeotrop mit Wasser siedet bei 38,1 C. - Aufbewahrung in brauner Flasche. - Reinigung mit Säure, Lauge, Wasser - Trocknung über CaH 2, anschließend Destillation - NIEMALS mit NATRIUM trocknen: EXPLSIN!!! (Staudinger- Versuch: Bildung der Natriumorganylverbindung und Kochsalz) Chloroform (Trichlormethan, CHCl 3 ) - Siedepunkt: 61,2 C - Azeotrop mit Wasser siedet bei 55,5 C - Aufbewahrung in braunen Flaschen - Stabilisierung mit Ethanol, um eventuell entstehendes Phosgen (Carbonyldichlorid CCl 2 ) zu binden - Reinigung mit konzentrierter Schwefelsäure; Waschen mit Wasser - Seite 6 -

7 - Trocknung durch CaH 2 ; anschließend Destillation - NIEMALS mit NATRIUM trocknen: EXPLSIN!!! (Staudinger- Versuch) - Verdacht auf kanzerogene Wirkung Aceton (2-Propanon, CH 3 CCH 3 ) - Siedepunkt: 56,2 C - Kein Azeotrop mit Wasser - Trocknung durch CaCl 2 oder P 4 10 ; anschließend Destillation - Schädigung von rganismen im Klärwerk Pyridin (C 5 H 5 N) N - Siedepunkt: 115,6 C - Hygroskopisch; in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar - Trocknung über KH, anschließende Destillation Tetrahydrofuran (THF, C 4 H 8 ) - Siedepunkt: 65,4 C - Mit Wasser bedingt mischbar; - Aufbewahrung über KH; Peroxidbildung rascher als bei Ether - Trocknung über Molekularsieb Dioxan (Diethylendioxid / Tetrahydro-1,4-dioxin C 4 H 8 2 ) - Siedepunkt: 110 C - Mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar - Aufbewahrung über KH wegen Peroxidbildung - Trocknung durch KH und Natrium, anschließend Destillation - Verdacht auf kanzerogene Wirkung; Hexan (C 6 H 14 ) - Siedepunkt: 68,7 C - Reinigung mit niederprozentigem leum (rauchende Schwefelsäure) - Trocknung durch KH und Destillation - Feintrocknung durch Einpressen von Natrium - Seite 7 -

8 - Als Ersatz wird häufig Petrolether verwendet (niedrig siedendes Kohlenwasserstoffgemisch mit C 5 /C 6 - Bausteinen). Eisessig (CH 3 CH) - Siedepunkt: 118 C; - Schmelzpunkt: 16,6 C - Trocknung und Reinigung durch Ausfrieren oder Kochen mit 2-5%iger KMn 4 -Lösung; anschließende fraktionierte Destillation; Schütteln mit P 4 10 und nochmalige Destillation Trocknungsmittel - Trocknungsintensität: Geschwindigkeit, mit der Wasser aufgenommen werden kann (die maximal erreichbare Trocknungsintensität wird durch den Wasserdampfdruck bestimmt); - Trocknungskapazität: Menge an Wasser, die das Trocknungsmittel aufnehmen kann (bei ausreichender Trocknungsintensität); Ein gutes Trockenmittel muss sowohl eine gute Trocknungskapazität als auch eine gute Trocknungsintensität besitzen (Was nützt ein Trockenmittel, das zwar viel Wasser aufnehmen kann, dafür aber Stunden braucht oder eines, was Wasser zwar schnell, aber nur in kleinen Mengen aufzunehmen vermag?). Gängige Trockenmittel Trockenmittel Anwendbar für Nicht anwendbar für P 4 10 Neutrale und saure Gase, Basische Stoffe, Acetylen, CS 2, Alkohole, Ether, Kohlenwasserstoffe, HCl, HF; Halogenkohlenwasserstoffe, Lösungen von Säuren (Exsikkator, Trockenpistole); H 2 S 4 NaH, KH Neutrale oder saure Gase (Exsikkator, Waschflasche); Ammoniak, Amine, Ether, Kohlenwasserstoffe (Exsikkator); Ungesättigte Verbindungen, Alkohole, Ketone, basische Stoffe, H 2 S, HI; Aldehyde, Ketone, saure Stoffe; Bemerkungen Zerfließt leicht. Bei Gastrocknung mit Stützsubstanz versehen. Zur Vakuumtrocknung bei höherer Temperatur ungeeignet. Zerfließlich. Natronkalk, Neutrale und basische Aldehyde, Ketone, Besonders zur - Seite 8 -

