Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Organische Chemie.

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aliquis
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von aliquis »

Das könnte gehen, muss ich mal ein bisschen rumbasteln.
Solange die drei Stative und vier Klemmen ausreichen, die ich habe... Könnte auch von der Höhe her eng werden...
Die Kolonne würde ich mit warmem Wasser kühlen, den zweiten Kühler mit kaltem. Für den einen hätte ich eine Aquarienwasserpumpe, für den zweiten müsste ich dann direkt ab Leitung zapfen - kommt der 5-Meter-PVC-Schlauch nach draußen auch mal wieder zu Ehren...
Ich hoffe, dass sich die paar ml Ether dann auch in der Vorlage wiederfinden...
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Glaskocher
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von Glaskocher »

Wenn Du kannst, dann kühle die Kolonne eher mit Luft. Sie kühlt nicht so "hart" wie temperiertes Wasser. Ferade in einer Kolonne ist der Temperaturgradient, der sich natürlich einstellt, wichtig für ihren Betrieb. Wenn Du den Kühler (=Kolonne) noch lose mit einem zerteilten Edelstahl-Topfschwamm ausstopfst, dann hast Du sogar eine ziemlich wirksame Kolonne. Oben drauf kommt dann der ganz normale Destillationsaufsatz mit dem absteigenden Produktenkühler dran. Da ich (dienstlich) mit Stativmaterial verwöhnt bin kann ich da schlecht Tipps geben.
aliquis
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von aliquis »

Da muss ich mal sehen, wie ich den dünnen Teichsprudlerschlauch auf die Kühlerolive adaptiert kriege...

Höchstes Stativ hat 75 cm...

Welche Temperatur braucht man zum Dehydratisieren? Wie heize ich dafür? Direkt auf dem Heizrührer? Im Ölbad auf der Heizplatte?
Das letzte Mal, dass ich ein wenig DEE aus Ethanol hergestellt habe, ist 33 Jahre her... Damals noch mit konz. Schwefelsäure im Reagenzglas überm Spriritusbrenner...
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mgritsch
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von mgritsch »

aliquis hat geschrieben: Montag 7. März 2022, 21:43 Da muss ich mal sehen, wie ich den dünnen Teichsprudlerschlauch auf die Kühlerolive adaptiert kriege...
PVC Schläuche werden sehr dehnbar und flexibel wenn man sie entsprechend erwärmt (heatgun oder siedendes Wasser)
Höchstes Stativ hat 75 cm...
Ja und? Kolben + 30 cm hoch für die improvisierte Kolonne (ggfs noch + Thermometer) und wieder 40 cm runter für den Kühler. Wo ist das Problem?

Wenn du sehr kreativ sein willst, könntest du sogar eine kleine Füllkörperkolonne für gesteigerte Austauschfläche machen: Unten ein kleines Stück Drahtgeflecht oder Drahtknäuel als Stütze reingestopft, darauf bis oben anfüllen mit klein gedepperten Glasscherben (so ca 5 -7 mm Korngröße dass sie den Raum lose füllen).
Welche Temperatur braucht man zum Dehydratisieren? Wie heize ich dafür? Direkt auf dem Heizrührer? Im Ölbad auf der Heizplatte?
Das letzte Mal, dass ich ein wenig DEE aus Ethanol hergestellt habe, ist 33 Jahre her... Damals noch mit konz. Schwefelsäure im Reagenzglas überm Spriritusbrenner...
Entscheidend ist dass du deine Kolonne nicht "flutest", denn dann ist sie völlig wirkungslos und nur im Weg, eher sogar kontraproduktiv.
Reguliere die Heizleistung nach der erzielten Rückflussrate bzw Destillationsrate. In der Vorlage sollte alle 1-2 sec ein Tröpfchen ankommen, und etwa 2-3 Tr pro Sec sollten rückfließen, dann tut sich schon einiges.

Spiritusbrenner wie auch alle anderen offene Flammen sind absolut tabu. Sonst ganz egal, je weniger "träge Masse" du erhitzen musst desto leichter tust du dir mit dem Regulieren der passenden Heizleistung. Sandbad ist zB super träge, Ölbad geht so und Heizmantel ist optimal. Du kannst auch mit einem Erlenmeyerkolben direkt auf der Heizplatte arbeiten.
aliquis
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von aliquis »

Hallo mgritsch,

vielen Dank für die ausführliche Rückmeldung!

