Trocknen von Feststoffen, Lösungen und Lösungsmitteln

Einführung in die apparativen Methoden in der Organischen Chemie
Ein Tutorial zum Organischen Praktikum als Hypertextsystem
Erstellt von P. Kreitmeier, Universität Regensburg, März 2001
basierend auf einem Skript von
S. Hünig, G. Märkl, J. Sauer, Universitäten Regensburg, Würzburg
Kapitel 9
Trocknen von Feststoffen, Lösungen und
Lösungsmitteln
9.1. Trockenmittel
9.2. Trocknen von Feststoffen
9.3. Trocknen von Lösungen
9.4. Reinigung und Trocknen von Lösungsmitteln
Der Begriff Trocknung wird in der Organischen Chemie mit unterschiedlicher Bedeutung
verwendet: Bei Feststoffen versteht man unter Trocknung die Entfernung aller anhaftenden,
flüssigen Bestandteile (Lösungsmittelreste). Unter der Trocknung von Lösungen oder
Lösungsmittel versteht man die Entfernung von Wasser aus der (meist organischen)
Flüssigkeit. In diesem Kapitel werden die wichtigsten Trockenverfahren beschrieben.
9.1. Trockenmittel
Trockenmittel können Flüssigkeiten aufnehmen und physikalisch oder chemisch binden. Die
meisten eingesetzten Trockenmittel eignen sich zur Entfernung von Wasser, einige sind auch
zur Entfernung von Säure- oder Basenspuren oder kleiner polarer Moleküle geeignet.
Aluminiumoxid
Aluminiumoxid kann zur Entferung von Wasser aus Ether, aliphatischen, olefinischen,
aromatischen und halogenierten Kohlenwasserstoffen eingesetzt werden. Für Epoxide, Ester,
Ketone, Aldehyde ist es ungeeignet.
Die dynamische Trocknung mit Aluminiumoxid wird meist für kleinere Mengen an
Lösungsmitteln eingesetzt. Dabei werden gleichzeitig polare Verunreinigungen entfernt.
Calciumchlorid (wasserfrei)
Mit Calciumchlorid lassen sich Ether, aliphatischen, olefinischen, aromatischen und
halogenierten Kohlenwasserstoffen und viele Ester trocknen. Alkohole, Phenole, Aldehyde,
Amine und einige Ketone und Ester werden von Calciumchlorid gebunden. Als grob
gekörntes Calciumchlorid eignet es sich auch zur Trocknung von langsam strömenden Gasen
(Trockenrohrfüllung). Dabei muss beachtet werden, dass Calciumchlorid bei
Wasseraufnahme zerfließt, dadurch wird die Wasseraufnahme behindert.
Calciumhydrid
Calciumhydrid ist ein sehr wirksames Trockenmittel für fast alle organischen Lösungsmittel.
Es reagiert sehr heftig mit Wasser, deshalb sollten die zu trocknenden Flüssigkeiten nur
geringe Mengen an Wasser enthalten. Zur Trocknung von Verbindungen mit aktivem (aciden)
Wasserstoff ist Calciumhydrid ungeeignet!
Kaliumcarbonat
Zum Trocknen von Aminen, Aceton, Nitrilen und chlorierten Kohlenwasserstoffen. Gleichzeitig werden Säurespuren gebunden. Kaliumcarbonat ist ungeeignet zum Trocknen von
Säuren und Substanzen, die unter den basischen Bedingungen zu Folgereaktionen neigen.
Kaliumhydroxid
KOH trocknet basische Flüssigkeiten wie Amine, für Säuren, Säureanhydride, Ester, Amide
und Nitrile ist es ungeeignet. Beim Trocknen zerfließt KOH, dadurch wird die Trockenwirkung gemindert.
Kieselgel
Kieselgel ist ein universell einsetzbares Trockenmittel für Gase und Flüssigkeiten. Als
Exsikkatorfüllung und zum Trocknen von Gasen (Trockenrohrfüllung) wird häufig gekörntes
oder perlenförmiges Kieselgel mit Feuchtigkeitsindikator verwendet, dadurch kann die
Wasseraufnahmefähigkeit durch Farbumschlag kontrolliert werden.