9 Ba, Ca Gase, Amine, Alkohole, Ether; saure Stoffe; Gastrocknung geeignet; Natrium Ether, tertiäre Amine, Kohlenwasserstoffe, Ethanol; Halogenierte Kohlenwasserstoffe (Explosionsgefahr!); Alkohole und weitere mit Na reagierende Stoffe; Vorsicht bei der Vernichtung: Stets Alkohol verwenden, NIEMALS WASSER! CaCl 2 Kohlenwasserstoffe, lefine, Aceton, Ether, neutrale Gase, HCl (Exsikkator); Alkohole, Amine, Ammoniak; Billiges Trocknungsmittel; basische Verunreinigungen; Na 2 S 4, MgS 4 Ester, Lösungen empfindlicher Stoffe; K 2 C 3 Acetone, Amine; Saure Stoffe; Zerfließlich; CaH 2 (inerte Gase), Kohlenwasserstoffe, Ester, Ketone, Ether, CCl 4, Dimethylsulfoxid, Acetonitril; Ammoniak, Amine, Alkohole, saure Stoffe, Nitroverbindungen; Nach dem Trocknen sind die Gase mit H 2 verunreinigt; bei Lösungsmitteltrocknung Gasableitung Mg(Cl 4 ) 2 Gase, auch Ammoniak (Exsikkator) Leicht oxidier-bare organische Flüssigkeiten; ermöglichen; Gut für analytische Zwecke geeignet; Molekularsieb rg. Lösungsmittel, CS 2 Zeolithe 3A, 4A (3 bzw. 4 Å); durch Erhitzen regenerierbar Anwendungsbereiche Zu trocknender Stoff Trockenmittel Ungeeignete Trockenmittel Aceton (2-Propanon) K 2 C 3, CaCl 2, P 4 10 ; Acetylen (Ethen) P 4 10 Ammoniak NaH, KH, Mg(Cl 4 ) 2 CaH 2, CaCl 2 Amine NaH, KH, Natrium, CaH 2, CaCl 2 K 2 C 3 Alkohole Destillation, Ca, Ba CaH 2, CaCl 2, Natrium, H 2 S 4, P 4 10 Ester Na 2 S 4, MgS 4, CaH 2 Ether CaH 2, CaCl 2, Natrium, P 4 10 NaH, KH Kohlenwasserstoffe CaH 2, CaCl 2, NaH, KH, P 4 10, Natrium lefine CaCl 2 - Seite 9 -

10 Neutrale oder saure Gase H 2 S 4, P 4 10 CCl 4 CaH 2 Dimethylsulfoxid CaH 2 Acetonitril CaH 2 HCl CaCl 2 P 4 10, NaH CS 2 P 4 10, Molsieb Trocknen von Feststoffen: Erfolgt im Exsikkator. Dabei wird das Trockenmittel in einer Schale unter den Zwischenboden gestellt, der zu trocknende Feststoff auf den Zwischenboden. Übliche Trockenmittel sind P 4 10, KH oder CaCl 2, je nach chemischen Eigenschaften des Feststoffs. Zusätzlich kann der Exsikkator über den Hahn am Deckel unter Vakuum gebracht werden. Um Dichtigkeit zu gewährleisten, muss die ringförmige Schlifffläche (Kontaktfläche, ohne Fett rau und milchig-halbtransparent) ausreichend gefettet werden (wird durchsichtig). Exsikkatoren unter Vakuum sollten möglichst nicht mehr bewegt und im Abzug gelagert werden, da bei Beschädigung Implosionsgefahr droht. Sollte sich der Deckel nicht mehr entfernen lassen, den Schliffbereich vorsichtig mit einem Heißluftföhn erwärmen, dann nochmal versuchen (gilt generell für Schliffe, s.u.). Deckel vorsichtig zur Seite hin wegschieben, nicht versuchen anzuheben. - Seite 10 -

