Iodo(2,2'-bipyridin)kupfer(I)dimer [CuI(bipy)]

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1 odo(2,2'-bipyridin)kupfer()dimer [(bipy)] Zürich, Katrin iedermann, OACP2

2 1 SYTHESE 1.1 Methode [1] Kupfer()acetat wird in wässriger Lösung mit Hydrazinhydrat zu Kupfer() reduziert. Kupfer() bildet mit 2,2'-Bipyridin und atriumiodid ein odo(2,2'-bipyridin)kupfer()dimer. 1.2 Reaktionsgleichungen [2] Reduktion: e E = 0.15 V Oxidation: 2 H e - + 4H + E = V Redoxreaktion: 4 (CH 3 CO 2 ) H 4 4 (CH 3 CO 2 ) CH 3 CO 2 H E = 1.30 V Komplexbildung: 2 (OAc) + 2 bipy + 2a [(bipy)] aoac a Abb. 1. Synthese des Komplexes 1.3 Ausführung Synthese von odo(2.2'-bipyridin)kupfer()dimer [1] n einem 100 ml Rundkolben wurden g (6.0 mmol) Kupfer()acetat in 17 ml Wasser gelöst, dabei entstand eine blaue Lösung. Danach wurde mit 0.3 ml Hydrazinhydrat reduziert, dabei änderte sich die Farbe unter Gasentwicklung von gelb-braun nach orange. Anschliessend wurden g (8.5 mmol) 2,2'- Bipyridin in 20 ml Ethanol gelöst und zur Reaktionsmischung zugegeben. Die Lösung färbte sich dunkelbraun-rot. Mit einer gesättigten atrumiodid-lösung wurde die orangerote kristalline Komplexverbindung ausgefällt. Die Kristalle wurden abfiltriert und mit 20 ml Ethanol gewaschen. Die Kristalle wurden über acht im Exsikkator über Calciumchlorid und am nächsten Tag am Hochvakuum getrocknet. Ausbeute: g (97%) Abb. 2. Versuchsaufbau 1

3 2 CHARAKTERSERUG 2.1 Experimentell bestimmte Werte [2,3] Aussehen: orange-rotes Pulver Löslichkeit: unlöslich in Wasser und organischen Lösungsmitteln. Smp.: Zersetzungsbeginn: 251 C; vollständige Zersetzung: 254 C R:Golden Gate ATR-FT-R (cm -1 ) Lit.: [3] 3057 m (C H) s (C=C) m (C=C) s (C=) s (C=) s (C H) icht experimentell bestimmte Werte Bruttoformel: Monomer: C 10 H 8 2 Dimer: C 20 H Molmasse: Monomer: g mol -1 Dimer: g mol -1 Struktur: Abb. 3. odo(2,2'-bipyridin)kupfer()dimer 3 AALYSE 3.1 Methode [4,5] Der Komplex wird mit konz. Schwefelsäure und Salpetersäure nassverascht. Der Kupfergehalt wird komplexometrisch mit edta gegen Murexid als ndikator bestimmt. 3.2 Reaktionsgleichungen [(bipy)] 2 H 2 SO 4,HO (aq) a 2 H 2 edta. 2H 2 O [(edta)] H Ausführung n einem 100 ml Dreihalskolben wurde zu g ( mmol) odo(2,2'-bipyridin)kupfer() dimer 0.5 ml H 2 O gegeben und mit 3 ml konz. H 2 SO 4 am Rückfluss erhitzt. Dabei wurden sofort violette Dämpfe sichtbar und es entstand eine bräunliche Lösung. Anschliessend wurden 0.4 ml 60%ige Salpetersäure zugegeben und während etwa 40 Minuten am Rückfluss erhitzt. Es entstand eine giftgrüne Lösung mit einem sandfarbenen iederschlag. Die entstandenen nitrosen Gase wurden in einer Gaswaschflasche mit verdünnter atronlauge neutralisiert. Um den iederschlag zu entfernen wurde 1 ml H 2 O zugegeben, wobei sich die Lösung türkis färbte. Zur Lösung wurde solange 25%iger Ammoniak dazu gegeben, bis sich der gebildete weisse iederschlag wieder löste; die Lösung hatte einen ph von 8. Anschliessend wurde die dunkelblaue Lösung auf 100 ml 2

4 verdünnt. 1 ml dieser Lösung wurde in 9 ml H 2 O mit einer 0.01 M edta- Lösung gegen Murexid als ndikator titriert. Die Titration wurde dreimal wiederholt. 3.4 Resultate Messung r Einwaage [(biby)] 2 (g) 0.01 M edta (ml) gefunden (mg) Massen-% Mittelwert Massen-% 17.23% Streuung der Einzelmessung 2.45% Streuung der Mittelwerte 1.41% 3.5 Fehlerabschätzung V B : Volumen der Bürette: Ablesefehler ± 0.01 ml 10 ml ± 0.05 ml Eichfehler ± 0.03 ml Ablesefehler am Endpunkt ± 0.01 ml V P : Volumen der Vollpipette: Ablesefehler ± ml 1 ml ± ml Eichfehler ± ml Auslauffehler ± ml V MK : Volumen des Messkolbens: Ablesefehler ± 0.10 ml 100 ml ± 0.20 ml Eichfehler ± 0.10 ml Abw. Vom Mittelwert (%) : Masse des Komplexes: g ± g Massenprozent Kupfer % = V l C B edeta mol /l M g /mol =C g V P /V MK edta M V V B MK Fehlerabschätzung: =C edta M V MK V B V B V MK V B V MK 2 V B V MK V P = DSKUSSO Synthese: Die Synthese verlief unproblematisch und wie in den Vorschriften beschrieben. Die Ausbeute ist sehr hoch. Dies kann daher kommen, dass das Produkt noch nicht ganz trocken war. Charakterisierung: Da der Komplex weder in Wasser noch in organischen Lösungsmitteln löslich ist, konnte keine MR- Messung durchgeführt werden. Aus dem gleichen Grund konnte auch kein UV/Vis- Spektrum gemessen werden. 3

