Synthese von Calciumsulfit Dihydrat und wasserfrei (CAS: 10257-55-3;10035-03-7)

[Höllenfledermaus]

COMPOUND DATA:
IUPAC: calcium sulfite
Formula: CaSO₃
CAS: 10257-55-3 Wasserfrei / 10035-03-7 Dihydrat
Mass: 120.141
Density: 3.33 g/cm^3
Melting Point: 600°C
Water Solubilty: 0.25g/L
GHS: None


Durchführung: In einem 500 ml-Becherglas werden 38 g wasserfreies Natriumsulfit (300 mmol; 1 Äquivalent; leichter Überschuss)  in 250 ml Wasser gelöst. Parallel dazu werden in einem 250 ml-Becherglas 34 g wasserfreies Calciumchlorid (300 mmol; 1 Äquivalent) in 80 ml Wasser gelöst. Nun wird die Calciumchloridlösung unter Rühren zur Natriumsulfitlösung gegeben. Dabei fällt Calciumsulfit in Form des Dihydrats aus. Dieses kann nun abgefiltert und getrocknet werden.
Optional kann es jetzt noch durch erhitzen auf 150 °C zur wasserfreien Form dehydriert werden.
Die Ausbeute beträgt etwa 30 g, was nahezu quantitativ ist.

Reaktionsschema: Na₂SO₃ + CaCl₂ --> CaSO₃ + 2NaCl

Quelle: Ansatz: Heuteufel; Berechnungen, Durchführung und Fotos: Höllenfledermaus

Anmerkungen: Leider gab es beim Filmen ein Problem mit dem Autofokus, sodass ich nur brauchbare Bilder vom fertigen Produkt habe. Dafür werde ich aber bei der folgenden Reduktion von Nitrat bessere Fotos sowie ein Video veröffentlichen. 
Ich habe klassische Filtration angewandt, da ich derzeit keine Vakuumpumpe besitze. Das ganze dauerte relativ lange, auch nach einigen Stunden war der Filterkuchen immer noch ein nasser Schlamm, sodass ich zuerst mit etwas Hitze "nachgeholfen" habe, um das Trocknen zu beschleunigen. Dann wurde es Auf einem neuen Filter in einem warmen Raum fertig getrocknet.

Fotos: Ich habe gerade bemerkt, dass ich den Thread nicht mit Fotos schreiben kann. Nach dem Hochladen kommt der Fehler: "Ihre Sitzung ist abgelaufen. Bitte senden Sie Ihren Beitrag erneut."
EDIT: Problem behoben, danke an Phil!

php08FD9PPM.jpg (70.59 KB . 600x337 - angeschaut 760 Mal)

phpTMAI1aPM.jpg (37.16 KB . 600x337 - angeschaut 736 Mal)

phpSmTkcIPM.jpg (41.1 KB . 600x337 - angeschaut 772 Mal)

_{Edit. Phil habe die Zahlen tiefer gestellt}

[Phil]

Hey freut mich das es gefunzt hatte  wie ist die Reinheit?

[Höllenfledermaus]

Die genaue Reinheit kann ich nicht bestimmen, allerdings ist das Produkt völlig wasserunlöslich, was es ja von den Edukten unterscheidet. Insofern gehe ich von einer sehr hohen Reinheit aus.

[Heuteufel]

Ein schöner Beitrag! 

Hast du das Produkt irgendwie gewaschen, um das NaCl möglichst vollständig zu entfernen?

Ich habe eigentlich fast nix zu meckern, aber ein paar kleine Vorschläge, wie du den Beitrag noch besser machen kannst, habe ich dennoch. Der Reihenfolge nach, wie ich es am wichtigsten finde:

1) Du hast für den Ansatz ja ausgerechnet, wie viel mmol und Äquivalente du jeweils verwendet hast. Wenn du diese Informationen mit in den Beitrag schreibst, spart das anderen Leuten Mühe und macht das Ganze besser nachvollziehbar. Hier ist die Form "XX g wasserfreies Natriumsulfit (YY mmol, ZZ equiv.)" üblich.

2) Die Ziffern in den Summenformeln tiefzustellen macht fast keine Mühe (sub-Button) und es sieht viel besser aus.

3) Fehlende Leerzeichen: 500 ml und 38 g und 150 °C etc. ...in der Regel macht man das so und es sieht auch besser aus.

Details zur Filtration z.B. (ging es leicht, oder gab es Probleme, etc.) sind oft interessant für Leute, die das Ganze nachkochen wollen, aber kein Muss...

Aber wie gesagt, gefällt mir, auch von der Form! 