11 3. Umgang mit Gasen Entnahme von Gasen aus Druckflaschen Gase sind in sogenannten Bomben erhältlich und farblich gekennzeichnet. Früher geltende Kennzeichnung: Sauerstoff Ethin (Acetylen) Stickstoff Wasserstoff Brennbare Gase (H 2, C, RNH 2, KW ) Chlorwasserstoff Kohlendioxid Sondergase (HCl, HBr, S 2, Ar, CCl 2, NH 3 ) blau gelb grün rot rot grau grau grau Gewinde rechtsgängig Gewinde linksgängig Gewinde rechtsgängig Seit 1998 gelten jedoch neue Regeln für die Farbcodierung (s. nächste Seite). Beide Kennzeichnungen können gefunden werden. - Seite 11 -

12 Allgemeine Kennzeichnungsregel für Gase und Gasgemische in Deutschland giftig und/oder ätzend entzündbar oxidierend erstickend gelb RAL-Nummer 1018 rot RAL-Nummer 3000 hellblau RAL-Nummer 5012 leuchtendes Grün RAL-Nummer 6018 Z.B. Ammoniak, Chlor, Arsin, Fluor, Kohlenmonoxid, Stickoxid, Schwefeldioxid Z.B. Wasserstoff, Methan, Ethylen, Formiergas, Stickstoff/ Wasserstoffgemisch Z.B. Sauerstoff-, Lachgasgemische (außer Inhalationsgemische) Z.B. Krypton, Xenon, Neon, Schweißschutzgasgemische, Druckluft technisch Spezielle Kennzeichnung für gebräuchliche Gase in Deutschland Acetylen C 2 H 2 Sauerstoff 2 Distickstoffoxid (Lachgas) N 2 Argon Ar Stickstoff N 2 Kohlendioxid C 2 Helium He kastanienbraun RAL-Nummer 3009 weiß RAL-Nummer 9010 blau RAL-Nummer 5010 dunkelgrün RAL-Nummer 6001 schwarz RAL-Nummer 9005 grau RAL-Nummer 7037 braun RAL-Nummer 8008 Quelle: Für Gase, die unter hohem Druck in Bomben gepresst werden (z.b.: C 2, N 2, H 2, 2 ), benutzt man Druckminderventile. Für leicht verflüssigbare Gase verwendet man sogenannte Feineinstell- ( Nadel- ) ventile. Brennbare Gase haben Linksgewinde, nicht brennbare Gase ein Rechtsgewinde. Ethin (Acetylen) hat ein Bügelventil, damit beim Abdrehen kein Gas komprimiert wird (Ethin ist hoch explosiv!). Da es in der Bombe in Aceton getränktem Kieselgur vorliegt, darf diese nie in liegendem Zustand geöffnet werden Aceton/Ethin würden auslaufen und schon ein kleiner Funke würde zur sofortigen Explosion genügen. Sauerstoff- Druckventile dürfen nie gefettet werden! Der ausströmende Sauerstoff würde das Fett oxidieren, das Ventil würde explodieren (die Flasche steht unter Druck!!!), und die Bombe schlagartig abhauen (schlägt sich auch durch dicke Wände durch!). - Seite 12 -

