Die chemische Ampel 1 - drei Farben nebeneinander

Organische und anorganische Versuche ohne weitere Zuordnung.

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Enhadrei
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Die chemische Ampel 1 - drei Farben nebeneinander

Beitrag von Enhadrei »

Die chemische Ampel 1

EDIT: eine zweite Form der "chemischen Ampel" mit zeitlichem Farbwechsel ist hier beschrieben


Geräte:

Reagenzglas, Glastrichter, Pulvertrichter, Gummistopfen, Reagenzglashalterung


Chemikalien:

Methanol
Toluol
Methylrot
Sudan III
Kaliumdichromat
Kupfersulfat
Kaliumcarbonat


Hinweis:

Der Versuch sollte nur in kleinerem Maßstab durchgeführt werden (Reagenzglasmaßstab), um die Menge an verwendeten giftigen, gesundheitsschädlichen und umweltgefährdenden Chemikalien möglichst gering zu halten.
Neben den oben angegebenen Gefahren ist zu beachten, dass Kaliumdichromat als erbgutverändernd, fortpflanzungsgefährdend und krebserzeugend (cancerogen) eingestuft ist. Es reizt die Haut sowie Atmungsorgane und die Augen. Bei wiederholtem Hautkontakt tritt Sensibilisierung ein, es können sogar Allergien entstehen.


Durchführung:

In dem Reagenzglas werden 2 ml Methanol mit eben soviel destilliertem Wasser vermischt. Mittels eines Pulvertrichters wird nun so viel K2CO3 hinzugefügt, bis eine gesättigte Lösung entstanden ist (Bodensatz!). Durch Schütteln nach Aufsetzens des Stopfens können Reste des Salzes, die an der Gefäßwand haften, beseitigt werden. Man schüttelt noch für mehrere Sekunden und stellt das Reagenzglas in den Halter, bis sich die methanolische Phase von der wässrigen getrennt hat.

Eine Spatelspitze (wirklich nur wenige Körnchen!) CuSO4 • 5 H2O färbt die wässerige Phase schwach blau. Nachdem einige Körnchen K2Cr2O7 hinzugefügt wurden (hier ebenfalls nur sehr wenig verwenden!) schlägt die Farbe nach grün (Mischfarbe) um.
Die alkoholische Phase wird nun mit einer Spatelspitze Methylrot angefärbt (mengenmäßig liegen wir hier wahrscheinlich im Nanogrammbereich, ansonsten wird die Phase nicht gelb sondern orange-rötlich und das ist das typische Ampelgelb nicht gerade).

Mit einer Lösung von Sudan III (Spatelspitze) in 2 ml Toluol wird das gelb-grüne Zweiphasensystem abschließend überschichtet.

Schüttelt man das verschlossene Reagenzglas, so durchmischen sich die einzelnen Phasen vorübergehend (bräunliche Mischfarbe), um sich beim Stehenlassen des Reagenzglases wieder zu trennen. Die Farben der drei gelösten Verbindungen werden wieder sichtbar.

Bild
Die chemische Ampel


Erklärung:

Flüssigkeiten, die sich in ihrem polaren Charakter ähneln, sind ineinander löslich ("Gleiches löst sich in Gleichem"). So sind Wasser und Methanol miteinander in jedem Verhältnis mischbar. Wird jedoch Kaliumcarbonat zugesetzt, geht die Mischbarkeit verloren. Infolge Hydratation der Ionen werden die Wasserstoffbrücken zwischen den Methanol- und Wassermolekülen unterbrochen. Der Prozess des "Aussalzens" gestattet die Trennung der organischen Phase von der wässerigen Phase.
Toluol ist unpolar. Die Methanol- bzw. Wassermoleküle ziehen einander an, ignorieren jedoch das unpolare Toluol.

Folglich sind die drei Flüssigkeiten nicht miteinander mischbar.


