Zirconium(IV)-acetylacetonat

Beim Zirconium(IV)-acetylacetonat handelt es sich ausnahmsweise mal um einen weißen Acetylacetonato-Komplex.

Geräte: Bechergläser, Magnetheizrührer, Eisbad, Möglichkeit zur Filtration

Chemikalien:

Zirconium(IV)-oxiddichlorid Octahydrat
Acetylaceton (Xn)


Natriumcarbonat (Xi)



Durchführung:

Es werden 2,5g Zirconylchlorid Octahydrat in 25ml Wasser gelöst und auf 15°C abgekühlt. Derweil werden etwa 2,5g Natriumcarbonat in 25ml Wasser gelöst und 5g Acetylaceton hinzugegeben und gerührt, bis sich sie organische Phase gelöst hat, ein eventueller Rückstand wird abfiltriert. Nun Wird die Natriumacetylacetonat-Lösung unter Rühren portionsweise in die im Eisbad stehenden Zirconium(IV)-lösung gegeben. Die Lösung schäumt dabei auf und wird nach Zugabe für etwa eine Stunde bei 0°C stehen gelassen, worauf die Hauptfraktion vom Zirconium(IV)-acetylacetonat Decahydrat ausfällt. Aus der Mutterlauge fallen innerhalb der nächsten 24 Stunden weitere Kristalle aus, die zur Gesamtausbeute vereinigt werden.
Das Produkt reicht für die meisten Zwecke aus, enthält aber noch Spuren von nicht umgesetztem Zirconium(IV)-oxiddichlorid, welche dadurch beseitigt werden können, indem man das Produkt in Benzol löst, den Rückstand entfernt und das Zirconium(IV)-acetylacetonat Decahydrat durch Zugabe von Petrolether ausfällt.
Im evakuierten Exsikkator kann das Kristallwasser entfernt werden, was aber nicht unbedingt nötig erscheint, da das Decahydrat eine sehr rieselfähige und trockene Erscheinungsform hat.

Ausbeute: 2,0 g (80% d.L.)

Entsorgung:

Das Produkt sollte aufgehoben werden, das Benzol und der Petrolether werden zu den organischen Lösemittelabfällen gegeben, die restlichen Lösungen können in kleinen Mengen neutralisiert ins Abwasser gegeben werden.

Erklärung:

Als Keton unterliegt Acetylaceton einer ausgeprägten Keto-Enol-Tautomerie, durch die stöchiometrische Baseneinwirkung entsteht das durch theoretische Delokalisation der negativen Ladung stabilisierte Anion des Enols, welches als bidentater negativ geladener Ligand das Zirconium(IV)-Ion koordinativ bindet. Durch die symmetrische Ausrichtung und den Aufbau der Liganden entsteht ein stabiler wahrscheinlich würfelförmiger (auf Ausrichtung der bindenden Sauerstoffatome für den Fall, dass 2 pro Ligand binden) ungeladener Komplex. Es wären auch andere Formen denkbar zumal nur durch eine Röntgenkristallstrukturanalyse geklärt werden kann, wie sich die Bindungslängen (Zr-O) verhalten. Allerdings könnte man die Substanz auch als normales Salz auffassen, falls man das negativ geladene Anion nicht als Ligand betrachtet, weswegen der gewählte Name Zirconium(IV)-acetylacetonat dieses impliziert. Die Bezeichnung für den Komplex wäre rein nach IUPAC Tetraacetylacetonato-Zirconium(IV) (oder für die Zwischenformen z.B. Triacetylacetonato-Zirconium(IV)-acetylacetonat).



Bilder:


Edukt

Aufschäumende Lösung

Rohprodukt

Produkt