13 Trocknen von Gasen Trockenmittel: H 2 S 4 (konz.) : HCl, HBr, Cl 2, S 2, C 2 Bei H 2 S 4 als Trockenmittel kann die Stärke des Gasstromes sehr gut eingestellt werden (3-5 Gasblasen pro Sekunde), da das Gas in der Säure gut sichtbar ist. CaCl 2 (S) : H 2 S (niemals mit H 2 S 4, da sonst xidation zu Schwefel!) KH-Plätzchen: NH 3 Das Trocknen von Gasen mit einem festen Trockenmittel erfolgt in einem Trockenturm. Um ein Zusammenbacken der Füllung während des Trockenprozesses zu verhindern, werden nicht formbeständige Trockenmittel (z.b. P 4 10 ) mit Stützsubstanzen (Glaswolle, Bimsstein) vermischt. Chemisch indifferente Gase trocknet man meistens in einer Waschflasche mit H 2 S 4 (konz.). Tiefsiedende Gase trocknet man durch Ausfrieren des Wassers und anderer kondensierbarer Verunreinigungen mit Hilfe einer Kühlfalle (dabei werden sehr hohe Trockenwirkungen erreicht). Entsorgen von Gasen Absorptionsmittel: NaH : HCl, HBr, Cl 2, S 2, C 2 Bsp.: Cl 2 + 2NaH NaCl + NaCl + H 2 verd.h 2 S 4 : NH 3 (mit HCl bildet sich NH 4 Cl-Nebel, -> Abzug putzen) KMn 4 : H 2 S 5 H 2 S + 2 Mn H + 5 S + 2 Mn H 2 3 Mn Mn H 2 5 Mn 2 + 4H + 3 H 2 S + 2 Mn H + 3 S + 2 Mn H 2 - Seite 13 -

14 Übersicht über Wasch-, Trocken-, und Absorptionsmittel Gas Verunreiniung Waschmittel Trockenmittel Absorptionsmittel H 2 AsH 3 (Säurenebel) KMn 4 -Lsg., Natronlauge P 2 5, CaCl 2-2 z.b. Staub Wasser H 2 S 4, P 2 5, CaCl 2 N 2 2, Säurenebel Alkalische Pyrogallol- H 2 S 4, P 2 5, Lsg.,NaH (aq) CaCl 2 - Alkalische Pyrogallol- Lösung C C 2 Natronlauge H 2 S 4, P 2 5, CaCl 2 Ammoniak, Cu(I)-Lösung Cl 2 HCl Wasser H 2 S 4,CaCl 2, (keine Basen und kein P 2 5 ) Natronlauge HBr Br 2 Roter Phosphor auf Bimsstein CaBr 2 Natronlauge (sehr reaktiv) HI I 2 Roter Phosphor auf Bimsstein CaI 2 Natronlauge (sehr reaktiv) H 2 S Säurenebel Wasser CaCl 2 KMn 4 N N 2 Hydrazin-Sulfat-Lsg. Ca(N 3 ) 2 FeS 4 -Lösung NH 3 KH H 2 S 4 verd. Welche Reaktionen treten bei der Absorption des jeweiligen Gases ein? 4. Apparaturen und Geräte Aufbau von Apparaturen - niemals eine geschlossene Aparatur aufbauen (Überdruck!) - Apparaturen immer gerade aufbauen und nicht unter Spannung stellen (Bruchgefahr bei Erhitzen) - Alle Muffen von rechts höhenverstellbar, Öffnung zeigt nach oben - Alle Schliffe (Kontaktfläche zwischen zwei Glasteilen, ohne Schlifffett rau und milchig) gut einfetten (durchsichtig) und mit Klammern versehen - Gegenstromprinzip beim Kühlen (warum?) - Immer Stative verwenden. Apparaturen nicht frei in der Luft hängen lassen - Rundkolben mit Korkring stützen - Hebebühne, damit Heizquelle schnell entfernbar - Seite 14 -