[Höllenfledermaus]

Ich habe jetzt den Beitrag bezüglich dieser Punkte nochmal überarbeitet, allerdings ist mir Phil beim Tiefstellen der Zahlen zuvorgekommen. 
Gewaschen habe ich es nicht, aber nach dem Zusammengießen noch längere Zeit gerührt, sodass ich von einer fast vollständigen Lösung des Kochsalzes ausgehe. Allerdings ist wohl, da ich etwas ungeduldig war, doch etwas NaCl hereingeraten, als ich es zum schnelleren Trocknen etwas erhitzt habe, wobei ja das Wasser verdunstet ist und das Salz wohl übrig blieb... Waschen wäre sicherlich eine gute Idee gewesen. Vielleicht sollte ich demnächst etwas mehr Geduld walten lassen. 

[Heuteufel]

Sehr schön! 
Ich denke auch nicht, dass NaCl bei der nachfolgenden Reaktion stören wird... höchstens indem es das Natriumnitrit verunreinigt. Aber das wird sowieso nicht 100 % sein (was kein Problem ist, solange man den Nitrit-Gehalt kennt). Das sind übrigens Fragestellungen, mit denen du dich vielleicht auch schon beschäftigt hast: Wie nachweisen, dass überhaupt Nitrit entstanden ist? Wie den Gehalt an Nitrit durch Titration möglichst eindeutig bestimmen? Ich selbst weiß nicht, was die beste Methode ist, aber du kannst ja mal recherchieren und auch gerne die möglichen Alternativen hier im Forum diskutieren. 

[Höllenfledermaus]

Sorry für die späte Antwort, hatte deinen Beitrag ganz übersehen. Eine einfache Methode wäre das kombinieren einer zu bestimmenden NaNO2-Lösung und einer Silbernitratlösung. Das entstehende unlösliche Silbernitrit kann abgefiltert und gewogen werden. Was hältst du davon? Diese wäre allerdings nur für NaNO3-Verunreinigungen brauchbar, nicht für NaCl. Das kann man allerdings vorher rauswaschen aus dem CaSO3.

[Heuteufel]

Es gibt sicher präzisere Methoden, aber einfacherer und besser geht es wohl kaum. Gute Idee!  Dadurch, dass Calciumsulfit und Calciumsulfat so schwer löslich sind, ist Nitrat möglicherweise tatsächlich die einzig relevante Verunreinigung. Eine Problem könnte die Präzision deiner Waage sein. Du wirst ja wohl kaum mehrere Gramm Ag-Salz fällen (wegen dem Preis) und wenn deine Waage z.B. einen Fehlerbereich von +-0.2 g hat, wird deine Bestimmung sehr unsicher.

Wenn du die Chemikalien/Lust hast, kannst du auch die oxidativen oder reduktiven Eigenschaften von Nitrit ausnutzen um es zu titrieren:
Sprich z.B. Manganometrie wenn du es oxidierst: http://www.chids.de/dachs/expvortr/540Lebensmittelkonservierung_Pflaeging_Scan.pdf (Vorschrift für Nitrit Seite 15-16 (resp. 16-17 vom pdf)).
Iodometrie wenn du die oxidierenden Eigenschaften ausnutzt: http://illumina-chemie.de/grundlagen-der-iodometrie-t3679.html (im Link als Beispiel die Bestimmung von Fe³⁺, Nitrit geht vermutlich analog).

Dann kannst du im Optimalfall die Ergebnisse vergleichen, und wenn sie ähnlich sind, darfst du dich freuen und wenn nicht, weißt du, dass irgendwo der Wurm drin ist. 

PS: Es ist eine gute Idee eine Analyse (mindestens) 2 Mal zu machen: das verringert die Wahrscheinlichkeit, dass man ein Mal eine Dummheit gemacht hat, und auch den statistischen Fehler. Wenn beide Werte ähnlich sind: Mittelwert bilden, wenn nicht, noch eine Bestimmung machen.

PPS: Plastikspritzen mit genauer Gradierung (z.B. die 1.0 ml Spritzen) können als billige Alternative für eine Bürette verwendet werden.

[Höllenfledermaus]

Nun, ich habe noch haufenweise Silbernitrat, das ich nie gekauft habe  (als Altbestand gefunden). Insofern ist das kein Problem, meine Waage sollte auch einen max. Fahler von 0.05 g haben, wenn man den Herstellerangaben trauen kann.
Das mit den Spritzen ist ein guter Tipp, müsste ich noch einen ganzen Karton voll irgendwo rumliegen haben  Ich werde auch bald dazu kommen, den Versuch durchzuführen, habe momentan noch mit anderen Dingen zu tun.

[Heuteufel]

meine Waage sollte auch einen max. Fahler von 0.05 g haben, wenn man den Herstellerangaben trauen kann.

