Synthese von Natriumselenopentathionat-Trihydrat

[Heuteufel]

Synthese von Natriumselenopentathionat-Trihydrat

SeO₂ + 4 Na₂S₂O₃ + 4 CH₃COOH  Na₂SeS₄O₆ + Na₂S₄0₆ + 4 CH₃COONa + 2 H₂O

Durchführung:

130 g Natriumthiosulfat-Pentahydrat werden unter Erhitzen in 40 ml Wasser gelöst. Nachdem die Lösung auf 25-30°C abgekühlt ist, wird sie unter gutem Rühren zu einer Lösung von 17,2 g Selendioxid in 20 ml Wasser und 100 ml Eisessig, welche durch eine Eis-Kochsalz-Mischung gekühlt wird, langsam hinzugetropft, sodass die Zugabe 20 Minuten in Anspruch nimmt.Die Temperatur darf während der Zugabe nicht über 0°C steigen. Des Weiteren ist es äußerst wichtig, dass die Natriumthiosulfat-Lösung sehr langsam hinzugetropft wird, denn das Thiosulfat zersetzt das Selenopentathionat katalytisch, falls kein ständiger Überschuss an seleniger Säure (H₂SeO₃) vorliegt.

Die erhaltene klare, zähflüssige, gelbgrüne Lösung wird mit 150 ml Ethanol versetzt und nach Kristallisationsbeginn werden 50ml Ether hinzugefügt. Es wird einmal kurz gerührt, dann noch für 15 Minuten gekühlt. Das auskristallisierte Rohprodukt, welches ungefähr 40 g Na₂SeS₄O₆*3 H₂O und 4 Mol-% Na₂S₄0₆ enthält wird abfiltriert, mit Ethanol und Ether gewaschen und im Vakuum über Schwefelsäure getrocknet.

Um das reine Salz zu erhalten löst man das Rohprodukt in 50 ml 0,2 N Salzsäure bei 30 °C, saugt ab, gibt zum Filtrat 100 ml Methanol und kühlt in einer Eis-Kochsalz-Mischung. Hierbei kristallisiert reines Natriumselenopentathionat-Trihydrat in Form kleiner, Blättchen aus. Das Produkt wird abfiltriert, mit Ethanol gewaschen und im Vakuum über H₂SO₄ getrocknet.

Die Literaturausbeute beträgt 25 g (55%).

Das sublimierte Selendioxid:

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Das Selendioxid wird gelöst:

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Die Natriumthiosulfat-Lösung wird hinzugetropft:

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Alles Natriumthiosulfat wurde hinzugegeben. Man sieht wie das Thiosulfat das Selenopentathionat an der Stelle, wo es zugetropft wurde unter Bildung von rotem Selen katalytisch zersetzt hat:

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Das Reaktionsgemisch nach Zugabe des Ethanols und des Ethers:

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Das Rohprodukt:

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Das Filtrat (wird verworfen, sieht aber schön aus):

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Das Rohprodukt wird in Salzsäure gelöst, wobei sich ein wenig rotes Selen abscheidet:

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Das Filtrat nach Zugabe des Methanols:

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Das noch leicht feuchte, gelbgrüne Produkt:

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Das Produkt nach dem Trocknen über Schwefelsäure:

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Beschreibung:

Natriumselenopentathionat-Trihydrat bildet kleine, schwach gelbgrüne Blättchen, welche sich sehr leicht in Wasser lösen, merklich in Methanol, aber nicht in Ethanol. Wässrige Lösungen haben eine gelbgrüne Farbe und zersetzen sich mit der Zeit unter Bildung von Selen und Tetrathionat. Der Zerfall wird durch Alkalien beschleunigt, während Mineralsäure eine stabilisierende Wirkung haben. Wird das reine Produkt über Schwefelsäure gelagert, so kann er mehrere Monate ohne Zersetzung aufbewahrt werden (manchmal scheidet sich etwas Selen ab). Im Vakuum, über Schwefelsäure wird dem Natriumselenopentathionat-Trihydrat leicht sein Kristallwasser entzogen.

Anmerkungen:

Natriumselenopentathionat zersetzt sich sehr leicht unter Bildung von rotem Selen, welches an den Glasgeräten haften bleibt. Durch Spülen mit Kohlenstoffdisulfid lässt sich das Selen entfernen.

Selen an der Kolbenwand:

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Das rote Selen löst sich bereitwillig in Kohlenstoffdisulfid:

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Wenn man das Produkt (welches sich ohnehin nach kurzer Zeit zersetzt) nicht aufbewahren möchte, kann man es durch Natronlauge zu rotem Selen zersetzen und dieses z.B. wieder zu Selendioxid weiterverarbeiten. Das beim Zerfall entstehende rote Selen geht übrigens nach kurzer Zeit in das stabilere graue Selen über.

Das Produkt zersetzt sich sofort, beim ersten Tropfen NaOH:

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Die Zersetzung ist vollständig:

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Ich kann mir nicht vorstellen, dass man nach dem Trocknen über Schwefelsäure noch das Trihydrat hat, wie der Brauer angibt.

Quelle:

Basierend auf „Handbuch der präparativen anorganischen Chemie“ von Georg Brauer.
(http://forum.lambdasyn.org/index.php/topic,1249.0.html)

Link: Diskussion und Kommentare zur Synthese