Kieselgel lässt sich durch beliebig oft durch Erhitzen auf 125-175 °C regenerieren.
Magnesiumsulfat wasserfrei
Magnesiumsulfat kann zur Trocknung fast aller Verbindungen verwendet werden, auch für
org. Säuren, Ester, Aldehyde, Ketone und Nitrile.
Molekularsieb
Mit Molekularsieben können praktisch alle Gase und Flüssigkeiten getrocknet werden. Sie
sind chemisch weitgehend inert. Molekularsiebe sind kristalline, synthetische Zeolithe mit
Hohlräumen im Kristallgitter, die durch definierte Poren zugänglich sind. Die Porengröße
bestimmt, welche Moleküle eindringen können; handelsüblich sind 3,4,5 und 10 Å. Polare
Moleküle werden stärker adsorbiert als unpolarere, polarisierbare Moleküle stärker als nicht
polarisierbare.
Molekularsiebe können beliebig oft bei Temperaturen über 250 °C regeneriert werden
(erreichbarer Wassergehalt ca. 2-3 g/100g; für höhere Ansprüche muss im Ölpumpenvakuum
bei 300-350 °C getrocknet werden.
Wurden mit dem Molekularsieb Lösungsmittel getrocknet, sollte aus Sicherheitsgründen das
Lösungsmittel durch Einschütten von Wasser verdrängt werden.
Natrium
Natrium eignet sich zur Wasserentfernung aus Ethern, gesättigten aliphatischen und
aromatischen Kohlenwasserstoffe und tertiären Aminen. Beim Trocknen bildet sich NaOH
und Wasserstoff. Völlig ungeeignet ist Natrium zum Trocknen von protischen Lösungsmitteln
(Alkohole, Carbonsäuren) Ketonen, Aldehyden, Estern und halogenhaltigen Lösungsmittel,
bei denen explosionsartige Reaktionen auftreten können. Natrium reagiert sehr heftig mit
Wasser, deshalb sollten die zu trocknenden Flüssigkeiten nur geringe Mengen an Wasser
enthalten.
Für eine gute Trockenwirkung wird Natrium meist mit Hilfe einer Natriumpresse als dünner
Draht in das Lösungsmittel eingebracht (große Oberfläche). Natriumreste werden mit
Isopropanol vernichtet.
Natrium kann als Trockenmittel meistens durch Calciumhydrid ersetzt werden.
Natriumhydroxid
NaOH trocknet ebenso wie Kaliumhydroxid basische Flüssigkeiten wie Amine, für Säuren,
Säureanhydride, Ester, Amide und Nitrile ist es ungeeignet. Beim Trocknen zerfließt
Natriumhydroxid, dadurch wird die Trockenwirkung gemindert.
Natriumsulfat (wasserfrei)
Natriumsulfat ist ein universell einsetzbares Trockenmittel für fast alle Verbindungen, auch
empfindliche Substanzen wie Aldehyde und Ketone können damit getrocknet werden. Die
Trockenwirkung ist nur mäßig, zum Trocknen von Lösungen aber meist ausreichend.
Phosphorpentoxid, Sicapent
Phosphorpentoxid ist ein sehr wirksames Trockenmittel, es entfernt Wasser aus Gasen und
gesättigten aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, Nitrilen, halogenierten
Kohlenwasserstoffen, und Schwefelkohlenstoff; ungeeignet ist es für Alkohole, Amine,
Säuren, Ketone, Aldehyde und Ether.
Bei der Wasseraufnahme überzieht sich Phosphorpentoxid mit einer zähen, honigartigen
Schicht Polymetaphosphorsäure, die Trockenwirkung nimmt dadurch deutlich ab.Deshalb
verwendet man oft Sicapent, ein auf anorganischem Träger aufgezogenes Phosphorpentoxid.
