Oxidation von Kaliumchlorat durch KMnO4?

[Höllenfledermaus]

Hi, ich habe vor etwas von meinem Kaliumchorat zu Kaliumperchlorat umzusetzten. Auf Wikipedia steht:

Alternativ kann Kaliumperchlorat durch chemische Oxidation von Kaliumchlorat erhalten werden, indem man wässrige Kaliumchloratlösungen mit starken Oxidationsmitteln wie Persulfaten oder Permanganaten und geeigneten Katalysatoren versetzt.

Hat da jemand eine genaue Synthesevorschrift für? Oder wenigstens eine Reakstionsgleichung?

PS: Ich möchte KEINE Bombe bauen 

[Florian98]

Klar, man nehme
Kaliumpermanganat und Kaliumchlorat und irgendwie wird daraus Mangan(7)oxid, Kaliumchlorid und Kaliumperchlorat

nur die Endprodukte dürften total verdreckt sein.

[Höllenfledermaus]

Und wo ist dann der auf Wiki erwähnte Katalystor? Die Trennung ist ja wohl nicht schwer, KClO4 ist quasi wasserunlöslich.
Aber da soll Mn2O7 entstehen? Das bezweifle ich doch. Da geht bei mir die Gleichung irgendwie nicht auf.

[Feli]

Naja auch KmnO4 und H2SO4 ensteht Mangan(VII)oxid. Das ist ja ein sehr starkes Oxidationsmittel vielleicht oxidiert ja das dann das Kaliumchlorat zu Kaliumperchlorat.

[cogere]

Ich will nur nochmal bezugnehmend auf erwähnte Stoffe auf die  EU-Verordnung Nr. 98/2013 hinweisen,die am 02.September 2014 in Kraft tritt :
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2013:039:0001:0011:DE:PDF

Es regelt die Verbringung, den Besitz und die Verwendung von Stoffen oder Gemischen für Mitglieder der Allgemeinheit .
                                                              Anhang I:
Stoffe, die Mitgliedern der Allgemeinheit weder als solche noch in Gemischen oder in Stoffen, die diese Stoffe enthalten,
bereitgestellt werden dürfen, wenn ihre Konzentration die nachfolgend angegebenen Grenzwerte übersteigen.

    Wasserstoffperoxid  12 Gew.-%
    Nitromethan            30 Gew.-%
    Salpetersäure            3 Gew.-%
    Kaliumchlorat          40 Gew.-%
    Kaliumperchlorat     40 Gew.-%
    Natriumchlorat        40 Gew.-%
    Natriumperchlorat   40 Gew.-%

                                                                       Anhang II

Stoffe, die als solche oder in Gemischen oder Stoffen der Meldepflicht für verdächtige Transaktionen unterliegen:

     Hexamin
     Schwefelsäure
     Aceton
     Kaliumnitrat
     Natriumnitrat
     Calciumnitrat
     Kalkammonsalpeter
     Ammoniumnitrat

[Höllenfledermaus]

Ich weiß Bescheid.

[Mephisto]

@cogere: Unabhängig davon ob die Bereitstellung von KClO₄ in der EU reglementiert wird, so ist die Diskussion der Synthese zulässig. Ich denke aber Du meintest es nur gut mit Deinem Beitrag.

Zur Synthese: Ein typischer Wikipedia-Eintrag ohne Quellenangabe. Entweder kannte der Autor dieses Absatzes eine gute Methode oder hatte einfach viel Fantasie. Bei der englischen Version des Wiki-Artikels fehlt diese Synthesemöglichkeit.

Trotzdem eine interessante Fragestellung, daher habe ich etwas Zeit investiert und nach der Quelle recherchiert. Leider findet sich in der wissenschaftlichen Literatur die Permanganat-Methode nicht. Auch gängige Werke wie der Brauer beschreiben sie nicht. Industriell wird KClO₄ elektrolytisch hergestellt und im Labor aus Perchlorsäure. Eine Herstellung mittels Permanganat wäre unwirtschaftlich und wirklich nur für Hobbyisten interessant.