Dann ist ja alles in Butter. Ich habe selbst jahrelang eine Waage für Lebensmittel verwendet, die nur eine Nachkommastelle im Gramm Bereich angezeigt hat, weil ich mich gescheut hab den Preis für eine Analysewaage zu zahlen und immer gedacht hab, ich warte noch ein wenig und dann kaufe dann eine richtig gute Waage (was ich auch vor einiger Zeit getan hab). Dachte mir, ich bin vielleicht nicht der Einzige. 

Ich werde auch bald dazu kommen, den Versuch durchzuführen, habe momentan noch mit anderen Dingen zu tun.

Bin gespannt. Etwas Salzsäure im Reagenzglas zutropfen und schauen, ob sich Stickoxide bilden, ist übrigens auch ein Nachweis, der zwar nicht quantitativ dafür aber fotogen ist. Ebenso die Bildung eines Azofarbstoffs.

[Höllenfledermaus]

Hallo, ich habe jetzt endlich Zeit gehabt, die Reaktion durchzuführen. Ich muss ich den Versuch allerdings leider als Fehlschlag verbuchen.

Es wurden 25 g Calciumsulfit mit 13 g Natriumnitrat vermengt und zusammen im Mörser zerkleinert. Diese Mischung wurde in eine Weißblechdose gefüllt und langsam auf einer Heizplatte erhitzt, jedoch nicht über 250 °C. Nach 10 Minuten wurde der Inhalt der Dose in 500 ml kaltes, dest. Wasser gegeben und umgerührt. Es wurde gefiltert und das Filtrat eingeengt und auskristallisiert.
Die trockenen Kristalle zeigten mit konz. Salzsäure nur eine sehr schwache Gasentwicklung. Die Silbernitrat-Probe habe ich noch nicht durchgeführt, allerdings verspreche ich mir davon auch nicht mehr allzu viel. Mit Zucker vermischt verbrennt das Produkt mit einer Stichflamme, was den Verdacht erweckt, dass es sich noch immer um NaNO₃ handelt.

Vielleicht habe ich nicht hoch genug erhitzt? Ich denke, das ist die wahrscheinlichste Erklärung. In jedem Falle möchte ich aber bald eine andere Art der Nitritherstellung versuchen. Ich denke an diesen Ansatz: http://www.sciencemadness.org/talk/viewthread.php?tid=52 (Siehe zweiten Post auf der Seite; Von Calciumcarbonat ausgehend.)
Die Reaktionsgleichung wäre folgende: 2 (NH₂)HSO₃ + 2 CaCO₃ + 3 NaNO₃ --> 2 CaSO₄ + 3 NaNO₂ + 3 H₂O + N₂ + 2 CO₂
Das hätte den Vorteil, dass man durch die Gasentwicklung sehr gut sieht, ob die Reaktion stattfindet.

Was meint ihr?

Viele Grüße
Höllenfledermaus

[Heuteufel]

Die trockenen Kristalle zeigten mit konz. Salzsäure nur eine sehr schwache Gasentwicklung.

Du konntest braunes Gas sehen resp. Stickoxide riechen? KI-Stärke Papier kann dir auch geringe Mengen NOx anzeigen, wenn du keine Geruchsprobe machen möchtest.

Mit Zucker vermischt verbrennt das Produkt mit einer Stichflamme, was den Verdacht erweckt, dass es sich noch immer um NaNO3 handelt.

Ich glaube, das Nitrit tut das auch, sogar noch heftiger. 

jedoch nicht über 250 °C.

Wie und wo hast du die Temperatur gemessen?

Vielleicht habe ich nicht hoch genug erhitzt?

Ganz eindeutig ja. Hattest du eine Schmelze? Du brauchst eine Schmelze, denke ich.

In jedem Falle möchte ich aber bald eine andere Art der Nitritherstellung versuchen.

Du versuchst eine Reaktion, über die nicht viel bekannt ist, da brauchst du mehr als einen Versuch! Wirf doch nicht gleich das Handtuch. Du kannst die andere Reaktion auch gerne versuchen, aber die erste Variante hast du bis jetzt ja noch nicht mal richtig ausprobiert. 

Ich habe keine Literaturrecherche gemacht, aber ich schlage folgendes Vorgehen vor:
1) Viel kleinere Mengen; arbeite in einem Reagenzglas, dann siehst du, was passiert. Ich würde für den ersten Versuch einfach mit dem Bunsenbrenner so erhitzten, dass das Gemisch gerade flüssig bleibt. Es kann sein, dass die Reaktion deutlich länger als 10 min braucht. Wenn du die Temperatur kontrollieren kannst, würde ich eine Temperatur zwischen 307 °C (Smp. Natriumnitrat) und 320 °C (Zersetzung Nitrit) versuchen.