Entsorgung:

Die chemische Ampel hält sich in einem gut verschlossenen Gefäß längere Zeit (bis zu mehreren Jahren). Möchte man sie dennoch gleich entsorgen so kommt die rote Phase in den Sammelbehälter für halogenfreie Lösemittel. Die gelbe methanolische Phase kann stark verdünnt über den Abfluss entsorgt werden. Bei der wässrigen grünen Phase wird zunächst das Kaliumdichromat zerstört. Die Entsorgung von Kaliumdichromat kann dabei mit Eisensulfat erfolgen, wobei es zu Cr3+ reduziert wird, welches mit NaOH ausgefällt als unlösliches Chromhydroxid wesentlich ungefährlicher ist. Nun kann die grüne Phase in den Sammelbehälter für Schwermetallabfälle gegeben werden.

Enhadrei
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Beitrag von Enhadrei »

So ich hoffe euch gefällt mein erster Versuch den ich hier reingestellt habe. :P

Scheinbar kennt das Program das Gefahrensymbol T+ nicht oder habe ich hier eine falche Eingabe gemacht?

Schönen Gruß
Enhadrei

Enhadrei
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Beitrag von Enhadrei »

Oh sorry, sehe grad dass ich den Artikel mehrmals gepostet habe, nachdem ich ihn geändert hatte. Wo gibt es denn hier eine Edit-Funktion? Die anderen Beiträge des Versuchs bis auf den hier bitte löschen. :oops:

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frankie
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Beitrag von frankie »

Schöner versuch & Herzlich Willkommen :-D Aber bitte: wir haben hier regeln bzgl. des Aufbaus und des Layouts von Versuchsvorschriften; zum Beispiel hier - Es wird genau beschrieben wie eine Vorschrift strukturell aufgebaut sein soll ... von deiner Schrift (alles in Fett und Rot) bekommt man Augenkrebs, also bitte ändern :-)
Deine vorherigen 5 identischen Vorschriften kannst du löschen / editieren; hierfür sind die Knöpfe oben rechts im Thread

mfg
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Enhadrei
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Beitrag von Enhadrei »

Bin nach dem System vorgegangen. Habe das mit dem Fett dort falsch verstanden. Dachte man soll den Text komplett zwischen und "b ende" schreiben. Alles Fett zu machen, davon halte ich auch nichts! Die rote Farbe für besondere Hinweise ist dort aber ebenfalls verwendet und absolut gerechtfertigt!

Wie schaut es denn mit dem Gefahrsymbol T+ aus?

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frankie
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Beitrag von frankie »

schaut schon viel besser aus, werd ich mir am vlt. Donnerstag mal anschauen ... btw: was soll mit dem T+ symbol sein ? Schau dir mal ein paar von unserenfertigen Versuchen hier an, um zu sehen wie die ausschauen sollen, wir setzten normalerweise die Gefahrensymbole unter die betreffende Chemikalien, nicht wie bei VC, hinterher in einer Reihe ...

mfg
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Enhadrei
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Beitrag von Enhadrei »

wir setzten normalerweise die Gefahrensymbole unter die betreffende Chemikalien, nicht wie bei VC, hinterher in einer Reihe ...
Ok hab ich dann auch mal schnell geändert :wink:

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Langer
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Beitrag von Langer »

Schöner Versuch, gefällt mir sehr gut.


Gruß, Langer

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Silvan
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Beitrag von Silvan »

sieht ja ma echt hübsch aus :thumbsup:

welcome
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dg7acg
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Beitrag von dg7acg »

Schöner Versuch! :thumbsup:

Könnte man das Grün nicht auch mit Nickel(II)sulfat herstellen? Das wäre zwar auch nicht ungefährlich, aber "nur" Xn und N...


Warnhinweis: cryo...Geht doch!! Was soll mit T+ sein? Ich war mal so frei es zu ändern, dein T in T+ ;-) :mrgreen:
Die Deutung würde ich besser zur "Erklärung" umbenennen, wird hier eben so genannt.
Aber dann könnte der Versuch auch schon verschoben werden... :thumbsup:

Cool gemacht, wenn man das Ganze in einem großen RG mit größeren Phasen und oben dauerhaft dicht macht, ist das ein nettes Dekoteil... :mrgreen:

mfg
...auf der Steuerflucht erschossen! :twisted:

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Cyanwasserstoff
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Beitrag von Cyanwasserstoff »

Wahrscheinlich war NH3's Problem, dass er

Code: Alles auswählen

[hazard=t+]
eingegeben hat?

