"Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Anorganische Chemie.

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Tetrahydrat
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"Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von Tetrahydrat »

Ich habe folgendes Problem/Frage:

In der Regel sind die Salze, die man in den bekannten Shops beziehen kann, ja vom Rohstoffhändler eingekauft und werden so verpackt und versendet (daher der günstige Preis). Ich möchte diese oft klumpigen (deswegen ja nicht zwangsläufig unreinen) Stoffe gerne möglichst einfach in kristalline, rieselfähige Form überführen.

Hat hier jemand Hinweise oder Hilfststellungen? Und gibt es Salze die sich mehr und welche die sich weniger eignen?

thanks. :)

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Nachdem ich im entsprechenden Forum ja nicht schreiben darf, dann eben hier ... ;)

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lemmi
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von lemmi »

In dieser Allgemeinheit wirft die Frage mehr Fragen auf, als Antworten möglich sind.

Welche Substanz genau willst du "rieselfähig" haben und warum soll sie überhaupt rieselfähig (das ist einetlich mehr ein Begriff aus der Küche als aus dem Labor) sein, wenn sie schon rein ist?

Außerden wiederhole ich meine freundliche Bitte vom letzten Jahr, dich vorzustellen (das damals war keine Vorstellung :wink: )
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aliquis
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von aliquis »

Es gibt gibt chemische Rieselhilfen, z. B. Hexacyanoferrat bei Kochsalz. Damit opfert Du aber gerade die Reinheit und machst sie für Analysen unbrauchbar.

Alle wasserlöslichen Salze sind bei hoher Luftfeuchtigkeit zerfliesslich (nicht zu verwechseln mit Hygroskopizität) und verklumpen daher unter entsprechenden Bedingungen im ersten Schritt leicht. Der einfachste Weg ist daher, die Salze dicht verschlossen bei niedriger Luftfeuchtigkeit und wenig Temperaturschwankungen zu lagern. Bei echten Hygroskopen wirst Du früheres oder späteres Verklumpen kaum vermeiden können.

Um den Feuchtigkeitsgehalt von Salzen für analytische Zwecke zu senken, könnte man sie im Exsikkator vakuumtrocknen. Aber Achtung: bei manchen kristallwasserhaltigen Salzen führt dies zur Verwitterung und damit zu einer unerwünschten Verschiebung der Elementarmassenverhältnisse. Dann bleibt in letzter Konsequenz nur die Verwendung (frisch oder vakuumversiegelt) kristallwasserbefreiter Salze.
Umgekehrt müssen manche Salze für die Lagerung sogar mit Spuren von Mutterlauge absichtlich feucht gehalten werden, wenn die Kristallstrukturen erhalten bleiben sollen (z.B. Eisenalaun).

Tetrahydrat
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von Tetrahydrat »

Nehmen wir mal ein Beispiel, das sich gerade aufdrängt: Kupfer(II)-sulfat.
Ich erinnere mich an meinen Chemie-Unterricht, dass wir das damals in den Merck-Gebinden sehr schön auskristallisiert hatten.
Wenn ich das Salz aber bei einem Händler beziehe, dann ist das leider eine weitgehend "amorphe Masse".

aliquis
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von aliquis »

Zerkleinere im Mörser mal die selbstgezüchteten Kristalle (natürlich nur diejenigen, die Du nicht weiterwachsen lassen willst - sonst hat ein hier evtl. mitlesendes Mädchen Tränen in den Augen...) und Du hast auch eine amorphe Masse... Das allein sagt aber noch nichts über die Qualität aus.
Die Beschaffenheit variiert von Händler zu Händler (techn. Kupfersulfat von chemdiscount ist z. B. eher amorph, von Fischar eher feinkristallin) und ggf. auch von Charge zu Charge.
Natürlich spielt auch Qualität eine Rolle: die Feinchemikalie von Merck an der Schule (auf Kosten des Steuerzahlers...) dürfte graduell besser sein als technische Ware vom Haushaltschemikalienhändler - der Einsatzfähigkeit zur Kristallzucht tut das aber keinen Abbruch: da reicht auch schon Kupferdraht aus dem Baumarkt sowie verdünnte Schwefelsäure und Perhydrol aus dem Poolladen...
Wenn Du hingegen blitzsaubere Analysen betreiben willst, sollte es schon p.a. sein - oder Du erledigt das mehrfache Umkristallisieren selber, was bei den Preisen für techn. Kupfersulfat ja keinen allzu großen Verlust darstellen dürfte...

P.S.: In welchem Forum darfst Du nicht schreiben?

Tetrahydrat
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von Tetrahydrat »

Ich will ja gar keine Kristalle züchten; ich suche einfach nur eine Möglichkeit, um die "amorphen" Masse von Kupfersulfat, das ich nicht in technischer Qualität sondern durchaus als rein oder reinst-Stoff bei irgendeinem Händler beziehe, in "rieselfähige" Kristallform zu überführen. Dass das nicht bei allem Stoffen funktioniert ist mir schon auch klar.

