SSL (?): an | aus

Bitte die Forenregeln und die Hinweise zu den Versuchen lesen!

Neue Antwort erstellen PDF (normal) (Druckversion)
Sichere Vernichtung von Alkalimetallen
IllumiNobel-Gewinner 2012

Anmeldedatum: 06.01.2012
Beiträge: 3576
Artikel: 61
Geschlecht: Geschlecht:Männlich
Alter: 55
Sichere Vernichtung von Alkalimetallen


Zur Vernichtung von Alkalimetallen kann man diese mit höheren Alkoholen, wie 2-Propanol umsetzen. Dieses Vorgehen ist aber wegen der dennoch lebhaften Reaktion, der freiwerdenden Wärme und der Entflammbarkeit des Propanols nicht ungefährlich. Hier wird eine Alternativmethode vorgestellt.


Geräte:

Ton-Blumentopf von ca. 12 cm oberem Durchmesser, Blumentopfuntersetzer, Pinzette, Sand


Chemikalien:

Kalium oder Natrium(reste) (C, F)



Hinweis: Sicherheitshalber im Freien arbeiten!


Durchführung:

Man legt in den Blumentopf erst eine Tonscherbe um das Loch im Boden abzudecken, füllt dann bis etwa zur Hälfte (trockenen!) Sand ein und legt mit einer Pinzette das zu vernichtende Alkalimetall – hier eine Kaliumkugel von ca. 1 cm Durchmesser – auf den Sand. Anhaftende Schutzflüssigkeit (Petroleum etc.) wird vorher mit einem saugfähigen Papier kurz abgetupft. Anschließend füllt man mit Sand auf, stellt den Topf in einen passenden Untersetzer und gießt in diesen so viel Wasser, daß es ca. 20 mm hoch steht. Dann lässt man das ganze einige Stunden ruhig stehen (zum genauen Zeitbedarf siehe unten!).

Nach etwa 10 Minuten ist das Wasser durch die Kapillarkräfte zwischen den Sandkörnern bis zur Oberfläche der Füllung gestiegen. Äußerlich ist keine Veränderung zu bemerken. Es tritt keinerlei spürbare Wärmeentwicklung, keine Feuererscheinung und keine Dampfbildung ein. Nach einiger Zeit reagiert der nasse Sand auf der Oberfläche deutlich alkalisch, ebenso das restliche Wasser im Untersetzer.

Nach Ablauf der Zeit wird der Blumentopf ausgeleert. Das Alkalimetall ist restlos verschwunden.


Entsorgung:

Den Sand kann man in einem Plastikeimer mehrfach mit Leitungswasser gut aufschlämmen und abgießen und auf diese Weise waschen. Dann wird er gut getrocknet und kann wieder verwendet werden.


Erklärung:

Kalium oder Natrium reagieren mit Wasser nach der bekannten Gleichung:

2 K + 2 H2O ---> 2 KOH + H2

Daneben bildet sich mit dem Quarzsand auch etwas Kaliumsilicat:

2 K + H2O + SiO2 ---> K2SiO3 + H2

Durch die Versuchsanordnung wird ein Zutritt von Luftsauerstoff vermieden und eine Entzündung verhindert. Dennoch sollte man nicht mehr als ca. 1 g Alkalimetall auf einmal einsetzen. Wenn die Alkalimetalle verkrustet sind kann man sie ebenfalls auf die beschriebene Weise vernichten, sollte die Stücke aber nicht zerschneiden und sehr vorsichtig handhaben, da die Krusten explosive Peroxide enthalten können. Immerhin ist gerade dann die beschriebene Methode vorteilhaft, da sie den Einsatz brennbarer Alkohole vermeidet.

Anmerkung zur Wartezeit: Roesky hat das folgende Diagramm über die Zersetzungsgeschwindigkeit der Metalle veröffentlicht. Wie sie festgestellt wurde verrät er nicht. Er sagt selbst, daß es schwer ist, den Zeitpunkt der völligen Zersetzung genau zu bestimmen:



In dem hier dokumentierten Versuch wurde eine Kalium-Kugel von 1 cm Durchmesser, entsprechend ca 450 mg verwendet. Nach dem Diagramm hätte die Zersetzung 5,5 Stunden dauern müssen. Der Blumen topf wurde schon nach 2,5 Stunden geleert und es war kein Kaliumrest mehr vorhanden. Dennoch ist es aus Sicherheitsgründen zu empfehlen, länger zu warten (24 Stunden).


Literatur:

Roesky H W: A Facile and Environmentally Friendly Disposal of Sodium and Potassium with Water; Inorganic Chemistry 40 (2001): 6855-6856


Bilder:




Beschicken des Blumentopfes


"Angießen"


Alkalische Reaktion der Sandoberfläche


Ausleeren des Blumentopfes

_________________
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher."(A. Einstein 1871-1955)

"Wer nur Chemie versteht, versteht auch die nicht recht!" (G.C. Lichtenberg, 1742 - 1799)

"Die gefährlichste Weltanschauung ist die Weltanschauung der Leute, die die Welt nie gesehen haben." (Alexander v. Humboldt, 1769 - 1859)
Benutzer-Profile anzeigenAlle Beiträge von lemmi anzeigenPrivate Nachricht senden
Illumina-Admin

Anmeldedatum: 07.05.2006
Beiträge: 6272
Artikel: 269
Geschlecht: Geschlecht:Männlich
Alter: 28
Kleine Änderungen (Abstände, Rechtschreibfehler) und verschoben.

_________________
"It is arguably true that the tetrapyrrole system is Nature's most remarkable creation."
- Claude Rimington
Benutzer-Profile anzeigenAlle Beiträge von Cyanwasserstoff anzeigenPrivate Nachricht sendenWebsite dieses Benutzers besuchen
Sichere Vernichtung von Alkalimetallen
Du kannst keine Beiträge in dieses Forum schreiben.
Du kannst auf Beiträge in diesem Forum nicht antworten.
Du kannst deine Beiträge in diesem Forum nicht bearbeiten.
Du kannst deine Beiträge in diesem Forum nicht löschen.
Du kannst an Umfragen in diesem Forum nicht mitmachen.
Alle Zeiten sind GMT + 1 Stunde  
Seite 1 von 1  



Vorheriges Thema anzeigen :: Nächstes Thema anzeigen  
  
   
  Neue Antwort erstellen