2) Wenn du bis eine gute NOx Entwicklung erreicht hast, kannst du die Reaktion optimieren indem du bei den kleinen Reagenzglasversuchen jeweils einen Reaktionsparameter änderst und dann die Menge an Nitrit durch Fällung oder Titration bestimmt.

3) Jetzt ist es Zeit für einen grossen Ansatz! 

Vergiss nicht, dass du hier Pionierarbeit leistest! Das ist nie einfach, aber dafür ist es auch ein besonders schönes Gefühl, wenn man es geschafft hat so eine "neue" Reaktion zu entwickeln. 

[Stepfan]

Ich kann mich Heuteufel nur anschließen, ich würde nicht direkt aufgeben wenn es mal nicht klappt. Du könntest da einer sehr leichten Nitridarstellung auf der Spur sein
Könntest ja auch mel verschiedene Variationen ausprobieren, ob es mit Kaliumnitrat besser funktioniert, inwiefern Schwermetallverunreinigungen die Reaktion beeinflussen etc.
Viel Glück bei weiterem forschen 

Edit: Du schreibst dass das Calciumsulfit Dihydrat zum wasserfreien Calciumsulfit "dehydriert" werden kann, ich denke dehydratisiert wäre hier das besser Wort.

[Höllenfledermaus]

Vielen Dank für's Mutmachen! Ich denke, ich werde auf jeden Fall noch einmal Calciumsulfit herstellen und den Versuch noch einige Male wiederholen. 

Ich habe die Temperatur mit einem Strahlungsthermometer überprüft, das allerdings nur bis 250 °C geht, sodass ich die Temperatur leicht darunter gehalten habe.
Dass Zucker mit Natriumnitrit reagiert, war mir neu. Habe es aber gerade auf YouTube gesehen: https://www.youtube.com/watch?v=daHXGM_adSA

@Stepfan: Du hast Recht, "dehydrieren" heißt Abspalten von Wasserstoff. Das scheinen aber auch viele Quellen zu verwechseln... Wenn ein Moderator das liest, kann er's ja vielleicht ändern.

[Höllenfledermaus]

So, ich habe jetzt das Sulfit nochmals hergestellt und diesmal ein Video aufgenommen: https://www.youtube.com/watch?v=BuP36hbTyZI
Ich werde mich dann bald mal daran machen, weitere Versuche damit durchzuführen und hier berichten.

[Heuteufel]

Schönes Video!

In a future video, I will show how to prepare nitrites with that stuff.

Das nenn ich mal eine Ansage!   

[Höllenfledermaus]

Ja, ich werde mich jetzt definitiv mal ausgiebig damit beschäftigen und hoffentlich zu einem zufriedenstellenden Ergebnis kommen. 

Und ich hoffe, ihr verzeiht mir den nicht ganz sterilen Arbeitsort sowie den improvisierten Magnetrührer. 

[Heuteufel]

Der Magnetrührer hat mir gut gefallen! Ich freue mich immer, wenn ich sehe, dass Leute nach Lösungen suchen und nicht aufgeben, sobald sie auf Probleme stoßen. Es gibt sinnvolle Improvisationen und schwachsinnige. Deinen Magnetrührer finde ich sinnvoll (auch wenn er wohl leider nicht heizt).

[Höllenfledermaus]

Nein, eine Heizung hat er leider nicht, aber dafür konnte ich mir leicht mithilfe eines Potentiometers eine stufenlose Drehzahlsteuerung bauen. 

[Gaswaschflasche]

Hallo,
ich schließe mich Heuteufel an, toller Rührer! Leider frage ich mich, für was du bei diesem Versuch Handschuhe trägst (zumindest im Video)...
Was jetzt in diesem Fall weniger schlimm ist, aber bei org. Synthesen unschön ist, ist das Vereinigen der beiden Lösungen. Kann zu komischen Kristallen mit hässlichen Einschlüssen führen.
Aber wie gesagt, bei diesem Versuch weniger relevant!

Toller Versuch, weiter so!

Mit freundlichen Grüßen
Gaswaschflasche

[Höllenfledermaus]

Was ist denn mit den Handschuhen?

Das Vereinigen führte in diesem Fall zu sehr schönen, kleinen rein-weißen Kristallen. Es gab also in diesem Fall keine Probleme damit, aber ich merke es mir für weitere Versuche. 