Durch das Trägermaterial bleibt es auch bei Wasseraufnahme rieselfähig. Sicapent wird auch
mit Feuchtigkeitsindikator angeboten.
9.2. Trocknen von Feststoffen
Feststoffe werden häufig aus Lösungen durch Abdestillieren des Lösungsmittels gewonnen
oder durch Absaugen von Suspensionen erhalten. Das vollständige Entfernen der noch
verbliebenen Lösungsmittelreste nennt man Trocknen.
Die einfachste Methode um Lösungsmittelreste zu Entfernen ist das Trocknen im Vakuum.
Dazu wird der zu trocknende Feststoff in einer tarierten Schale in einen Exsikkator gestellt
und durch Anlegen von Unterdruck (ca. 16 mbar, Wasserstrahlvakuum) evakuiert. Der
verminderte Druck beschleunigt das Verdampfen des Lösungsmittels.
Der Planschliff des Exsikkators muss gefettet werden, um eine ausreichende Dichtigkeit zu
gewährleisten. Während der gesamten Trocknungsdauer muss die Verbindung zur
Vakuumpumpe bestehen bleiben! Nur so ist es möglich, dass der Lösungsmitteldampf aus
dem Exsikkator und damit auch aus der Substanz gezogen wird.
Zum Öffnen des Exsikkators wird der Absperrhahn geschlossen und der Vakuumanschluss
entfernt. Anschließend wird der Absperrhahn sehr langsam und vorsichtig geöffnet, um die
Substanz nicht durch die einströmende Luft im Exsikkator zu Verwirbeln.
Zur Kontrolle des Trocknungsvorgangs wird die Festsubstanz von Zeit zu Zeit aus dem
Exsikkator genommen und gewogen: ist keine Gewichtsabnahme mehr festzustellen ist der
Trocknungsvorgang beendet (Gewichtskonstanz).
Die Trocknung benötigt Zeit! Bei leichtflüchtigen Lösungsmitteln kann eine Stunde
ausreichen, bei höhersiedenden Solventien wie Ethanol können es auch mehrere Stunden
(oder Tage) sein.
Kleine Substanzmengen trocknet man am besten in einem (tarierten) Rundkolben mit
aufgesetztem Hahnübergangsstück Kernschliff auf Olive.
Muss Wasser aus einer Festsubstanz getrocknet werden gelingt das im Vakuum nur sehr
langsam. Hier wird man in den unteren Teil des Exsikkators zusätzlich eine Schale mit
Trockenmittel stellen. Das Trockenmittel nimmt das Wasser über die Gasphase nach und nach
auf und bindet es. Deshalb kann hier prinzipiell auch ohne Vakuum (aber mit geschlossenem
Hahn) getrocknet werden. Ein Unterdruck im Exsikkator beschleunigt den Trockenvorgang.
Als Trockenmittel wird meist gekörntes Kieselgel mit Feuchtigkeitsindikator oder Calciumchlorid verwendet, enthält die Substanz noch Reste organischer Säuren (z.B. Essigsäure) ist
Kaliumhydroxid als Trockenmittel besser, da es die Säure als Salz bindet.
Wasser ist relativ schwierig zu entfernen, deshalb wird meist über Nacht getrocknet. In
hartnäckigen Fällen kann die Entfernung von Wasser durch azeotrope Destillation sinnvoll
sein: Dazu wird der Feststoff in einem geeignetem Lösungsmittel (Wasserschlepper, z.B.
Cyclohexan) gelöst oder suspendiert und am Wasserabscheider erhitzt.
9.3. Trocknen von Lösungen
Bei Reinigungsoperationen wie der Extraktion erhält man das Produkt häufig als Lösung in
einem wassergesättigtem Solvens. Vor der Weiterverarbeitung muss das Wasser aus dem
Lösungsmittel entfernt werden. Im Labormaßstab kann das durch die Zugabe eines geeigneten
Trockenmittels zu Lösung erfolgen. Als Trockenmittel wird meist Natriumsulfat,
Magnesiumsulfat, Calciumchlorid oder Kaliumcarbonat verwendet. Welches Trockenmittel
geeignet ist hängt von der Art der Substanz und des Lösungsmittels ab.
