Neuigkeiten: Verwende die Einladen-Funktion, um Interessierte auf das Forum aufmerksam zu machen.

  • 16. Februar 2019, 03:49:44

Einloggen mit Benutzername, Passwort und Sitzungslänge

Autor Thema: Darstellung von Nickel(II)acetat  (Gelesen 6257 mal)

RenardPale

  • Wasserstoff
  • *
  • Registriert: Mai 2014
  • Beiträge: 7
  • Karma: 1
Darstellung von Nickel(II)acetat
« am: 24. Mai 2014, 23:25:11 »
//* Hallo ins Forum! Ich hoffe, hier länger lesen und schreiben zu können, schöne Sache

Anmerkung zur Umgangssicherheit:
Nickelsalze sind häufig, so auch die beiden hier verwendeten, KMR Stoffe. In diesem Fall Kat. 1A/2/1B. Besonders beim Carbonat entstehen in der handelsüblichen Form extrem leicht feine Stäube, weswegen entsprechende Vorsicht geboten ist. Hingegen ist das Carbonat nur schwer wasserlöslich, was seine akute Toxizität über andere Aufnahmewege entsprechend mindert. Das Acetat hingegen ist gut wasserlöslich.
Erinnert sei auch an die starke Gewässerbelastung bei unsachgemäßer Entsorgung des Nickels.

Anmerkung zum Produkt:
Insbesondere in technischen Verfahren zur Materialbearbeitung besitzt Nickel eine enorme Bedeutung. Als Beispiel für das hier dargestellte Acetat sei das Sealing von eloxiertem Aluminium genannt. Durch adsorptives Färben modifizierte Gegenstände werden im qualitativ besten Fall vor einer etwaigen Heißwasserverdichtung in einer Nickelacetatlösung "vorverdichtet", die noch offenen Poren der Eloxalschicht werden an der Oberfläche durch eingelagerte Ionen verschlossen, sodass ein Ausbluten der Farbe verhindert wird. Bei Interesse ist vielfältige Literatur auch im Internet zu finden (Sowohl Forschung als auch Verfahrensdokumentationen), Stichworte u.a. "Anodic Alumina", "Eloxierung", "GS-Verfahren".

Anmerkung zur Synthese:
Eine Literatursynthese zur dieser Reaktion konnte ich auf die Schnelle bisher nicht finden. Letztlich mag das auch auf die Einfachheit zurückzuführen sein. Das schlägt sich auch in der Ausbeute nieder, es findet praktisch vollständige Umsetzung statt. Umso erstaunter war ich, sie hier nicht gefunden zu haben. Nickel(II)acetat wird in Deutschland i.d.R. nicht an Privatpersonen verkauft, Gründe siehe oben. Nickel(II)carbonat hingegen findet auch Anwendung als Pigment und Fließmittel im Hobbybereich (Keramik & Co.), ist dafür auch vielerorts erhältlich.
Weiterhin ist eine exakte Ausbeuteberechnung aufgrund der Stöchiometrie unter Hobbylaborbedingungen nicht anwendbar, da der Wassergehalt sowie die Zusammensetzung von Produkt und Edukt recht stark variieren können. Die Kristallwasserabgabe des Acetats (Üblicherweise Tetrahydrat) beginnt laut verschiedenen Quellen bereits bei 60-80°C.[1,2,3]

Verwendete Chemikalien:
  • Essigsäure, konz. (je reiner, "wasserfreier", desto einfacher ist eine quantitative Umsetzung des Carbonats, siehe Reaktionsgleichung und Löslichkeiten)
  • Nickel(II)carbonat

Reaktion:

NiCO3 + 2 C2H4O2  ---> Ni(C2H3O2)2 + H2O + CO2 [hoch]

Vorschrift:
Es wird portionsweise Nickelcarbonat zur vorgelegten Essigsäure (mind. doppelte molare Menge des umzusetzenden Carbonats) zugegeben. Der Lösung des Carbonats folgt ein starkes Aufschäumen der Reaktionsphase. Aufgrund des Aufschäumens (Ausgasen von CO2) ist es zugunsten des Handlings der Reaktion vorteilhaft, einen leichten Überschuss an Essigsäure zu verwenden. Andernfalls liegt keine "blubbernde" Lösung vor, sondern ein bald schlagartig wachsender Schaum. Sobald die Gasentwicklung ausbleibt und sich eine dunkelgrüne, klare Lösung gebildet hat, ist die Reaktion beendet. Dies kann durch gelindes (!) Erwärmen beschleunigt werden. Anschließend wird bis zur Trockne eingeengt. Hierbei ist etwaige Kristallwasserabgabe und Zersetzungstemperatur [3] zu beachten. 50 °C über Nacht bieten eine schonende, aber vollständig Entfernung vom Lösungsmittel. Das auf diese Weise getrocknete Acetat weist einen starken Essiggeruch auf, welcher auf verbliebene Spuren konzentrierter Essigsäure im Produkt zurückzuführen ist. Die so erreichte Reinheit reicht jedoch für die meisten Anwendungen aus. Eine höhere Reinheit kann durch Umkristallisation und/oder Vakuumtrocknung erreicht werden.