[Gaswaschflasche]

Meines Wissens nach sind alle verwendeten Substanzen absolut unproblematisch. Daher ist das Tragen von Handschuhen (sind das KCL Carmatril?) nicht nötig. So verteilst du schlimmstenfalls überall Substanz, ohne es zu merken...
Sieh doch auf der Seite des Herstellers der Handschuhe nach einer Permeations-Tabelle, da kannst du sehen wie lange deine Handschuhe einer gewissen Substanz ,,stand halten können,,. (Muss man leider beantragen)
Bei diesem Versuch ist es genauso - wie die Kristallisation - weniger kritisch. Ich finde es gehört zur guten Arbeitspraxis im Labor zu wissen wie und wann ich Handschuhe trage -  genau wie man immer eine Schutzbrille tragen sollte.

[Höllenfledermaus]

Nun, normalerweise trage ich auch meist keine Handschuhe, ich wollte hier nur mal ein Vorbild sein.  Dass es nicht nötig ist, weiß ich auch.

[Höllenfledermaus]

So, nach längerer Pause (viel zu tun) melde ich mich hier mal wieder. Ich habe jetzt in den Tiefen meines Kellers einen (ur)alten elektrischen Brennofen entdeckt, der zum Schmelzen von Gold vorgesehen war und über ein mehr oder weniger genaues Thermostat verfügt. Ich führe momentan eine Versuchsreihe durch, in der ich Proben der Reaktionsmischung auf unterschiedlichen Temperaturen "brenne" und durch Zugabe von Salzsäure überprüfe, ob sich Nitrit gebildet hat. So kann ich dann die ideale Temperatur bestimmen.

Ich habe schon einen Versuch durchgeführt, bei dem ich das Ganze mit dem Brenner erhitzt habe, und es entstanden bei Zugabe von HCl große Mengen NO₂, prinzipiell funktioniert es also. Allerdings entstand beim Erhitzen auch schon etwas Stickstoffoxid, was auf eine Zersetzung hindeutet. Also versuche ich, das Ganze sauber mit dem Brennofen auf die richtige Temperatur zu erhitzen. Mit diesem habe ich bisher nur einen Versuch gemacht, und zwar bei 300 °C Anzeigetemperatur (wieviel es wirklich ist muss ich hinterher mit einem genaueren Thermometer mal messen). Das reichte aber wohl nicht aus, denn es wurde bei der Probe absolut kein NO₂ gebildet. (Oder die Temperatur war zu hoch und es hat sich alles wieder zersetzt, aber wenn dem so ist, finde ich das auch heraus.)

Übrigens bildet sich nichts, das man als Schmelze bezeichnen könnte, es wird lediglich etwas klebrig, da nur das Nitrat schmilzt und das CaSO₃ fest bleibt.

[Höllenfledermaus]

Hui, gleich zwei Karma-Punkte, welch Ehre! 
Danke, wer auch immer dafür verantwortlich war!

[Mephisto]

Den ersten Karma-Punkt habe ich verschlafen, daher kamen nun beide gleichzeitig. Ich nutze mal die Gelegenheit: Ich finde es wirklich gut, dass Du Dein Problem systematisch angehst, dran bleibst und versuchst es praktisch zu lösen. Leute mit guten Ideen gibt es hier einige; Du bist einer der wenigen, der seine Ideen auch umsetzt.

[Heuteufel]

Ich habe schon einen Versuch durchgeführt, bei dem ich das Ganze mit dem Brenner erhitzt habe, und es entstanden bei Zugabe von HCl große Mengen NO2, prinzipiell funktioniert es also.

Das sind hervorragende Neuigkeiten! Gute Arbeit! 
Meiner Erfahrung nach besteht der schwierigste Teil bei der Entwicklung einer neuen Reaktion darin, überhaupt erst mal sowas wie ein positives Ergebnis zu erreichen. Diese Hürde hast du ja schon mal überwunden. Jetzt musst du nur noch die Reaktion optimieren und die Ergebnisse veröffentlichen. Wenn du gewissenhaft dabei bist, kann ich mir gut vorstellen, dass auch andere Hobbychemiker diese Reaktion verwenden werden um Natriumnitrit herzustellen. 

Ich habe jetzt in den Tiefen meines Kellers einen (ur)alten elektrischen Brennofen entdeckt, der zum Schmelzen von Gold vorgesehen war und über ein mehr oder weniger genaues Thermostat verfügt. Ich führe momentan eine Versuchsreihe durch, in der ich Proben der Reaktionsmischung auf unterschiedlichen Temperaturen "brenne" und durch Zugabe von Salzsäure überprüfe, ob sich Nitrit gebildet hat. So kann ich dann die ideale Temperatur bestimmen.