Das Trockenmittel wird in kleinen Portionen zu der Lösung gegeben und immer wieder
umgeschüttelt. Es wird soviel Trockenmittel zugegeben, dass es beim Umschütteln nicht mehr
verklumpt. Anschließend wird das Gefäß verschlossen und von Zeit zu Zeit umgeschüttelt
oder permanent magnetisch gerührt. Für ein gutes Trocknungsergebnis muss mit mindestens 2
Stunden gerechnet werden, besser wird über Nacht getrocknet. Die überstehende Lösung
muss klar erscheinen; ist sie trüb wurde zu wenig Trockenmittel verwendet.
Nach dem Trocknen wird über einem Büchnertrichter oder einem Alihn'schen Rohr vom
Trockenmittel abfiltriert und das Trockenmittel mit frischem, trockenem Solvens
nachgewaschen.
Zuviel Trockenmittel verringert häufig die Ausbeute, da die gewünschte Substanz beim
Abfiltrieren vom Trockenmittel teilweise eingeschlossen wird. Deshalb ist darauf zu achten,
dass vor dem Trocknen sichtbare Wassertropfen aus der Lösung entfernt werden (mit einer
Tropfpipette vorsichtig aufziehen). Insbesondere wenn ohne Lösungsmittel (in Substanz)
getrocknet wird darf nur möglichst wenig Trockenmittel verwendet werden!
9.4. Reinigung und Trocknen von Lösungsmitteln
Viele chemische Umsetzungen setzen Lösungsmittel voraus, die keine störenden Verunreinigungen enthalten. Bei modernen metallorganischen Synthesen ist es entscheidend, daß
die eingesetzten Lösungsmittel trocken (= wasserfrei oder absolut) sind. Obwohl Wasser in
Lösungsmitteln im Grunde ebenfalls eine Verunreinigung ist, wird entsprechend den
unterschiedlichen Bedürfnissen zwischen der Reinigung und der Trocknung organischer
Solventien unterschieden. Ein einfaches Rechenbeispiel zeigt die Bedeutung von
Verunreinigungen am Beispiel von Ether: Bei einem handelsüblichen Wassergehalt von 0.2 %
enthalten 100 ml Ether etwa 0.14 g bzw. 7.5 mmol Wasser!
Zusammen mit den physikalischen Daten wird das Verhalten gegenüber Wasser
(Mischbarkeit und Wassergehalt azeotroper Gemische) ebenso wie die wichtigsten bekannten
Verunreinigungen angegeben. In vielen Fällen läßt sich die Reinigung und Trocknung in
einem Arbeitsgang erreichen, in einigen Fällen sind auch mehrere Methoden zur Reinigung
und Trocknung angegeben.
Ein wichtiger Punkt ist die korrekte Aufbewahrung der getrockneten Lösungsmittel. Zum
einem soll verhindert werden, daß das Solvens im Lauf der Zeit wieder Wasser aufnimmt,
zum anderen muß damit gerechnet werden, daß die den technischen Solventien zugesetzten
Stabilisatoren bei der Reinigung ebenfalls entfernt wurden. In diesem Fall muß eine mögliche
Zersetzung oder Peroxidbildung der Solventien berücksichtigt werden.
Nicht unproblematisch ist das Abfüllen von aufwändig getrockneten Lösungsmitteln: Auch
beim schnellen Ausgießen steigt der Restwassergehalt von 10-3 Gew.% auf den doppelten bis
vierfachen Wert. Auch das an der Glasoberfläche von Laborgeräten adsorbierte Wasser ist
nicht zu unterschätzen. Alle benötigten Glasgeräte müssen deshalb gut getrocknet und evtl.
unter Vakuum ausgeheizt werden, der direkte Luftkontakt von getrockneten Lösungsmitteln
muss nach Möglichkeit ausgeschlossen werden.