15 Die Rückflussapparatur Trockenrohr H 2 Rückflusskühler Tropftrichter Innenthermometer Links: Standard- Rückflußapparatur Rundkolben mit Rührfisch Rechts: mit Zutropfen und Temperaturmessung Ölbad Magnetrührer/ Heizung Hebebühne Heizquellen: Kühlbäder: Ölbäder, Heizpilze, Sandbad, Wasserbad, Seltener: Metallbäder, Luftbäder Einsatzbereiche (Temperatur, Anwendung)? Wasser, Eis/Wasser, Eis/Kochsalz, Trockeneis/Ethanol, Flüssiger Stickstoff Einsatzbereiche (Temperatur, Anwendung)? Heizquellen: Die Temperatur von Öl- und Wasserbädern kann mittels elektronischer Kontaktthermometer kontrolliert werden. Dazu wird das Kontaktthermometer mit der Rühr- und Heizplatte verbunden, der Temperaturfühler in das Heizbad eingetaucht (nicht in die Reaktionslösung) und nach Einschalten der Heizfunktion (an der Rührplatte) die gewünschte Temperatur am Display eingestellt. Es wird automatisch bis zum Erreichen der eingestellten Temperatur geheizt und diese anschließend gehalten. - Seite 15 -

16 Kühlbäder: Ethanol/Trockeneis-Mischung (bis -78 C) und flüssiger Stickstoff (-196 C) müssen in sogenannten Dewar-Gefäßen gehandhabt werden. Diese Gefäße sind verspiegelt, doppelwandig und zwischen den Wänden evakuiert, um gute Wärmeisolation zu gewährleisten. Bei Beschädigung oder Zerbrechen können Dewar-Gefäße daher implodieren, was Gefährdung durch Glassplitter mit sich bringt. Übersicht über verschiedene Arten von Kühlern Liebig-Kühler - Einsatz vor allem als Produktkühler (Destillation) bis etwa 160 C - Als Kühlmittel dient bis 120 C fließendes Wasser (Gegenstromprinzip, damit das kalte Wasser nicht gleich mit der heißesten Stelle in Berührung kommt, sondern vorgewärmt wird). - Von C stehendes Wasser - Wegen der geringen Kühlfläche als Rückflusskühler wenig wirksam Dimroth-Kühler - Intensiv wirkender Rückflußkühler - Bis 160 C verwendbar, da sich die Einschmelzzonen ausserhalb des grossen Temperaturgefälles befinden - Als Produktkühler verwendbar, wenn auf Anteile des Destillats verzichtet werden kann, das an der Kühlschlange hängen bleibt - Seite 16 -

17 Intensivkühler - Vereinigung zwischen Liebig- und Dimroth-Kühler - Sehr gute Kühlwirkung, tiefsiedende Lösungsmittel (z.b. Ether) können schwer durchbrechen - teuer Destillation Destillationsapparatur Liebig-Kühler mit Claisen-Aufsatz Wasseranschluß Destillationsvorstoß zum Trockenröhrchen (bei Normaldruck) oder zur Membran-Pumpe (bei Vakuum) Spinne mit Spitzkolben - Immer Rund- oder Spitz-Kolben verwenden (im Vakuum) - Keinen Bunsenbrenner zum Heizen verwenden, da sonst Gefahr der örtlichen Überhitzung, außerdem sind Lösungsmittel meist brennbar - Destillationsaufsätze verwenden (Claisen-Aufsatz mit Liebig-Kühler oder Destillationsbrücke) - Seite 17 -