KClO₃ kann chemisch zur KClO₄ oxidiert werden. So wird eine Oxidation von Chloraten zu Perchloraten mit Blei(IV)-oxid  beschrieben (Chem. Ber. 1953, 86, 1065-6). Die Oxidation von KClO₃ mit Persulfat wurde von Hobbychemikern bereits erprobt, aber nur mit mäßigem Erfolg (Link).

[Höllenfledermaus]

Danke für die Antwort. Diese EU-Verordnung bezieht sich ja sowieso nur auf die Abgabe, und nicht auf den Besitz, oder?

[Heuteufel]

Zum Thema Perchlorat: http://www.youtube.com/watch?v=kp4BoEam3iY&list=UUawzL-44PiYLp5QewfX-Ecg
Teuer werden vor allem die Pt-Elektroden. Elektrochemie ist leider nicht so mein Gebiet, aber auf Sciencemadness findest du sehr viel zum Thema Perchlorat-Herstellung. Wenn du größere Mengen Perchlorat für pyrotechnische Anwendungen brauchst, würde ich auf jeden Fall die Herstellung per Elektrolyse wählen. Für ein paar kleine Schauversuche dürfte Chlorat auch gut hinhauen (wenn du Mischungen nicht lagerst, kleine Mengen, etc.). Das Chlorat hast du ja schon und die elektrolytische Hersellung ist in dem Fall auch ganz simpel. 

[cogere]

Artikel 4
Bereitstellung, Verbringung, Besitz und Verwendung
(1) Beschränkte Ausgangsstoffe für Explosivstoffe dürfen weder
Mitgliedern der Allgemeinheit bereitgestellt noch von diesen
eingeführt, besessen oder verwendet werden

@Höllenfledermaus  ,
Das bedeútet leider, das du die Anhang I aufgeführten Stoffe oberhalb der angegebenen Konzentrationen ab umsetzung in Nationales Recht, auch nicht mehr ohne behördliche Genehmigung besitzen darfst.

@Mephisto  , mir liegt es fern hier irgendwelche dinge zu Kritisieren, denn zum Glück dürfen wir hier noch über alles diskutieren. Ich wollte hier nur nochmal darauf hinwesen, da dieses Gesetzt ja leider fast jeden hobbychemiker betrifft !

[Höllenfledermaus]

Vielen Dank nochmal für eure vielen Antworten! Diese neue Regulierung ist aber echt schwachsinnig, besonders dieser Anhang 2. Wieso denn bitte Schwefelsäure?
Und Aceton ist ja wohl auch sehr unangebracht, vor allem weil ja Wasserstoffperoxid ja schon in Anhang 1 aufgeführt wird, dann kann man ja gar kein Acetonperoxid machen.
Ach ja, der Staat....

[Mephisto]

Die Stoffe im Anhang II gab es schon lange mit einer Mengenbegrenzung für verdächtige Transaktionen. Das hindert niemanden 1 L Aceton oder Schwefelsäure frei zu kaufen, sogar über Amazon. Aber bleiben wir beim Thread-Thema.

@Heuteufel: Ein toller YouTube-Fund. Dabei hat der Ersteller des Videos viele andere sehr interessante Chemie-Videos online.

Da ich mich in meiner Jugend auch mit Pyrotechnik beschäftigt habe, muss ich sagen, dass ich eher Kaliumchlorat dem Perchlorat vorziehen würde, da sich letztes eigentlich nur für Knalleffekte eignet. Als ich damals meine Packung Kaliumperchlorat von Fluka bekam, war ich etwas enttäuscht.

Edit: @Höllenfledermaus: Ich habe Deine PM mit den pyrotechnischen Anwendungen bekommen und will Dich von Deinem Vorhaben nicht abbringen.

[Heuteufel]

Da ich mich in meiner Jugend auch mit Pyrotechnik beschäftigt habe, muss ich sagen, dass ich eher Kaliumchlorat dem Perchlorat vorziehen würde, da sich letztes eigentlich nur für Knalleffekte eignet. Als ich damals meine Packung Kaliumperchlorat von Fluka bekam, war ich etwas enttäuscht. Augen rollen

Interessant! Ich kenne nur das Chlorat aus den typischen Schauversuchen und dachte immer, das Perchlorat könnte man genau für die gleichen Anwendungen benutzen, mit dem Vorteil, dass die Mischungen mit dem Perchlorat stabiler sind und nicht so leicht unerwünschte Überraschungen ergeben. Ich hätte nicht gedacht, dass es da so große Unterschiede gibt.