Sehr schön, dass du die Reaktion so wissenschaftlich untersuchst! Ich kann mir vorstellen, dass es vielleicht interessant für andere Leute sein wird, zwei Vorschriften zur Verfügung zu haben: eine, welche der optimalen Vorgehensweise entspricht, und eine Low-Tech Variante (Erhitzen mit dem Bunsenbrenner, oder vielleicht sogar über glühender Holzkohle oder im Feuer) für Leute, die keine professionelle Ausstattung besitzen.

Übrigens bildet sich nichts, das man als Schmelze bezeichnen könnte, es wird lediglich etwas klebrig, da nur das Nitrat schmilzt und das CaSO3 fest bleibt.

Das ist gut zu wissen. Wie gesagt, ich habe nur vermutet, dass man über der Schmelztemperatur das Nitrats arbeiten muss; wie das Reaktionsgemisch bei dieser Temperatur aussieht, übersteigt selbst meine hellseherischen Fähigkeiten.  Die Sache ist die, dass reine Feststoffreaktionen in der Regel sehr langsam ablaufen (mehrere Tage oder  sogar Wochen), weil diese Reaktionen diffusionskontrolliert sind, und die Diffusion in Festkörpern sehr langsam erfolgt. Arbeitet man in Gegenwart einer flüssigen Verbindung, so können die Reaktanden in Lösung reagieren. Das heisst nicht, dass das ganze Reaktionsgemisch flüssig sein muss. Manchmal reichen zum Beispiel schon Spuren von Wasser aus, damit die Reaktionspartner in Lösung reagieren können und die Reaktionsgeschwindigkeit stark zunimmt.

[Höllenfledermaus]

Vielen Dank für das Feedback! Es kommt bald mehr, nächstes Wochenende führe ich weitere Versuche auf anderen Temperaturen durch und berichte dann hier über die Ergebnisse.

[Höllenfledermaus]

So, beim dritten Versuch der Reihe und bei einer Einstellung von 350 °C hatte ich jetzt Erfolg. Nachdem ich die gebrannte Reaktionsmischung in Wasser gelöst, filtriert und eingedampft hatte, erhielt ich ein fast weißes, ganz blass gelbliches Pulver. Es war gerade mal ein gehäufter Spatel voll, aber bei Zugabe von einigen Tropfen 30%iger HCl quoll das 100 ml-Becherglas förmlich über vor NO₂!

Jetzt werde ich den Versuch bei größerer Menge wiederholen und das ganze per Video festhalten. Anschließend werde ich noch den quantitativen Nachweis mit der Silbernitrat-Methode durchführen. Außerdem werde ich dann noch mit einem anderen Thermometer die Temperatur des Ofens messen, da ich der Anzeige nicht ganz traue.

Viele Grüße
-Höllenfledermaus

[Heuteufel]

Sehr schön!

ein fast weißes, ganz blass gelbliches Pulver

Genau so sieht mein gekauftes Natriumnitrit auch aus. Passt! 

[Höllenfledermaus]

Genau so sieht mein gekauftes Natriumnitrit auch aus.

Das ist gut zu wissen. Ich habe leider keine Möglichkeit, über ein Labor solche Chemikalien zu beziehen, und die ausländischen Shops, die auch an Privat verkaufen, sind leider sehr teuer
Aber zumindest in diesem Fall konnte ich das ja umgehen.

[Höllenfledermaus]

Ach ja, noch was: Kennt jemand hier einen Versuch zur Bildung eines Azofarbstoffes mit HNO₂ aus Nitrit? Ich habe bisher nur den mit Anilin gefunden, leider ist meine Flasche vor kurzem leer gegangen und ich kann im Moment keinen Nachschub besorgen. Gibt es da irgendeinen Farbstoff, der ohne Benzol(derivate) auskommt?

Viele Grüße
-Höllenfledermaus

[Höllenfledermaus]

So, es ist wieder etwas Zeit vergangen und ich habe das Video jetzt fertig: https://youtu.be/lWSVMSTDkn8 Ich hoffe, es ist gut geworden. 
Die Bestimmung des Nitritgehalts werde ich noch bei verschiedeben "Testgruppen" durchführen und vergleichen, das wird spätestens nächtes Wochenende folgen. Außerdem werde ich dann noch einen extra Thread für die Synthese verfassen und dort sowohl den "sauberen" Weg mit Ofen als auch den einfachen mit Bunsenbrenner reinschreiben. Bildmaterial habe ich ja jetzt genug.

Ich hoffe, ihr seid zufrieden mit meinen Beiträgen. Bei Anregungen, Vorschlägen etc. einfach schreiben!