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mgritsch
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von mgritsch »

also ich nehme mal an mit "amorph" meinst du ein feines Pulver, und du hättest gerne ein etwas grobkristallineres Pulver. Macht zwar praktisch genau gar keinen Unterschied, aber jeder wie er mag :) Dann hilft nur Umkristallisieren.

Für die Zwecke am besten in so wenig siedendem Wasser wie möglich lösen und damit die Kristalle nicht zu groß werden sollte die siedend gesättigte Lösung so rasch wie möglich gekühlt werden = am besten in ein Bad mit Eiswasser stellen und umrühren.

Löslichkeit von CuSO4 in siedendem Wasser = ca 830 g/l, bei RT ca 360 g/l vom Pentahydrat, bedeutet dass du nur max 56% zurückgewinnen kannst. Eingrenzen kann man die Verluste indem man wieder durch Eindampfen auf ca die Hälfte einengt und erneut ausfällt und das Spiel so ein paar mal wiederholt. Wenn man sonst nichts zu tun hat, warum nicht ;)

aliquis
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von aliquis »

Ich hatte amorph eher als Gegenteil von kristallin jeglicher Kristallgrösse aufgefasst. Beim Kupfersulfat gibt das dann so eine formbare Masse, die - wäre die Farbe nicht - eher an leicht feuchten Spielsand erinnern würde... Technisches Eisensulfat sieht - abgehen von der Farbe - übrigens ganz ähnlich aus. Vom Spatel fallen sie beide komplett als Klumpen oder gar nicht...

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mgritsch
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von mgritsch »

"amorphes" (nicht kristallines) CuSO4.5H2O wäre eine echte Neuheit. Das dürfte es kaum geben.
Wenn dann gibt es Unterschiede in der Kristallgröße und ggfs -verteilung. Üblich sollten so µm - mm sein.
Das Mikroskop sagt dir mehr.

Glaskocher
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von Glaskocher »

Im Endeffekt willst Du einen "Sandstein" wieder zu "Sand" machen. Oft funktioniert das mit dem Mörser (korrekt: Reibschale) und Pistill. Du zerdrückst die Klumpen, bis die Feinheit der ursprünglichen Korngröße entspricht. Dann in ein dicht schließendes Gefäß füllen und etikettieren.

Um z.B. Kupfersulfat auf eine gewünschte Korngröße zu bringen hilft tatsächlich das Umkristallisieren. Unter Rühren ablühlen lassen und zuletzt noch 1-3 Teile Ethanol zudosieren. Der Zusatz an Ethaqnol verdrängt das Salz weiter aus der Lösung und erhöht Ausbeute und Entsorgungsaufwand für das Filtrat. (Destillation hilft beim Rückgewinnen des Alkohols für weitere Ansätze)

aliquis
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von aliquis »

Natürlich bleibt die Kristallstruktur eines Salzes bis ins Mikroskopische erhalten. Mit dem Mörser kann man die Salze aber so fein zereiben, dass die Kristalle in der zustossenen Masse fürs bloße Auge nicht mehr als solche erkennbar sind. In diesem Zustand befinden sich auch die technischen Vitriole häufig. Und da sie dazu nicht hundertprozentig trocken sind, rieseln sie nicht wie Staub, sondern können zusammengedrückt werden wie feuchter Quarzsand. Von sich aus bilden sich jedoch kaum größere Brocken, und wenn doch, zerfallen sie bereits unter leichtem Kontakt wieder.

Xyrofl
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von Xyrofl »

Wenn man hygroskopische Stoffe in eine wirklich rieselfähige Form bringen möchte, dann sollte man sie prillen, also in Kugeln definierter Korngröße verwandeln. So werden praktisch alle Düngersalze gehandhabt, da sie 1. meist hygroskopisch und 2. auf Schüttbarkeit angewiesen sind.
Leider ist Prillung kein Operation, die ich jemals im Labor durchgeführt habe, d.h. ich kann dabei nicht wirklich helfen. Wäre aber durchaus cool, sowas mal in der Praxis zu sehen.