Neben den Reinigungs- und Trocknungsmethoden für Lösungsmittel sind auch die
entsprechenden Vorschriften für einige häufig benötigte Basen mit aufgenommen. Schließlich
werden für alle Lösungsmittel auch die sicherheitsrelevanten Daten (Gefahrensymbol, R/SSätze, MAK-Werte etc., Stand 2001) mit angegeben.
Trocknen mit Aluminiumoxid:
Eine elegante Methode ist Entfernung von Restwasser aus vorgetrockneten, destillierten
Lösungsmitteln durch Adsorption an basischen Aluminiumoxid der Aktivitätsstufe I.
Hierzu füllt man eine Chromatographiesäule (Ø 10 - 20 mm, Höhe 30 - 50 cm) trocken mit
etwa 150 g basischem Al2O3 (Akt.Stufe I) pro Liter Solvens und lässt das zu trocknende
Lösungsmittel durch die Säule laufen. Dazu wird das Solvens am besten aus einem
Tropftrichter zugetropft, das getrocknete Solvens wird in einem Schliffkolben mit seitlichem
Kapillarhahn (Schlenkkolben), auf den ein Trockenrohr aufgesetzt wird, aufgefangen.
Durch die freiwerdende Adsorptionswärme erwärmt sich die Säule beim Durchlaufen des
Lösungsmittels anfangs sehr stark, dadurch geht die Trockenwirksamkeit zunächst verloren.
Deshalb ist es ratsam, die ersten 100 ml des Eluats entweder zu verwerfen oder erneut durch
die Säule laufen zu lassen.
Der Nachteil dieser Methode ist der relativ hohe Preis des Trockenmittels, was die
Durchführung auf einige wenige, spezielle Fälle und kleine Volumina beschränkt.
Das verbrauchte Aluminiumoxid wird im Abzug aus der Säule ausgestoßen (evtl. mit Hilfe
eines Handgebläses) und erst nach vollständigem Trocknen entsprechend den jeweils gültigen
Abfallvorschriften entsorgt. Von der Regenerierung muß wegen möglicherweise anhaftenden
Peroxidspuren prinzipiell abgeraten werden!
Trocknen mit Molekularsiebe
Molekularsiebe sind synthetische, kristalline Aluminiumsilikate mit Hohlräumen, die durch
Poren mit definierten Porendurchmesser (3 - 10 Å) verbunden sind; handelsüblich sind kleine
Kugeln oder Zylinder. Bei einem Molekularsieb mit 3 Å Porendurchmesser kann z.B. nur
Wasser (Moleküldurchmesser 2.6 Å), sowie Ammoniak durch die Poren des Silikats in den
Hohlraum eindringen und adsorbiert werden, während die üblichen organische Solventien
nicht eindringen können.
Die Kapazität der Molekularsiebe beträgt etwa 20 Gewichtsprozent, sie können beliebig oft
regeneriert werden:
Der verbrauchte Molekularsieb wird zunächst abfiltriert, im Abzug getrocknet und danach
gründlich mit Wasser gewaschen. Zur Aktivierung wird das Silikat erst bei 150 °C im
Trockenschrank, danach 12 h bei 200 °C im Feinvakuum getrocknet. Der Restwassergehalt ist
dann < 0.5%.
Zu etwa 1 l des zu trocknenden Lösungsmittels werden 100 g Molekularsieb gegeben und
unter gelegentlichem Umschwenken mehrere Tage stehen gelassen (Statische Trocknung).
Am besten hat sich die dynamische Trocknung bewährt: Hierbei wird das vorgereinigte und
vorgetrocknete Lösungsmittel durch eine Chromatographiesäule filtriert. Mit 250 g
Molekularsieb lassen sich so etwa 10 Liter der nachstehend aufgeführten Lösungsmittel bis
auf einen Wassergehalt von 0.002% (20 ppm) trocknen (Säule 2.5 x 60 cm, Durchlaufgeschwindigkeit ca. 3 l/h).
