Bleiacetat aus Bleimetall

[Hyperion]

Fuer die Produktion von Bleisalzen aus Bleimetall gibt es verschiedene Methoden.
In den Buechern ist hauptsaechlich von Bleiaufloesung in Salpetersaeure (unter Produktion von NO_x Gasen, wie z.B. auch bei Kupfer) zu lesen, diese Methode hat aber den Nachteil, dass HNO₃ meist nicht so leicht erhaeltlich ist und oft fuer andere nuetzlicherere Zwecke verwendet werden kann.
Man kann auch Bleiazetat ueber die PbO/Essigsaeure (HAc) Route (Pb + KNO₃ Hitze PbO + KNO₂, PbO + 2 CH₃COOH (HAc) PbAc₂ + H₂O) herstellen, was aber wiederum eher wertvolles Kaliumnitrat benoetigt, und zudem ist es eher aufwaendig groeßere Mengen an Bleisalz auf diesem Wege herzustellen.
Inzwischen hoerte ich auch von einer anderen recht nuetzlichen Methode, naemlich Blei in konzentrierter Essigsaeure in Gegenwart von Wasserstoffperoxid aufzuloesen. Diese Methode wird vielleicht bei spaeterer Gelegenheit dokumentiert.
Die hier 'entwickelte' Methode benoetigt leicht erhaeltliche Materialen, und basiert auf der elektrochemischen Umsetzung von Kupferazetat (CuAc₂) mit Blei zu Kupfermetall und Bleiazetat (PbAc₂).

• Zuallererst wird normaler Kalk, CaCO₃ (eine abgewogene Menge, siehe unten), in Essig (25% Konzentrat, erhaeltlich in normalen Drogerien, z.B. Muellermarkt) aufgeloest, bis sich kein weiterer Kalk mehr loest.
• Die entstandene konzentrierte Kalziumazetatloesung wird filtriert, und mit einer stoechiometrischen Menge Kupfersulfat, CuSO₄, welches in warmem destilliertem Wasser geloest wurde, versetzt. Letzteres ist oft in Gartenmaerkten erhaeltlich. Hier formt sich Kupferazetat und Kalziumsulfat, und letzteres prezipitiert und kann abfiltriert werden.
• Anhand der Reaktionsgleichung und der bekannten Menge CaCO₃ koennen die noetigen Mengen von CuSO₄ berechnet werden:
  CaCO₃ + 2 CH₃COOH Ca(CH₃COO)₂ + H₂O + CO₂
  Ca(CH₃COO)₂ + CuSO₄ CaSO₄ + Cu(CH₃COO)₂.
• Bei Zugabe der Kupfersulfatloesung zur CaAc₂-Loesung verfaerbt sich die Mischung augenblicklich wunderschoen tuerkisgruen-weiss, und weisses CaSO₄ setzt sich beim Stehen aus.
• Letzteres wird abgefiltert, und der grosse Filterkuchen wird mehrfach mit kaltem destilliertem Wasser gewaschen, und mit dem Filtrat vereinigt. Am Ende kann der Filterkuchen auch mit mehreren Tuechern ausgepresst werden. Geloestes Kalziumsulfat im Filtrat spielt wegen der geringen Loeslichkeit selbst bei Litermengen eine eher kleinere Rolle (0.24 g/100 mL bei 20 °C).
• Kupferazetat loest sich maeßig (7.2 g/100 mL in kaltem Wasser), und kristallisiert im Filtrat in wunderschoenen feinen tuerkisgruenblauen glitzerneden Kristallen aus (siehe Bild, die Farbe entspricht leider nicht der der echten Kristalle. Leider waren auch keine groeßeren Kristalle zu finden, sonst waere CuAc₂ ein tolles Kristallisationssubstrat).
  kupferacetat.jpg (37.55 KB . 400x417 - angeschaut 2098 Mal)
• Nun wird zu der Kupferazetatloesung Blei gegeben, in Form von Bloecken wie im Bild,
  bleiblock.jpg (31.44 KB . 400x420 - angeschaut 1898 Mal) oder als Granulen, welche man erhaelt, in dem man fluessiges Blei in Wasser giesst. Als Regel: Je feiner das Blei, umso schneller findet die Umsetzung zu Bleiazetat und solidem Kupfer stat. Hier wurden direkt Bloecke wie im Photo verwendet, die Gesamtmenge entsprach ueber 5 kg, und war mit Absicht weit der vorhandenen Menge an CaAc₂ im Ueberschuss. Reaktionsgefaeß war ein 10 l Wassereimer mit ca 5-6 Litern Fluessigkeit.
  Reaktionsgleichung:  Cu(CH₃COO)₂ + Pb Pb(CH₃COO)₂ + Cu
• Mit diesen Bleibloecken brauchte die Reaktion 8 Wochen, und das Ende der Reaktion zeigte sich dadurch, dass die Loesung klar und durchsichtig wurde. Wegen Absetzung von unloeslichem weißen Material (basische Bleisalze) an den Gefaeßraendern wurde oefter mehr Essigsaeure dazugegeben, um diese aufzuloesen. Umruehren war prinzipiell nicht noetig, und trotz Ablagerung von solidem Cu auf den Bleibloecken ging die Reaktion schoen weiter. Nebenbei - die Umsetzung ist 100%ig, denn durch die Unloeslichkeit von Cu-Metall in H₂O wird das Reaktionsprodukt Cu aus dem Gleichgewicht entfernt.
• Nach Beendigung der Reaktion wurde die rohe Bleiazetatloesung durch Kochen konzentriert (Loeslichkeit 60g/100 mL), und filtriert (es blieben ueber 2 Liter). Diese wurde dann einfach bei Raumtemperatur stehengelassen, und ueber den Zeitraum von mehreren Wochen verdunstet. Ausfallende Bleiazetatkristalle (siehe Bild) wurden bei gewisser Groesse gesammelt.
  eintrocknen.jpg (161.53 KB . 800x694 - angeschaut 2199 Mal) Auch hier wurde immer wieder HAc dazugegeben, um die Loesung sauer zu halten.
• Trotz dieser Behandlung fielen auch große Mengen einen unloeslichen Substanz an (PbO, basische Azetate und Karbonate; siehe obiges Bild, hier sind auch schoen die Kristalle in der Mitte zu erkennen), welche aber mit mehr HAc geloest werden konnten.
• Zudem bildeten sich auch Kristalle unbekannter Natur, zum einen eine eher graue kristallartige Substanz (siehe Bild, ober Haelfte)
  gruengelb.jpg (199.58 KB . 800x964 - angeschaut 2122 Mal) und schoene gelbe harte Kristallblumen (untere Haelfte). Bei beiden weiss ich nicht, um was es sich handelt. Auch fanden sich dunkelrote kristallartige Ablagerungen, an sich kann das nicht Kupfer sein, da das natuerlich davor abgefiltert wurde. Moeglicherweise sind diese Kristalle Oxide/Hydrate/Karbonate/Azetate anderer Elemente, welche in kommerziellem Gewichtsblei zu finden sind? 
• Insgesamte Ausbeute: 1.5 kg schoenste Bleiazetat-3-hydrat Kristalle - mit einfachsten Ausgangsstoffen, und einer netten Reihe von Umsetzungen!
  bleiacetat.jpg (62.49 KB . 800x575 - angeschaut 2368 Mal)