Übrigens war der HCl-Test am Ende des Videos nicht so stark positiv ausgefallen wie bei einem anderen Sample, wo ich länger erhitzt hatte. Das steht auch im Video unter den Additional Notes und ich werde das anhand des Silbertests noch erörtern. Außerdem plane ich noch einen alternativen Syntheseweg über eine ethanolische NaOH-Lösung und Stickoxiden aus Kupfer und HNO₃. Was haltet ihr davon? Ich denke, das wäre auf jeden Fall einen Versuch wert.

EDIT: Vielleicht sollte man das mit der ethanolischen NaOH-Lösung auch verwerfen, da ja Nitrit auch in geringem Maße darin löslich ist. Dann kann ich auch gleich Wasser verwenden, und muß zwar eindampfen, habe aber eine bessere Ausbeute.

[Heuteufel]

Sehr schön! 
Die Bestimmung des Nitritgehalts ist auf jeden Fall noch ein wichtiger Punkt. Ich habe noch ein paar Anregungen. Ich schreibe jetzt mal einfach hin, was mir so durch den Kopf geht, das heisst nicht, dass ich die Sachen nicht gut finde, wie du sie gemacht hast.

- Natriumnitrit ist vor allen für die organische Chemie sehr interessant: Man braucht es zur Diazotierung (Azofarbstoffe, Japp-Klingemann-Reaktion, Sandmeyer-Reaktion etc.), zur Nitrosierung (Bildung von Ketonen oder Aminen nach Nitoso-Oxim Tautomerie z.B. http://forum.lambdasyn.org/index.php/topic,1320.0.html) zur Synthese von Aziden (Hydrazin(derivat) + Nitrit) und noch für viele andere Synthesen (Nitroalkane, Salpetrigsäureester, etc.).

- Wenn du etwas Nitrit vorlegst und dann wenig Salzsäure zutropft, glaube ich, kommt das besser rüber im Video. 

- Ausbeute auch in % nicht nur in Gramm. Ich frage mich: Warum ist sie wohl so niedrig?

Außerdem plane ich noch einen alternativen Syntheseweg über eine ethanolische NaOH-Lösung und Stickoxiden aus Kupfer und HNO3. Was haltet ihr davon? Ich denke, das wäre auf jeden Fall einen Versuch wert.

Ich würde Wasser, nicht Ethanol nehmen, ich befürchte Ethanol könnte dir unter anderem Nebenreaktionen geben. Das was du vorhast ist möglich, aber kompliziert. Um das zu verstehen, musst du dich mit der Chemie der Stickoxide befassen. Nur ein exaktes 1 : 1 Gemisch aus NO und NO₂ ergibt reines Nitrit. Der Grund ist, dass N₂O₃ das Anhydrid der Salpetrigen Säure ist und nicht NO oder NO₂. Falls du damit nicht vertraut bist: Lektüre - https://de.wikipedia.org/wiki/Distickstofftrioxid, https://de.wikipedia.org/wiki/Salpetrige_S%C3%A4ure, http://www.sciencemadness.org/talk/viewthread.php?tid=22988. Leider ergibt Kupfer + Salpersäure ein undefiniertes Gemisch an Stickoxiden (abhängig von der Temperatur und vor allem der Konzentration der Salpetersäure).

[Höllenfledermaus]

Ich würde Wasser, nicht Ethanol nehmen, ich befürchte Ethanol könnte dir unter anderem Nebenreaktionen geben.

Ja, hatte ich ja auch schon hinzugefügt (unter EDIT).

Das was du vorhast ist möglich, aber kompliziert. Um das zu verstehen, musst du dich mit der Chemie der Stickoxide befassen. Nur ein exaktes 1 : 1 Gemisch aus NO und NO2 ergibt reines Nitrit. Der Grund ist, dass N2O3 das Anhydrid der Salpetrigen Säure ist und nicht NO oder NO2.

Leider ergibt Kupfer + Salpersäure ein undefiniertes Gemisch an Stickoxiden

Nun, dass das Nitrit nicht rein sein wird, hatte ich auch schon vermutet. Allerdings könnte man es mit einer Silbernitratlösung vom Nitrat trennen, das AgNO₂ abfiltern und mit einer Natriumacetatlösung wieder zu Natriumnitrit konvertieren. Das nahezu unlösliche Silber(I)acetat kann man abfiltern und mit Salpetersäure wieder zu Silbernitrat "recyclen". Was hältst du davon?

Ich werde die Aubeute in % noch ausrechnen und zum Video sowie zur Synthese hier im Forum (wenn ich sie geschrieben habe) hinzufügen.

Vielen Dank auch für die vielen interessanten Links! Ich wollte schon immer mal die Synthese von Natriumazid über Hydrazinsulfat versuchen, vielleicht finde ich demnächst mal Zeit dazu.