Der Sprudlerschlauch passt gerade mal auf ein 5 mm Glasrohr, nicht auf eine 10 mm Olive. Und selbst wenn, hätte ich noch mehr Bedenken, dass ich ihn hinterher nicht mehr runterkriege. Da schaue ich lieber beim nächsten Baumarktbesuch nochmal bei den Adaptern. Die kosten ja auch nicht die Welt.

Problem bei der Stativhöhe war erst mal nur so ein Gefühl. Wie das passt, wird sich beim Ausprobieren zeigen. Sollte dann nur kein allzu windiger Tag sein oder ich muss halt in die offene Garage umziehen.

Wie ich die Kolonne noch pimpe, muss ich auch mal schauen. Bin kein großer Fan der Arbeit mit Scherben - weder absichtlich noch unabsichtlich... 😉
Wie wär's stattdessen mit Deko-Glasperlen?
Kommt auch drauf an, was das Drahtgeflecht halten kann - wäre ja doof, wenn der ganze Kladdaradatsch mitten in der Destillation durchrutscht und dabei womöglich sogar den Kolbenboden durchschlägt...

Spritusbrenner benutze ich (fast) gar nicht mehr...
Damals war es meine einzige Heizquelle. Und manchmal ganz schön anstrengend, langwierig bis unmöglich (bei Wind)...
Auf der thermostatgesteuerten Einzelkochplatte ist die Trägheit des Öl- oder Sandbades ein Segen... ;-)
Hier würde ich aber tatsächlich direkt auf dem Heizrührer erhitzen, der sich gut regeln lässt. Das Rühren reduziert auch die Gefahr des Stossens...
Im Öl-/Sand-/Wasserbad benutze ich Rundkolben, auf der Platte Stehkolben. Erlis mit passendem Normschliff habe ich gar nicht... Ebenso wenig wie einen Heizmantel.

Zum Thema Feuergefahr: DEE kann sich angeblich schon an heißen Oberflächen entzünden. Bei der geschlossenen Apparatur auf dem Heizrührer (Dämpfe aus der Vorlage kann ich zur Not auch noch über den Vakuumvorstoss ableiten), Arbeit im Freien und den kleinen Mengen sehe ich aber wenig reale Gefahren...
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aliquis
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von aliquis »

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Das Adapterproblem ist gelöst - das Ding hatte ich noch in meiner Sammlung. Da sind selten genutzte Sachen dann doch wieder ganz gut: wenn man sie wiederentdeckt, freut man sich, dass man sie schon da hat... :)
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aliquis
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von aliquis »

Momentan gerade ein wenig gebeutelt von mehreren Fehlschlägen bei verschiedenen Experimenten, dachte ich mir nun: bevor ich hierfür vergeblich umfangreiche Apparaturen aufbaue, erstmal im Reagenzglasversuch testen...

Im Wasserbad tat sich nichts. Erst bei Erhitzen mit dem Gasbrenner konnte man bei recht geringem Abstand zwischen Nase und Glasmündung einen schwachen Ether-Geruch feststellen, der deutlicher wurde, als ich das abgekühlte Gemisch in den Kanister mit den organischen Abfällen entleert habe...

Heißt: die Reaktion braucht Zeit und Temperatur.
Somit werde ich den Stehkolben mit einer kleinen Menge Gemisch wohl tatsächlich direkt auf der Platte des Magnetheizrührers erhitzen und in einem separaten ersten Schritt für mind. eine Stunde nur refluxieren (unter Verwendung von Eiswasser im Kühler) - und erst anschließend abdestillieren. So der Plan. Mal schauen, vll. in den nächsten Tagen, falls das gute Wetter anhält und ich nicht wieder Angst haben muss, dass mir plötzliche Sturmböen die Apparatur vom Tisch pusten (so wie schon neulich ein Becherglas mit einer Iodchlorid gefüllten Ampulle... :wall: Hier in Norddeutschland ist man als Hobbychemiker ohne Abzug wirklich doppelt bestraft... :roll: ).
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von aliquis »