Als Alternative würde es erst einmal schon helfen, sich Kristalle ähnlicher Größe zu gewinnen. Dies erreicht man durch temperaturgesteuerte Kristallisation aus gerührter Lösung, da sich in ruhender Lösung oft sehr große, dendritische oder gefiederte Kristallaggregate bilden, was schön anzusehen ist, aber hier nicht zum Ziel führt.
Haben die Kristalle die gewünschte Größe, müssen sie scharf trockengesaugt werden, damit keine Lösung anhaftet, die wieder zum Verbacken führt und dann müssen sie getrocknet, eventuelle Klumpen sanft (ohne Staubbildung) aufgebrochen und dann gesiebt werden. Dabei muss das Sieb grob genug sein um alle intakten Kristalle durchzulassen, aber fein genug um Klumpen zurückzuhalten, die dann noch einmal gemörsert werden müssen. Ein ganz feines Sieb kann noch helfen, die Staubfraktion zu entfernen, die bald wieder wie Klebstoff wirken wird. Diese geht zurück in die Umkristallisation.
Das gesiebte Material muss dann noch einmal getrocknet werden (Vorsicht bei Hydraten, sie sind sehr anspruchsvoll zu trocknen, da sie bei zu starkem Trocknen zu Staub zerfallen und dann verdorben sind, da sich ihre Stöchiometrie ändert) und sollte dann in einem dicht schließenden Gefäß an einem trockenen Ort lagern, wo keine Temperaturschwankungen auftreten.

Derartigen Aufwand betreiben die wenigsten mit ihren Chemikalien und aus Erfahrung kann ich sagen, wenn die Stoffe nicht ab Werk geprillt ins Haus kommen, dann verklumpen sie auch bei den Profis in Forschungslaboren der Universitäten.

aliquis
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von aliquis »

Mein techn. reines NaOH ist geprillt - macht Sinn wegen der Hygroskopizität. Harnstoff auch, warum auch immer...
Fürs Einwiegen der NaOH-Prills sollte man keine Spatel oder Wägeschälchen aus Kunststoff nutzen, sonst ärgert einen die Elektrostatik...
Früher, als sich der Apotheker noch getraut hat, seinen Kunden Alkalihydroxide ohne Verhörfragen zu verkaufen, gab's dort NaOH und KOH noch als kleine runde Pastillen (bitte nicht lutschen... :angel: ), die waren auch sehr praktisch und von reinster Qualität.
Apropos Apotheker: den würde ich bzgl. des Prillens vll. mal fragen, schließlich macht der mit Zucker-Kügelchen viel Geld... :wink:

Kupfer- und Eisenvitriol sind jedoch nicht hygroskopisch, aber kristallwasserhaltig, prillen oder scharf trocknen kommt also nicht in Frage.

Mich hat die Struktur eines Salzes noch nie gestört, solange es nicht zerfliesst oder verwittert, sondern die Stöchiometrie beibehält.
Bei Eisenvitriol nervt die schnelle Oxidation... gefördert durch anhaftende Spuren von Feuchtigkeit und schwefelsaurer Mutterlauge. Da meine ich mich zu erinnern, dass es in den 80ern mal bessere Qualitäten gab, die trockener, optisch ansprechender, "rieselfähiger" und weniger von Luftoxidation betroffen waren.

Umkristallisation mache ich nur zur Aufreinigung, nie zur Veränderung der Kristallgrösse...

Eingedampfte Lösungen bereiten oft mehr Probleme: das Stoßen auf den letzten Millilitern, steinharte Salzkrusten, die man kaum ohne Glasbruch und größere Verluste aus dem Becherglas und anschließend von Hand gemörsert bekommt...

Tetrahydrat
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von Tetrahydrat »

mgritsch hat geschrieben:
Dienstag 25. Januar 2022, 12:48
"amorphes" (nicht kristallines) CuSO4.5H2O wäre eine echte Neuheit. Das dürfte es kaum geben.
Wenn dann gibt es Unterschiede in der Kristallgröße und ggfs -verteilung. Üblich sollten so µm - mm sein.
Das Mikroskop sagt dir mehr.
Genial. Warum setze ich überhaupt Gänsefüßchen.
Das hat literarischen, beschreibenden, bildhaften Sinn.
Ihr braucht mich hier nicht ständig darauf hinzuweisen, dass "rieselfähig" kein chemischer Begriff ist - oder "amorph" im strengen Verständnis keinen Sinn ergibt.
Aber schön: Soooo macht man sich sympathisch.
*cya

:thumbsup:

aliquis
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Re: "Rieselfähige" Salze durch Umkristallisieren

Beitrag von aliquis »

14 Beiträge sind m. E. Hinweis genug darauf, dass sich die Forumscommunity hier wahrlich Mühe gegeben hat, Deine Frage zu verstehen und so gut es dann eben geht auch zu beantworten.
Natürlich hat hier jeder seine eigene Art, dies zu tun, und nicht immer fühlt sich jeder von jeder Frage gleich stark angesprochen - ebenso wie nicht jede Antwort in gleichem Umfang weiterhelfen wird: mal mehr, mal weniger.
Deine Rückmeldung ist nicht gerade Motivation, Dir bei Deiner nächsten Frage nochmals zu antworten. Das ist schade.
Vll. auch der Grund, warum Du anderswo Deine Frage nicht stellen durftest?

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