Das Gefahrensymbol T+ wird hier folgendermaßen eingegeben:

Code: Alles auswählen

[hazard=tt]
Sehr schöner Versuch! :D Ich editiere noch ein wenig und verschiebe dann. :D

EDIT: btw, du hast oben in der Erklärung "Cr3+" geschrieben (habe ich geändert). Ionen bitte mit hoch- und tiefgestellten Zahlen schreiben. :wink: Hier auf Illumina gibt es eine "Abkürzung" dafür: Wenn du A__x__ eingibst, erhältst du Ax; wenn du A~~x~~ eingibst, erhältst du Ax (funktioniert nur mit Zahlen). :D
"It is arguably true that the tetrapyrrole system is Nature's most remarkable creation."
- Claude Rimington

Enhadrei
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Beitrag von Enhadrei »

Wahrscheinlich war NH3's Problem, dass er hazard=t+ eingegeben hat?
Exakt das wars :D

Hier auf Illumina gibt es eine "Abkürzung" dafür: Wenn du A__x__ eingibst, erhältst du Ax; wenn du A~~x~~ eingibst, erhältst du Ax (funktioniert nur mit Zahlen).
Das ist natürlich auch gut zu wissen.

Besten Dank schon ma für die Tipps und euer Lob

:wink:

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Pok
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Beitrag von Pok »

Anscheinend ist niemandem aufgefallen, dass die Dichte von Toluol (0,867 g/cm³) viel größer ist als die von Methanol (0,792 g/cm³). Irgendwas stimmt hier nicht. Hat jemand eine Erklärung? :wink:

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mgritsch
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Beitrag von mgritsch »

Ich schätze das Aussalzen führt nicht zu reinem MeOH sondern zu einer wässrigen Lösung mit entsprechend höherer Dichte (könnte man ja schnell mal mit einer etwas größeren Menge und Pyknometer messen...)

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Pok
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Beitrag von Pok »

Sehr gut! Alleine durch Nachdenken wäre ich nicht drauf gekommen. Das Aussalzen schien mir überflüssig zu sein und in der Originalquelle steht auch nix als Erklärung. Ich hätte gedacht, dass während des Mischens sich evtl. doch das Sudan III besser in der MeOH-Phase löst und das Methylrot stattdessen im Toluol ... oder dass irgendwelche Grenzflächenphänomene dafür verantwortlich sind.

Den Versuch hab ich zuerst mal mit ungefärbten Flüssigkeiten wiederholt (Xylol statt Toluol) und da stellte sich raus, dass die obere Phase tatsächlich Xylol ist und die Dichte sich nicht auf magische Weise ändert. Bei wenig Zugabe blieben auch nach Schütteln kleine Tropfen ganz oben. Danach habe ich versucht, etwas Methanol mit Methylrot gelb zu färben und das geht schlichtweg nicht. Es wird immer rot, bei Spuren von Methylrot bestenfalls rosa, aber nie gelb. Reines Methanol ließ sich auch völlig mit reinem Xylol mischen. Da gabs überhaupt keine Phasengrenze! Erst da kam ich auf die Idee, dass Wasser im MeOH schuld an allem sein könnte. Ein Tropfen Wasser zu 0,5 ml Methanol, das mit Methylrot angefärbt war, führte zur reinen Gelbfärbung. Außerdem beobachtet man beim Mischen der wässrigen K2CO3-Lösung mit Methanol eine Volumenabnahme der wässrigen und eine Volumenzunahme der MeOH-Phase.

Bild
Rechts Methanol mit Methylrot angefärbt. Wenn man das zu der grün gefärbten Kaliumcarbonat-Lösung gibt und einmal umschwenkt, wechselt die Farbe zu gelb (links).

Bild
Fertige Ampel. Die "Beule" bei der roten Phase kommt durch die größere Grenzflächenspannung zwischen beiden Flüssigkeiten zustande (im Vgl. zur unteren Phasengrenze).

Dass diese mittlere Phase also eine Methanol-Wasser-Mischung ist, ist also für die Erklärung der gelben Farbe und der Schichtung ziemlich wichtig.

Es gibts noch einen anderen Artikel mit identischem Namen. Den Titel eines Artikels sollte man besser ändern. Das hier ist eine Art "räumliche" Ampel und der andere Versuch ne zeitliche.

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