So, da wohl heute erst einmal einer der letzten Tage mit schönem Wetter in diesem Monat war, habe ich mich drangewagt.
Erst 1,5 Std. refluxiert, wobei die Mischung goldgelb wurde und nach Umstoppern deutlich nach Ether roch.
Die anschließende Destillation war dann ein Reinfall. Die Kopftemperatur verharrte länger bei 67 Grad ( :conf: ), überdestillieren wollte nichts.
Wahrscheinlich ist einfach deutlich zu wenig Ether entstanden.
Da würde wohl nur starkes Erhitzen über dem Brenner bei gleichzeitiger Hau-Ruck-Destillation der kruden Ether-Alkohol-Mischung helfen. Aber irgendwie ist das nicht das, was ich mir vorgestellt hatte...
Der Versuch wird nun zu den anderen Fehlschlägen der letzten Wochen abgelegt... :roll:

Gruß von aliquis, der gerade ein bisschen gefrustet ist und noch etwa 2 Stunden Aufräumen und Abwaschen vor sich hat - für nichts und wieder nichts... :wall:
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von Glaskocher »

Da Du schon wieder einen Ansatz mit unzureichendem Ergebnis genannt hast, bitte ich hier um ein exaktes Protokoll. Nur damit ist dann nachvollziehbar, was Du gemacht hast, welche Beobachtungen Du hattest und wo eventuell der Haken dran ist. Auf diese Weise kann zumindest ich keine zielführenden Ratschläge bieten. Zusätzlich könnte eine Inventurliste der nutzbaren Glasteile sehr hilfreich sein, um daraus eine Aufbauanleitung empfehlen zu können.



Bei Habitz/Puff/Schmitz-DuMont (Chemische Unterrichtsversuche 6. Aufl.) finde ich folgende Beschreibung (hier etwas gekürzt):
Auf einem Mehrhalskolben sind eine Destillationsbrücke und ein Tropftrichter montiert, ein Sumpfthermometer geht bis knapp über den Boden. Der Druckausgleich der Vorlage wird weit genug vom Ort des Versuches weg geführt (Schlauch). In einem separaten Erlenmeierkolben werden 60ml Ethanol vorsichtig und unter Kühlung mit 20ml Konz. Schwefelsäure versetzt und diese Mischung im Verdampferkolben vorgelegt. In den Tropftrichter werden ca. 100ml Ethanol gefüllt. Der Verdampferkolben wird, sobald das Kühlwasser läuft (immer Frischwasser aus der Leitung!) auf 140-145°C Innentemperatur erhitzt. Man läßt bei konstant gehaltener Temperatur so Ethanol zutropfen, daß das Destillatvolumen ersetzt wird. Man stoppt das Heizen, bevor alles Ethanol im Verdampferkolben verbraucht ist. Der rohe Ether (zweiphasiges Destillat) wird mit etwas Natronlauge ausgeschüttelt, um Anteile schwefliger Säure zu entfernen.

Ab hier trennen sich die Wege der Nachbereitung, da im Buch die Etherphase in ein Thermoskop gefüllt wird und mit der Wasserstrahlpumpe Luft da durch gezogen wird, was zu starker Abkühlung und zum Ausfrierten von Luftfeuchtigkeit führt.

Das gewonnene, eventuell mit NaOH vorgetrocknete, Rohprodukt kann nochmals langsam im Wasserbad destilliert und anschließend über NaOH gelagert werden.



Diese Vorschrift halte ich für erprobt und ausgefeilt. Es fällt auf, daß das in der Reaktion gebildete Wasser immer sofort heraus destilliert wird, um die Reaktionstemperatur halten zu können. Ein Refluxieren würde sehr schnell, durch das Entstehen von Niedrigsiedern, die Reaktionstemperatur unter die Wirksamkeit ausbremsen. Man MUSS also den gebildeten Ether aus dem System entfernen, um die Reaktionsbedingungen im optimalen Bereich halten zu können.