[Mephisto]

Ich fand die Reaktion des Perchlorats oft zu heftig und nutzte es nur selten für Metallblitzpulver und solche Späße. Aber das ist nur meine persönliche Meinung. Ich zog Kaliumchlorat vor, obwohl es unsicherer in der Handhabung ist. Würde ich heute wahrscheinlich nicht mehr machen, aber die Zeit als mich Pyrotechnik interessierte, ist nun auch mehr als 13 Jahre her.

Das Problem der chemischen Oxidation von Chlorat zu Perchlorat bleibt hier aber ungelöst. Und ich denke so eine professionelle Elektrolyse wie in dem obigen Video wäre hier Overkill.

[Florian98]

Man nehme Holz (Baumart verrate ich nicht) und verbrenne dieses zu Asche. Die Asche läßt man aussalzen, calciniert etwas, läßt wieder aussalzen. Aus dem warmen Produkt macht man mit gelöschten Branktkalk/milch eine Lauge, dekantiert ab, das Sediment verwirft man - ist Mamor.
In dieser warmen Lauge läßt man ein Gas
(gewonnen aus verbrennen von Stallmist von Pflanzenfressern, den Ruß reinigen durch Destillation mit Wasser, dann diesen Stoff bei 338°C in Gase zerlegen, den Ammoniak davon binden)
einfließen und läßt kristallisieren, wenn die Lösung gesättigt ist.

Das auskristallisierte Salz (Chlorat) schmelzt man und hält diese Temperatur so 10-15 min wobei die Flüssigkeit zu einem Brei wird. Diesen erkalteten Brei löst man in der gleichen Menge Wasser auf bezogen auf die Gewichtsmenge des Salzes als Ausgangsstoffes. Das Filtrat verwirft man, den Rückstand/Filterrest trocknet man.

[Höllenfledermaus]

Das wäre dann zuerst Synthese von KClO3 mit KOH und Chlor und dann eine thermische Disproportionierung  zu KClO4, richtig? Aber wozu dieser Umweg über Holz? Ich habe doch schon Kaliumchlorat, das müsst ich ja bloß noch erhitzen. Aber das war gar nicht das Topic, ich wollte es oxidieren.

[Cuny]

Wenn Du wirklich großes Interesse an der Oxidation von Chlorat zu Perchlorat hast, führt kein Weg am Gmelin vorbei. Dort sind so ziemlich alle Möglichkeit beschrieben wie ein Stoff synthetisiert werden kann. Für ein Forschungsprojekt benötigte ich eine seltene und veraltete Synthesemethode und wurde erst im Gmelin fündig. Da der Gmelin ganze Regale füllt, ist das Suchen in den Bänden nicht einfach, birgt aber noch nicht digitalisierte Schätze die man sonst nicht findet.

[Florian98]

Kaliumchlorat hast du - welch ein Graus ....

Wie mache ich nun aus Kaliumchlorat Kaliumperchlorat ??? ... Fragen gibt es ... (Warum bohre ich mir nicht ein Loch ins Knie und gieße Milch hinein ...?)