Lagerung: Bleiazetatkristalle formen leider mit der Zeit an der Oberflaeche basische Hydroxy/Karbonat Verbindungen, welche unloeslich und weiss sind und einen milchigen Film bilden- daher umbedingt im verschlossenen kleinstmoeglichen Kontainer aufbewahren. Auch sind demnach groessere Kristalle besser lagerfaehig (daher ruhig die Zeit nehmen um grosse Kristalle zu erhalten), einfach weil die Oberflaeche im Verhaeltnis zur Masse geringer ist.

[Phil]

Interessant zu wissen: 
Blei von Autobatterien enthalten geringe Mengen von (Selen?) und Arsen.
Auch die Kugeln von Kanonen, Pistolen und Gewehren.
Das As gibt eine bessere Fliesfähigkeit, so können ganz dünne Bleiplatten gegossen werden, wie sie eben in Nasszellen üblich sind.
Je nachdem woher Du Dein Blei hast, wäre es möglich dass Du die genannten Azetatverbindungen erhalten hast.
Hast Du die Verunreinigungen noch? 
Übrigens ist das eine schöne interessante Synthese, sie gefällt mir.
+2Karma für Dich. 

[Gärröhrchen]

Guten Abend!

Frage:

Lässt sich das CuAc2 ersetzen? z.B. durch das NaAc?

Was passiert wenn man das Cu Salz weglässt?

Entsteht dann kein Acetat durch die Essigsäure?

Könnte man statt Bleiblöcken das Innere einer verbrauchten Bleibatterie hernehmen?

Sollte denke ich Blei / Bleioxid / Bleisulfat drin sein oder verwechsle ich etwas?

MfG

[Mephisto]

Mit Natriumacetat wird die Reaktion nicht funktionieren; es wird nichts geschehen. Hierbei handelt es sich nämlich um eine Redox-Reaktion: Cu(OAc)₂ + Pb → Pb(OAc)₂ + Cu. Das Prinzip: Das Metall des Metallsazles (hier Acetats) muss edler sein, als das elementare Metall (hier Blei) das oxidiert werden soll, wobei das eingesetzte Metallsalz selbst reduziert wird. Da Blei in der Spannungsreihe relativ edel ist, funktionieren nur edlere Metallsalze wie Cu-, Ag-, Hg-Acetate um aus Blei das Bleisalz zu erhalten.