Bei der Reaktion mit Zinkchlorid würde ich zunächst den gleichen Aufbau versuchen und auch die Reaktionstemperatur ähnlich halten. Wie sich jetzt das Zinksalz in dem System verhält müßte man, durch genaue Beobachtung und Protokollierung, zunächst herausfinden. Für möglich halte ich auch, daß man, ein Ölbad als Wärmequelle vorausgesetzt, mit saurem Ionentauscher oder großporigen Zeolithen in H-Form die Reaktion katalysieren kann. Allerdings verträgt nicht jeder Zeolith-Gittertyp es, in seine H-Form überführt zu werden. Aber DAS ist ein anderes Thema, weil recht komplex.
aliquis
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von aliquis »

Hallo Glaskocher,

lieben Dank für Deine schnelle Rückmeldung!

Das mit der unzureichenden Reaktionstemperatur erscheint mir recht plausibel und die Anleitung mit der Schwefelsäure aufs Zinkchlorid zu übertragen als ein gangbarer Weg.

Jedoch gibt es für mich folgende Einschränkungen: mein Magnetrührer ist nicht der stärkste beim Heizen und meine Heizplatte (eine simple Expressokochplatte... :oops: ) kann nicht Rühren. Alternativanschaffungen stehen finanziell nicht zur Disposition...
Des Weiteren fehlen mir auch Mehrhalskolben und Normschlifftrichter. Selbst wenn ich das Kleingeld dafür zusammen hätte (musste gerade erst frisch wegen mehrerer Scherbenereignisse wohl oder übel Glasware nachbestellen...), müsste ich erst schauen, wo ich das bezahlbar und kompatibel in NS 24/29 finde...

Da ich (vom Ärger über mich selbst) auch gerade etwas angefressen bin, werde ich das Thema wohl besser erstmal pausieren und ggf. zu einem späteren Zeitpunkt bei geänderten materiellen Voraussetzungen wieder aufgreifen.

Trotzdem nochmals vielen Dank für die bisherige Unterstützung bei diesem Thema!
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Re: Dehydration von Ethanol mithilfe von Zinkchlorid?

Beitrag von aliquis »

Der Vollständigkeit halber:
Alles für eine einfache Destillation in Glasschliffapparatur (NS 24/29) habe ich da: 1 Rundkolben 500 ml, zwei Stehkolben (250 + 100 ml), zwei Liebigkühler (30 + 40 cm), 2 Aufsätze zum Thermometereinlass + 2 Thermometeradapter (NS 14 + 24), mehrere Hohlglasstopfen (NS 14 + 24) ein Krümmer, offener Vorstoß, geschlossener Vorstoß mit seitlicher Olive, zwei verschiedene Schlifffette, zahlreiche Keck-Klemmen, 2 Thermometer, 3 Stative, 4 Muffen und Klemmen, reichlich Schlauchmaterial, -schellen und -adapter für die Kühlerversorgung, eine Aquarienpumpe, aber auch Adapter zum Direktanschluss an den Wasserhahn.
Einen Heizmantel habe ich nicht, stattdessen arbeite ich mit Sand-, Öl- oder Wasserbad im kleinen Kochtopf auf der Espressokochplatte oder eben direkt auf der Platte des Heizrührers.
Auch eine elektrische Vakuumpumpe besitze ich nicht. Meine Wasserstrahl- oder eine Handpumpe setze ich nur zur Vakuumfiltration ein, die Wasserstrahlpumpe gelegentlich auch, um vorübergehend Luft durch eine Apparatur zu saugen.
Einen Tropftrichter ohne Druckausgleich habe ich nur mit einfachem Glasstiel zum Einsatz in doppelt durchbohrten Gummistopfen, z. B. für die Gasentwicklung.
Ansonsten natürlich noch viel klassisches Material ohne Normschliff, sprich Erlis, Gummistopfen, Glasrohre und Gummischlauch.
Ich hoffe, Du kannst Dir jetzt ein Bild von meiner Ausstattung machen, Glaskocher.

Noch bis vor einigen Jahren hatte ich gar keine Glasschliffapparatur, bis ich mal auf eine komplette Apparatur als B-Ware für nur 30 Euro gestoßen bin, da konnte ich nicht länger widerstehen... So bin ich auch zu dem ungewöhnlichen NS-Mass 24/29 gekommen... Hin und wieder gab's dann nochmal Ergänzungsanschaffungen, bis ich meinen derzeitigen Ausstattungsumfang erreicht hatte...
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