Chemilumineszenz von Singulett-Sauerstoff
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Chemilumineszenz von Singulett-Sauerstoff
Chemilumineszenz von Singulett-Sauerstoff
Geräte:
Messbecher 100 ml, 50 ml Becherglas, 150 ml Becherglas, Gaswaschflasche, Erlenmeyerkolben, gerader Vorstoß, Tropftrichter, PVC-Schlauch, Schüssel für Eisbad
Chemikalien:
Natriumhydroxid
Wasserstoffperoxid 30%
Salzsäure 24%
Trichlorisocyanursäure
dest. Wasser
Eis
Hinweis: Bei der Reaktion entsteht sehr giftiges Chlorgas! Es sollte unbedingt unter einem gut ziehenden Abzug oder im Freien gearbeitet werden!
Durchführung:
Zunächst löst man 10 g Natriumhydroxid in 70 ml Wasser in einem 150 ml Becherglas. Diese Lösung sowie 15 ml Wasserstoffperoxid in einem 50 ml Becherglas werden anschließend im Eisbad abgekühlt. Im Erlenmeyerkolben legt man dann ca. 30 g Trichlorisocyanursäure vor, setzt den Vorstoß mit aufgesetztem Schlauch auf und setzt den mit ca. 80 ml Salzsäure befüllten Tropftrichter darauf. Die Apparatur wird an einem Stativ eingespannt. Nun füllt man die Gaswaschflasche mit den gekühlten Lösungen und verschließt diese mit dem Gaseinleitungsrohr, an welches man nachher das andere Schlauchende befestigt. Danach leitet man einen kräftigen Chlorstrom durch die Lösung. Ein rotes Leuchten ist in der Waschflasche erkennbar.
Entsorgung:
Nach ausreichender Lüftung wird die überschüssige Trichlorisocyanursäure neutralisiert und zu den organischen Abfällen gegeben. Die Lösung in der Waschflasche wird neutralisiert und ins Abwasser gegeben.
Erklärung:
Beim Durchleiten von Chlor durch die Hydroxidlösung entsteht zuerst Hypochlorit:
Cl2 + 2 NaOH ---> NaOCl + NaCl + H2O
Dieses reagiert dann mit dem Wasserstoffperoxid zum Chlorperoxidanion (der genaue Mechanismus ist noch nicht geklärt), das anschließend unter Abgabe von Chlorid Sauerstoff bildet:
NaOCl + H2O2 ---> NaOOCl + H2O
NaOOCl ---> 1O2 + NaCl
Im Chlorperoxidion sind zwei der 2p-Orbitale des Sauerstoffs voll besetzt. Wegen dem Spinerhaltungssatz wird nun das Elektron im halbbesetzten Orbital abgegeben, womit der Singulettzustand erhalten wird.
----> + e-
2px 2py 2pz (Zustand im Chlorperoxidion)
Anschließend geht der Sauerstoff wieder unter Lichtabgabe in den Grundzustand - den Triplettzustand (Spinquantenzahl: 0,5+0,5+0,5-0,5=1; Multiplizität: 2x1+1=3) - über.
Triplettzustand bei den 2p-Orbitalen
1O2 -- -hv --> 3O2
Bilder:
Apparatur
Chemilumineszenz
Chemilumineszenz (Bild von Cyan)
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Salzsäure 24%
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Durchführung:
Zunächst löst man 10 g Natriumhydroxid in 70 ml Wasser in einem 150 ml Becherglas. Diese Lösung sowie 15 ml Wasserstoffperoxid in einem 50 ml Becherglas werden anschließend im Eisbad abgekühlt. Im Erlenmeyerkolben legt man dann ca. 30 g Trichlorisocyanursäure vor, setzt den Vorstoß mit aufgesetztem Schlauch auf und setzt den mit ca. 80 ml Salzsäure befüllten Tropftrichter darauf. Die Apparatur wird an einem Stativ eingespannt. Nun füllt man die Gaswaschflasche mit den gekühlten Lösungen und verschließt diese mit dem Gaseinleitungsrohr, an welches man nachher das andere Schlauchende befestigt. Danach leitet man einen kräftigen Chlorstrom durch die Lösung. Ein rotes Leuchten ist in der Waschflasche erkennbar.
Entsorgung:
Nach ausreichender Lüftung wird die überschüssige Trichlorisocyanursäure neutralisiert und zu den organischen Abfällen gegeben. Die Lösung in der Waschflasche wird neutralisiert und ins Abwasser gegeben.
Erklärung:
Beim Durchleiten von Chlor durch die Hydroxidlösung entsteht zuerst Hypochlorit:
Cl2 + 2 NaOH ---> NaOCl + NaCl + H2O
Dieses reagiert dann mit dem Wasserstoffperoxid zum Chlorperoxidanion (der genaue Mechanismus ist noch nicht geklärt), das anschließend unter Abgabe von Chlorid Sauerstoff bildet:
NaOCl + H2O2 ---> NaOOCl + H2O
NaOOCl ---> 1O2 + NaCl
Im Chlorperoxidion sind zwei der 2p-Orbitale des Sauerstoffs voll besetzt. Wegen dem Spinerhaltungssatz wird nun das Elektron im halbbesetzten Orbital abgegeben, womit der Singulettzustand erhalten wird.
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Anschließend geht der Sauerstoff wieder unter Lichtabgabe in den Grundzustand - den Triplettzustand (Spinquantenzahl: 0,5+0,5+0,5-0,5=1; Multiplizität: 2x1+1=3) - über.
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Chemilumineszenz
Chemilumineszenz (Bild von Cyan)
Re: Chemolumineszenz von Singulett-Sauerstoff
SchreibfehlerKohlenstoff hat geschrieben:Hinweis: Bei der Reaktion entsteht seht giftiges Chlorgas! Es sollte unbedingt unter einem gut ziehenden Abzug oder im Freien gearbeitet werden!
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Sehr schön, oft erwähnt aber bis dato nie dokumentiert worden. Gefällt mir gut
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Der Verein für alle, die gerne selbst forschen und experimentieren.
Homepage: www.ivnt.de
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Soll echt nicht als motzen identifiziert werden, wirklich nicht. Aber wäre es nicht perfekt, wenn du noch sowas schreibst :
Dadurch ist auch die otwendigkeit eines Katalysators für die Reaktionen von O2 mit organischen Verbindungen von Nöten.
Denn die meisten Elemente/Verbindungen liegen im Singluett-Zustand vor ( Spinquantenzahl insgesamt = 0 da Spins sich gegenseitig ausgleichen ).
Nach der Spinauswahlregel können nur Verbindungen gleichen Quantenzustands miteinander reagieren.
Dadurch ist auch die otwendigkeit eines Katalysators für die Reaktionen von O2 mit organischen Verbindungen von Nöten.
Denn die meisten Elemente/Verbindungen liegen im Singluett-Zustand vor ( Spinquantenzahl insgesamt = 0 da Spins sich gegenseitig ausgleichen ).
Nach der Spinauswahlregel können nur Verbindungen gleichen Quantenzustands miteinander reagieren.
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