Durchführung:

Es wurden 45.0 mL Essigsäure (M=60.05 g/mol, n=0.787 mol) vorgelegt und über 5 Minuten portionsweise mit insgesamt 30.0 g Nickelcarbonat (M=118.70 g/mol, n=0.253 mol) versetzt. Es resultierte eine trübe, hellgrüne Suspension.


* IMG_0006.jpg
(294.38 KB . 1024x768 - angeschaut 570 Mal)


Unter gelegentlichem Rühren wurde für 20 Minuten auf etwa 40 °C erwärmt.


* IMG_0007.jpg
(320.43 KB . 1024x768 - angeschaut 549 Mal)


Nach etwa 5 Minuten erreichte die Gasentwicklung ihr Maximum und die Lösung wurde klar und tiefgrün.


* IMG_0009.jpg
(367.72 KB . 1024x768 - angeschaut 564 Mal)


Nachdem keine Gasentwicklung mehr zu verzeichnen war wurde die Lösung kurz zum Sieden erhitzt und anschließend bei 60 °C zur Trockne eingeengt. Das Produkt weißt eine dem Carbonat ähnliche, hellgrüne Farbe auf.


* IMG_0010.jpg
(378.17 KB . 1024x768 - angeschaut 559 Mal)


* IMG_0011.jpg
(220.97 KB . 1024x768 - angeschaut 569 Mal)


Ausbeute/Diskussion:
Nach letztlicher einstündiger Trocknung bei 120 °C (Kristallwasserabspaltung) betrug die Auswaage 38.6 g. Ausgehend vom wasserfreien Nickelacetat (M= 176,78 g/mol) sind das 0.218 mol und damit eine Ausbeute von 86 %. Wie eingangs erwähnt ist die Umsetzung quantitativer Natur, diese 86 % sind ein ziemlich niedriges Ergebnis für diese Annahme. Allerdings war das als Edukt verwendete Carbonat das beschriebene industrielle Produkt für den Hobbybereich. Es sollte also hier nicht von allzu hoher Reinheit ausgegangen werden.

[1]http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01981811
[2]http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1381116904006971
[3]http://gestis.itrust.de
« Letzte Änderung: 25. Mai 2014, 15:40:45 von RenardPale »

Mephisto

  • Chemicus Diabolicus
  • Administrator
  • *****
  • Registriert: Jun 2007
  • Beiträge: 1.640
  • Karma: 0
    • Die deutschsprachige Synthesensammlung
Re: Darstellung von Nickel(II)acetat
« Antwort #1 am: 25. Mai 2014, 03:38:58 »
Willkommen im Forum. Hübsche Fotos und gleich in der richtigen Auflösung für die statische Synthesensammlung :-). Obwohl solche Verfahren (Carbonat + Säure = Salz + CO2) eigentlich kaum einer Anleitung bedürfen, ist es doch ein schöner Erfahrungsbericht. Karma +1.

Ich würde mich freuen, wenn Du Dich im Bereich Feierabend kurz vorstellen und etwas zu Deinem Kenntnis-Level sagen könntest. Viel Spaß im Forum und hoffentlich sehen wir weitere derart gut dokumentierte Erfahrungsberichte von Dir.

Wie viel Gramm an Produkt hast Du erhalten?

PS: In Deiner Reaktionsgleichung hat sich ein Fehler eingeschlichen (Säureprotonen). Du kannst ihn mit dem Ändern-Button selbst korrigieren.
"Every breath you take, Every move you make,
Every bond you break, Every step you take,
I'll be watching you" - The Police

RenardPale

  • Wasserstoff
  • *
  • Registriert: Mai 2014
  • Beiträge: 7
  • Karma: 1
Re: Darstellung von Nickel(II)acetat
« Antwort #2 am: 25. Mai 2014, 11:13:16 »
Huch, klar! Ist korrigiert.. Das kommt davon, wann man sich abends um 11 denkt "Och, das mach ich eben noch"..

Und danke für das Karma und die nette Begrüßung. Eine kleine Vorstellung folgt ganz bestimmt noch :)

Heuteufel

  • Francium
  • *******
  • Registriert: Mär 2011
  • Beiträge: 1.228
  • Karma: 44
Re: Darstellung von Nickel(II)acetat
« Antwort #3 am: 25. Mai 2014, 13:35:55 »
Sehr schön! Die Synthese an sich ist zwar sehr einfach, aber die Einleitung und die Bilder sind tadellos. Hat richtig Spaß gemacht das zu lesen!  [perfect]

Eine Aussage verwundert mich etwas:
Zitat
Das reine Acetat weist einen starken, ätzenden Geruch nach Essigsäure auf, was dementsprechend nicht als Indikator für die Anwesenheit von solcher interpretiert werden sollte.