18 - Apparatur darf keine Sternchen (Glasbruchstellen) aufweisen sonst besteht Implosionsgefahr (im Vakuum) - Anstatt einfachem Vorlagekolben kann auch eine Spinne verwendet werden, um verschiedene Destillationsfraktionen separat aufzufangen Gaseinleitungsapparatur Bei ungefährlichen Gasen: Trockenrohr Abzug Hier Anschluß der Gasbombe Gaseinleitungsröhrchen Sicherheits- Waschflasche Waschflasche zur Gasabsorption (Sicherheits-) Waschflaschen Dewargefäß, als Alternative zum Kühlen Waschflasche mit Trocknung Folgende Punkte sollten beachtet werden: - Gasapparaturen immer unter dem Abzug aufbauen und Kontrollschein ausgefüllt und gut sichtbar anbringen; die R/S-Sätze sind keine Abschreibübung, sondern dienen zur eigenen Information über die eingesetzten Gefahrstoffe - Reaktion immer beaufsichtigen (2 Personen in Sichtweite) - Seite 18 -

19 - Auf richtigen Anschluss ( Polung ) der Waschflaschen achten, damit die Flüssigkeit nur in leere Flaschen gedrückt werden kann - Alle Schliffe müssen mit ausreichend Schlifffett gefettet sein (Glas wird durchsichtig), sonst ist die Apparatur undicht - Sämtliche Sicherheits- und Waschflaschen sind mit Muffen und Klammern am Stativ zu versehen - Alle Schläuche müssen gesichert sein (Schlauchschellen) - Sicherheitsflaschen müssen genügend Volumen aufweisen, um die Flüssigkeiten bei Gaseinleitung vollständig aufzunehmen, damit bei Absorption/Einsaugen keine Gefahren entstehen können - Gasableitung erfolgt immer am höchsten Punkt (nach dem Kühler, niedrigsiedende Lösungsmittel werden sonst vom Gasstrom mitgerissen) - Zum Schluss Gaseinleitungsröhrchen durch Stopfen ersetzen, damit das Produkt nicht mit dem Gas reagiert und auch nicht in die Sicherheitsflasche gesogen werden kann - Scheidet sich beim Gas-Einleitung/absorption ein Festkörper ab, u.u. dadurch, dass der Gas-Strom Lösungsmittel am Einleitungsrohr verdampft, verstopft sich dessen Öffnung leicht. Diese Gefahr kann man durch das Erweitern des Rohrendes verhindern. - Der Gasstrom ist so einzustellen, dass an der Absorptionsflasche nur sehr wenig Gas entweicht. - Reihenfolge beim Aufdrehen des Ventils (Druckminderventil): - Nadelventil zudrehen und Minderventil nach unten herausdrehen - Haupthahn auf, Druckkontrolle am 1. Manometer - Druck am Minderventil durch Hineindrehen auf ca. 1-2 bar herunterregeln, Druckkontrolle am 2. Manometer - Nadelventil langsam öffnen Abdrehen: - Haupthahn zu - Restgas des Ventils über Apparatur abströmen lassen - Nadelventil schliessen, Druckminderventil herausdrehen Bevor die Apparatur sich zerlegt, im Zweifelsfall vom Assistenten noch mal zeigen lassen - Seite 19 -

20 Im Praktikum werden keine Druckminderventile eingesetzt, sondern einfache Nadelventile. Gasventile müssen nach Gebrauch immer gründlich gereinigt werden, da sie sonst korrodieren. Reinigung erfolgt mit destilliertem Wasser und Aceton (um Wasserreste zu entfernen). Handhabung von Brom: Gefahren: - Giftig - Stark ätzend, schmerzhafte Verletzungen auf der Haut - auch Dämpfe sind stark ätzend (Atemnot, bis Lungenödem) Sicherheitsmaßnahmen: - Immer unter Abzug handhaben! - Immer Na 2 S 2 3 -Lösung bereitstehen haben, um eventuell verschüttetes Brom sofort vernichten zu können (was passiert dabei?) - Hoher Dampfdruck, daher nicht mit Pipetten abmessen, sondern in offenen Messgefäßen (Messzylinder) oder abwiegen - Bei Rückflussapparaturen Gasableitung mit NaH-Lösung zur Absorption - Im Exsikkator können Bromreste von Produkten durch stehen über KH oder Iod entfernt werden - Seite 20 -