EDIT: Ich habe gerade noch gelesen, dass 25%ige Salpetersäure das beste Gasgemisch für diese Reaktion liefern soll. Ich denke, in Verbindung mit der oben genannten Reinigungsmethode sollte man ganz gute Ausbeuten erhalten.

[Heuteufel]

Nun, dass das Nitrit nicht rein sein wird, hatte ich auch schon vermutet. Allerdings könnte man es mit einer Silbernitratlösung vom Nitrat trennen, das AgNO2 abfiltern und mit einer Natriumacetatlösung wieder zu Natriumnitrit konvertieren. Das nahezu unlösliche Silber(I)acetat kann man abfiltern und mit Salpetersäure wieder zu Silbernitrat "recyclen". Was hältst du davon?

Wiki sagt zu den Löslichkeiten: Silbernitrit: 2,75 g·l−1 bei 15 °C und Silberacetat 10,2 g·l−1 bei 20 °C. Also ähnlich löslich. Wenn du willst, dass deine Idee funktionniert, dann muss die Ag-Verbindung, die du ausfällen möchtest deutlich schwerlöslicher sein als Silbernitrit... alles eine Frage des chemischen Gleichgewichts. Sowas wie Silberiodid wäre gut (30 µg·l−1), vielleicht auch einfach Silberchlorid (1,88 mg·l−1). Das Ag-Halogenid kannst du dann z.B. mit Glucose und NaOH zum Ag reduzieren, und das dann mit Salpetersäure umsetzten. Wie gut sowas theoretisch geht, kann man problemlos mithilfe der Löslichkeitspotentiale berechnen. Ich bin aber zu faul dazu (zumindest im Moment). Vielleicht möchtest du es ja versuchen. 

Es ist auf jeden Fall keine schlechte Idee (abgesehen von den teuren Ag-Salzen, den giftigen NOx und dem allgemein grossen Aufwand). 

[Höllenfledermaus]

Tatächlich, das wäre wohl mit Chlorid oder Iodid besser. Das Chlorid könnte ich auch ohne Glucose-Reaktion einfach unter eine starke Lampe legen und das entstandene Silber in Salpetersäure auslösen. Mal sehen, ob ich das auch mal mache. Wenn ich diesen Versuch hier abgeschlossen habe, wollte ich eigentlich als nächstes Dichromate aus Chrom(III)oxid herstellen, auch ein interessanter Versuch mit vielen schönen Farbwecheln.

Also, am Wochenende kommt noch die Bestimmung des Nitritgehalts von dieser Probe und einer weiteren, die ich länger "brenne". Außerdem schreibe ich dann wie gesagt noch eine detaillierte Synthese als extra Thread. Die Ausbeute habe ich jetzt übrigens ausgerechnet, sie beträgt rund 35% basierend auf Nitrat. Ich habe diese Zahl auch schon zum Video hinzugefügt. Das ist ziemlich wenig, ich hatte meines Wissens nach schon mindestens doppelt so viel, als ich bei früheren Versuchen länger erhitzt habe (vielleicht hätte ich Protokoll führen sollen  ). Werde ich dann auch noch bei der nächsten Probe genauer bestimmen.

Übrigens, danke für den dritten Karma-Punkt!!!

[Höllenfledermaus]

Entschuldigt bitte, dass sich das Ganze noch etwas verspätet, bin leider unerwartet krank geworden (was allerdings nicht mit der Nitritsynthese zusammenhängt  ). Das Silbernitrit trocknet allerdings schon und ich kann es bald wiegen.

[Höllenfledermaus]

Jetzt habe ich endlich die Berechnungen fertig, ich denke die 10g AgNO₃ haben sich rentiert.  Das Nitrit aus dem Video hatte einen relativ geringen Nitritgehalt von ca. 20%, da es nicht lang genug im Ofen war und die Temperatur etwas zu hoch war. Das Nitrit, das ich 2h lang bei einer Temperatur von etwa 300 °C (genau gemessen) "gebrannt" habe, hatte eine Ausbeute von 80% und einen Nitritgehalt von 70%.

Somit ergeben sich folgende Ausbeuten an reinem Nitrit:
-7% beim 1. der oben beschriebenen Versuche
-55% beim 2. Versuch

Die Ausbeute und Reinheit beim Brennerversuch entspricht ebenfalls etwa der des 1. Versuches.

Fazit: Man darf auf keinen Fall zu hoch erhitzen, da die Ausbeute sonst sehr stark sinkt. Ideal sind meinen Versuchen zufolge 2h bei 300 °C. Außerdem muss sehr gründlich gemischt werden.

Ich hoffe, ihr seid mit meiner Arbeit zufrieden.

Viele Grüße
Höllenfledermaus

[Heuteufel]

Das hört sich doch gut an!