Nebenbei: OAc = Acetat ; Ac = Acetyl

[110Darmstadtium]

Man könnte das ganze, wenn man etwas mehr Zeit aufwenden will, natürlich vereinfachen, indem man massives Kupfer in Essigessenz (aus dem Supermarkt) gibt und reagieren lässt. Kupfer reagiert nur sehr langsam mit Essig deswegen müsste man einige Wochen mehr Zeit beanspruchen.

[Phil]

Man könnte das ganze, wenn man etwas mehr Zeit aufwenden will, natürlich vereinfachen, indem man massives Kupfer in Essigessenz (aus dem Supermarkt) gibt und reagieren lässt. Kupfer reagiert nur sehr langsam mit Essig deswegen müsste man einige Wochen mehr Zeit beanspruchen.

Schau mal da: http://forum.lambdasyn.org/index.php/topic,1275.msg6832.html#msg6832

[Rückert]

Hallo,

ich habe versucht, Bleiacetat mit Essigsäure und Wasserstoffperoxid herzustellen. Das Blei löste sich schnell auf, jedoch flockte in großen Mengen ein weißer Niederschlag aus, von dem ich nicht weiß, um was es sich handelt.

Eine Idee wäre Bleicarbonat, was laut Wikipedia in wässriger Bleiacetatlösung entstehen soll. Eine andere ist Bleiphosphat, da dem Wasserstoffperoxid als Stabilisator Phosphorsäure zugesetzt war. Dafür würde auch sprechen, dass sich der Niederschlag auch bei erneuter Zugabe von Essigsäure nicht auflöste, was beim Carbonat ja eigentlich der Fall sein müsste.

Was meint ihr? Wie könnte ich nun das Bleiacetat gewinnen? Einfach mit Wasser extrahieren, alle anderen möglichen Bleisalze sind in Wasser ja kaum löslich. Und wie könnte ich, insbesondere falls es sich bei dem Niederschlag um Bleiphosphat handelte, daraus weiteres Bleiacetat gewinnen?

Vielen Dank!

[Phil]

Hm ich weis leider nicht ob die Phosphor oder essigsäure stärker ist, schau mal den pks Wert der beiden Säuren an, die stärkere verdrängt die schwächere aus dem Salz. Eventuell ginge auch das Anhydrid.

[Heuteufel]

Hm ich weis leider nicht ob die Phosphor oder essigsäure stärker ist, schau mal den pks Wert der beiden Säuren an, die stärkere verdrängt die schwächere aus dem Salz. Eventuell ginge auch das Anhydrid.

So einfach ist das nicht. Da spielt auch die Löslichkeit (resp. die Gitterenergie) der Verbindung eine Rolle, etc. Viele Salze muss man aufschließen um sie überhaupt in Lösung zu bekommen.

Eine Idee wäre Bleicarbonat, was laut Wikipedia in wässriger Bleiacetatlösung entstehen soll. Eine andere ist Bleiphosphat, da dem Wasserstoffperoxid als Stabilisator Phosphorsäure zugesetzt war. Dafür würde auch sprechen, dass sich der Niederschlag auch bei erneuter Zugabe von Essigsäure nicht auflöste, was beim Carbonat ja eigentlich der Fall sein müsste.

Stimme zu! Probier doch mal einfach vom dem Niederschlag abzufiltrieren und wiege den getrockneten Niederschlag. Das sollte ja nicht so viel sein, schließlich ist das Wasserstoffperoxid nur mit geringen Mengen Phosphorsäure/Phosphat stabilisiert. Falls doch, gibt es ein anderes Problem. Das Chlorid und das Sulfat sind auch nicht sehr löslich, aber auch davon sollten keine größeren Mengen entstehen. Was hast Du als Blei-Quelle verwendet?

Mit dem Bleiphosphat würde ich nichts machen... das ist die Mühe sicher nicht wert! 

Hier noch ein Zitat von "garage chemist" von Sciencemadness (http://www.sciencemadness.org/talk/viewthread.php?tid=5490):

A few weeks ago I made a good sized quantity of lead acetate.
It was created by dissolving lead in a mixture of acetic acid (ca. 25% concentration) and H2O2.
The acetic acid must be present in considerable excess, since the mixture must never be allowed to become basic (the H2O2 would decompose violently and splash around the solution).

Lead sheet is added to an excess of 25% acetic acid, heated to nearly boiling and 30% H2O2 slowly dripped in, under constant stirring. The lead is dissolved rapidly, without gas evolution (only a very small amount of oxygen is generated).
The solution is then decanted, while still hot, from a small amount of undissolved lead and carefully evaporated in a warm place (don't boil the solution!), like on the heater in your room. A pleasant fragrance of acetic acid will fill the house during the process.