5 Analyse: Element Massen-% (berechnet) Massen-% (gefunden) Fehlerabschätzung (%) ± Abweichung: gef.- ber. (%) Der Aufschluss des Komplexes musste zweimal durchgeführt werden, da bei der Titration bemerkt wurde, dass der Aufschluss nicht vollständig gelang. Die erhaltene Lösung konnte nicht gegen Murexid als ndikator titriert werden. Die Lösung des 1. Aufschluss unterschied sich auch farblich von der Lösung des 2. Aufschlusses, auch dauerte der 2. Aufschluss wesentlich länger. Da die experimentelle Streuung kleiner ist, als der theoretisch maximale Fehler der Analysemethode, sind die erhaltenen Resultate für die Manganbestimmung signifikant. 5 SCHERHET UD ÖKOLOGE [6] Aceton: Leicht entzündlich. Reizt die Augen. Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen. Dämpfe können Schläfrigkeit oder Benommenheit verursachen. Behälter an einem gut belüfteten Ort aufbewahren. Bei Berührung mit den Augen sofort gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren. CH-Gkl. 5 Ammoniaklösung 25%: Verursacht Verätzungen. Sehr giftig für Wasseroganismen. Bei Berührung mit den Augen sofort mit Wasser abspülen, Arzt konsultieren. Bei der Arbeit geeignete Schutzkleidung tragen. Bei Unfall oder Unwohlsein Arzt konsultieren. Freisetzung in die Umwelt vermeiden. CH- Gkl. 4 2,2'-Bipyridin: Giftig beim Verschlucken. Bei der Arbeit geeignete Schutzkleidung tragen. Geeignete Schutzhandschuhe tragen. Bei Unfall oder Unwohlsein sofort Arzt hinzuziehen. CH- Gkl. 3 Calciumchlorid: Reizt die Augen. Staub nicht einatmen. Berührung mit der Haut vermeiden. Edta-Lösung: Reizt die Augen. Schädlich für Wasserorganismen. Kann Gewässern längerfristig schädliche Wirkung haben. Bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren. Bei der Arbeit geeignete Schutzkleidung tragen. Ethanol: Leichtenzündlich. Behälter dicht geschlossen halten. Vor Zündquellen fernhalten- nicht rauchen. Hydrazinhydrat: Kann Krebs erzeugen. Entzzündlich. Giftig beim Einatmen. Giftig bei Berührung mit der haut. Giftig bei Verschlucken. Verursacht Verätzungen. Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich. Sehr giftig für Wasserorganismen. Kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung haben. Expostion vermeiden. Bei Unfall oder Unwohlsein sofort Arzt konsultieren. Dieser Stoff und sein Behälter sind als gefährlicher Abfall zu entsorgen. Freisetzung in die Umwelt vermeiden. CH- Gkl. 1 Kupfer()acetat: Gesundheisschädlich beim Verschlucken. Reizt die Augen. Reizt die Atmungsorgane. Reizt die Haut. Bei Berührung mit den Augen sofort gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren. Beim Arbeiten geeignete Schutzkleidung tragen. CH-Gkl. 3 atrimhydroxid: Verusacht schwere Verätzungen. Bei Berührung mit den Augen gründlich mit 4

6 Wasser abspülen und Arzt konsultieren. Geeignete Schutzkleidung tragen. Bei Unfall oder Unwohlsein sofort Arzt hinzuziehen. CH-Gkl. 3 atrumiodid: Reizt die Augen. Reizt die Haut. Bei Berührung mit den Augen gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren. Salpetersäure 65%: Feuergefahr bei Berührung mit brennbaren Stoffen. Verursacht schwere Verätzungen- Bildung von Stickoxiden möglich. Beim Einatmen Lebensgefahr. Dampf nicht einatmen. Bei Berührung mit den Augen sofort gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren. Geeignete Schutzkleidung tragen. Bei Unfall oder Unwohlsein sofort Arzt hinzuziehen. CH-Gkl. 2 Schwefelsäure: Verursacht schwere Verätzungen. Bei Berührung mit den Augen sofort gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren. iemals Wasser dazugiessen. Bei Unfall oder Unwohlsein Arzt konsultieren. CH-Gkl. 2 6 Literatur [1] Heyn, B.; Hipler, B; Kreisel, G.; Schreer, H.; Walter D. Anorganische Synthesechemie, Ein integriertes Praktikum, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin, 1986, S 8-9. [2] Ride, L. CRC Handbook of Chmistry and Physics, 83 th Edition, CRC Press, [3] [4] Schönberg H.; Praktikum an Allgemeiner Chemie, Laboratorium für anorganische Chemie, ETH Zürich, 2003, S. 200f. [5] Mezzetti, A.; Anleitung zum Praktikum in Anorganischer Chemie, Zürich, [6] 5