Kaliumperchlorat. überchlorsaures Kalium
KCl04 = 138,56
Ausgangsstoffe: 50 g Kali chloricum
Geräte: Neuer (1) Porzellantiegel 100ccm, kleine Saugflasche
und Nutsche.
Dauer: 1 Tag (1/4).
Ausführung: Das Kaliumchlorat wird in dem Tiegel mit einem
Bunsenbrenner schwach erhitzt, so daß das Salz eben schmilzt. Ohne
die Wärmezufuhr zu steigern, erhält man den Tiegel bei möglichst
gleichbleibender Temperatur, wobei Sauerstoff kaum entweicht, der
Schmelzfluß aber langsam dickflüssiger und teigig wird. Wenn die
Masse nach 10-15 Minuten völlig gleichmäßig halbfest geworden
ist, läßt man die etwas abgekühlte Schmelze mit 50 ccm kaltem
Wasser stehen, bis sie völlig zerfallen ist, saugt das ungelöste Kaliumperchlorat
ab und kristallisiert es aus 150-175 ccm Wasser um.
Ausbeute: Etwa 25 g.
Eigenschaften: Farblose rhombische Kristalle, die bei 610°
schmelzen. Das Salz löst sich in 88 T. H20 von 10°, in 65 T. H20
von 15°, in 58 T. H20 von 21,3° und 5,5 T. H20 von 100~. Es reagiert
neutral.
Vorgang: 2KCl03 =KCl04 +KCl+02
Das KCl wird 'durch H20 als leichtlöslicher Anteil herausgelöst.
Literatur: V. I, 302.

Wenn du noch esoterisch oder ökokultisch veranlagt sein solltest - die alchemistischen Symbole und Zeremonien für dieses Rezept weiß ich allerdings nicht und leider bin ich jetzt zu faul diese rauszusuchen.

Wenn du noch ein überdurchschnittliches Budget verfügst, und eine zigtausend teure Chemieanlage, so sollten wir uns vorher unterhalten ob wir für die Oxidation anstelle Kaliumpermanganat andere Verbindungen nehmen sollten. Wir könnten noch spaßeshalber andere unsinnige Zwischenreaktionen einbauen um Kaliumperchlorat zu gewinnen (alles was das Budget hergibt). Ich verlange aber als Entlohnung ein fürstliches Beraterhonorar.

*** Editiert von Mephisto ***

Quelle: "Vorschriften zur Darstellung chemischer, pharmazeutischer und phytochemischer Präparate", I. Band:  Anorganisch-chemische Präparate, C. A. Rojahn, Deutscher Apotheker-Verlag, Berlin 1936, Seite 44
Link: http://digisrv-1.biblio.etc.tu-bs.de/dfg-files/00037839/DWL/00000045.pdf

Karma -1 an Florian98 da nach einer Frist von einer Woche die Quelle nicht nachgetragen wurde.

[Heuteufel]

Kaliumchlorat hast du - welch ein Graus ....

Wie mache ich nun aus Kaliumchlorat Kaliumperchlorat ??? ... Fragen gibt es ... (Warum bohre ich mir nicht ein Loch ins Knie und gieße Milch hinein ...?)

Wenn du noch ein überdurchschnittliches Budget verfügst, und eine zigtausend teure Chemieanlage, so sollten wir uns vorher unterhalten ob wir für die Oxidation anstelle Kaliumpermanganat andere Verbindungen nehmen sollten. Wir könnten noch spaßeshalber andere unsinnige Zwischenreaktionen einbauen um Kaliumperchlorat zu gewinnen (alles was das Budget hergibt). Ich verlange aber als Entlohnung ein fürstliches Beraterhonorar.

@Florian98: Ich habe auch meine Zweifel, ob sich eine chemische Oxidation von Chloraten zu Perchloraten lohnt, aber das ist kein Grund beleidigend zu werden. Theoretisch interessant ist es auf jede Fälle.

@Höllenfledermaus:

Nur um mal einen Impuls zu geben: Es gibt die sogenannte "Persulfat-Methode" zum Nachweis von Mangan. Es ist belegt, dass katalytische Mengen Ag⁺ hierbei die Reaktionsgeschwindigkeit der Oxidation von Mn²⁺ zum Permanganat stark erhöhen: http://link.springer.com/article/10.1007/BF01355623.
Ich denke, es könnte sich lohnen, auszuprobieren, was unter den im verlinkten Paper verwendten Reaktionsbedingungen mit Chlorat passiert. Ausserdem gibt es ja noch die von Mephisto genannte Methode mit Bleidioxid, die ja scheinbar sehr gut funktionniert (stöchiometrische Mengen PbO₂ einzusetzen erscheint mir nicht wesentlich unökonomischer als der Einsatz einer stöchiometrischen Menge Kaliumpermanganat).