Steht das irgendwo in der Literatur (die ich mir nicht durchgelesen habe)? Normalerweise riecht Essigsäure nach Essigsäure und Acetat nicht.

Wenn Du Lust hast, kannst Du auch mal probieren, ob du ein paar Kristalle züchten kannst. Wenn man sich so die Bilder bei Google anschaut, sieht es aus, als ob das Produkt sehr schöne Kristalle bildet: http://experimentelle-mineralogie.yakohl.com/foto.php?pid=8731. Muss aber auch nicht sein - Kristalle züchten ist nicht jedermanns Sache.  ;-)
"The higher impact projects tend not to be harder than lower impact projects. Just higher impact." - A commentator on the blog "In the pipeline"

RenardPale

  • Wasserstoff
  • *
  • Registriert: Mai 2014
  • Beiträge: 7
  • Karma: 1
Re: Darstellung von Nickel(II)acetat
« Antwort #4 am: 25. Mai 2014, 14:11:21 »
Hallo Heuteufel!  :-)

Danke, auch für den Hinweis! Die Bemerkung ist deutlich praxisbezogener (und damit unsachlicher) geworden, als es meine Absicht war. Das sollte natürlich keine grundlegende Acetateigenschaft meinen. Ich hab den Absatz mal entsprechend geändert, nun zwar etwas länger, aber hoffentlich in beide Richtungen (Praxis und Korrektheit) angenehmer:

"Das getrocknete Acetat weist meist immer noch einen starken Essiggeruch auf, was nicht unbedingt als Indikator für eine deutlich zu unvollständige Trocknung interpretiert werden sollte. Dies liegt daran, dass Spuren konzentrierter Essigsäure bei einfachem Eindampfen/Trocknen zurückbleiben, auch wenn das Produkt von Optik und Struktur absolut trocken erscheint. In den meisten Fällen stört diese Anwesenheit aber nicht, der Geruch ist stärker als der tatsächliche Anteil. Möchte man hingegen auf große Reinheit hinaus, dürfte eine Umkristallisation/Vakuumtrocknung hier unabdingbar sein. "

Das ist im Übrigen auch mal etwas, was ich demnächst wahrscheinlich mal ausprobieren werde (Ich brauch das Acetat ab und an mal häufiger, stelle aber nie riesige Mengen her. Da das so fix geht, eher nach Bedarf mal wieder eine entsprechende Portion):
Abzug hin oder her, Eisessig ist einfach nicht lecker. Und da jetzt gerade dieses Reinheitsthema aufgekommen ist, werde ich beim nächsten mal statt direktem Eindampfen aus dem Reaktionsgemisch kurz vor der Trockne noch einmal in Wasser lösen, um dann anschließend bis zum Kristallisationspunkt einzuengen. Zwar ist das Acetat sehr gut wasserlöslich, aber auch das hat bei einer bestimmten Konzentration ja sein Ende. Da werde ich der Schale einfach mal eine schonende Nacht zum Abdampfen zur Verfügung stellen. Dann dürfte sich auch zeigen, ob sich da noch etwas schöneres bilden kann als das schnöde Pulver ;-)

Edit: Auswaage und Diskussion ebenfalls nachgetragen
« Letzte Änderung: 25. Mai 2014, 14:35:15 von RenardPale »

Phil

  • Globaler Moderator
  • *****
  • Registriert: Jan 2008
  • Beiträge: 1.605
  • Karma: 32
  • Spezialist für ausgefallene Einfälle.
Re: Darstellung von Nickel(II)acetat
« Antwort #5 am: 25. Mai 2014, 16:25:07 »
Wilkommen im Forum, eine schöne Synthese ohne grossen Aufwand. Pravo. [daumenhoch]
Nicht die Gewalt einiger weniger ist gefährlich, sondern das Schweigen der Masse.
Wer suchet der findet. Wer drauftritt, verschwindet. Alte Mienenregel.
Heute ist nicht alle Tage ich komm wieder keine Frage.
Die Indianer konnten die Einwanderung nicht stoppen, darum leben Sie heute in Reservaten.

RenardPale

  • Wasserstoff
  • *
  • Registriert: Mai 2014
  • Beiträge: 7
  • Karma: 1
Re: Darstellung von Nickel(II)acetat
« Antwort #6 am: 25. Mai 2014, 18:13:06 »
Danke auch Dir, Phill! Hallo zurück :-)

Ja, ich denke mir, dass auch die kleinen Unscheinbaren manchmal nicht fehlen dürfen. Letztlich ist die Reaktion hierbei jedem Chemiker, ob nun intensiv belehrt oder einfach begeisterter Hobbyist, eingängig und klar. Der Durchgang ist auch in kürzester Zeit erledigt. Aber trotzdem schön, wenn man mal nachschauen kann, wie andere das gemacht haben, so lässt sich vielleicht etwas Verschleiß oder Unsicherheit sparen, wenn man mal auf dem schlauch steht..

(Und dieses grün hat halt einfach auch was ;-) )