• Molekularsieb 3 Å: Acetonitril, Methanol, Ethanol und Isoprpanol.
• Molekularsieb 4 Å: Benzol, Chloroform, Cyclohexan, Ethylacetat, Methylacetat,
Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrahydrofuran, Toluol. Dieser Molekularsieb
bindet außer Wasser auch: Acetaldehyd, Acetonitril, niedere Alkohole (Methanol, Ethanol,
n-Propanol, n-Butanol), Methylamin sowie weitere kleine Moleküle, die jedoch als
Verunreinigungen in Lösungsmitteln keine Rolle spielen.
Trocknen mit Alkalimetallen und Metallhydriden:
Alkalimetalle und Metallhydride werden vor allem beim Trocknen von Kohlenwasserstoffen
und Ethern verwendet. Bei nicht zu hoch siedenden Lösungsmitteln lassen sich auch die
käuflichen Dispersionen von Natriumhydrid oder Calciumhydrid in Weißöl (Paraffinöl)
einsetzen, die wegen der feinen Verteilung sehr rasch und effizient reagieren.
Zunächst muß das zu trocknende Lösungsmittel mit CaCl2 oder Na2SO4 "vorgetrocknet"
werden. Dadurch wird ein großer Teil des in technischen Lösungsmitteln enthaltenen Wassers
bereits entfernt. Zum Feintrocknen wird das Alkalimetall oder Hydrid zugesetzt, wobei
Alkalimetalle, soweit nicht ihr Schmelzpunkt überschritten wird (Kalium!), vor Gebrauch erst
zu dünnen Bändern oder Drähten (Natrium-Presse) verarbeitet werden müssen. In allen Fällen
muß der Umgang wegen der Entzündbarkeit mit besonderer Sorgfalt erfolgen:
• Nur mit trockenen Geräten und vorgetrockneten Solventien arbeiten!
• Beim Refluxieren unbedingt einen Metallkühler verwenden!
• Nie bis zur Trockene abdestillieren!
Selbstverständlich wird die Apparatur gegenüber der (feuchten) Atmosphäre mit einem
Trockenrohr (CaCl2 oder Kieselgel) abgeschlossen. Nach dem Abdestillieren wird zum
erkalteten Destillationsrückstand mit den Alkalimetall- oder Metallhydridresten falls nötig
Dioxan zugegeben. Anschließend wird vorsichtig Isopropanol unter Schwenken und Rühren
zugegeben, bis alles Metall bzw. Hydrid abreagiert hat. Danach wird wässriger Alkohol,
später Wasser zugegeben, bis eine klare Lösung entstanden ist. Nach Neutralisation wird die
Lösung zum wässrigen organischen Sondermüll gegeben.
Kohlenwasserstoffe
n-Pentan
C5H12
MG: 72.15 g/mol
F+
20
D
Schmp. -129 °C; Sdp. 36 °C; d = 0.63 g/ml; n =1.3575; DK = 1.8 (20 °C).
Dampfdruck: 573 hPa (20 °C); Flammpunkt: -50 °C; Zündtemperatur: 285 °C;
Explosionsgrenzen: 1.4 - 8 Vol.-%.
Xn
R 12-51/53-65-66-67; S 9-16-29-33-61-62;
MAK: 1000 ml/m3 (ppm), 3000 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in n-Pentan: 0.01% bei 20°C.
N
Verunreinigungen: Je nach Spezifikation enthält n-Pentan auch Isomere und ist
oft auch verunreinigt mit Olefinen und schwerflüchtigen Produkten.
Zum Vortrocknen mindestens 24 h über CaCl2 vortrocknen, danach vom
Trockenmittel abdekantieren.
• 5 g/l Natriumdraht einpressen, einige Stunden refluxieren, danach abdestillieren.
• Destillation mit ca. 1.0 g/l Natriumhydrid-Dispersion in Weißöl.
Das so getrocknete Pentan wird über eingepresstem Natriumdraht oder Molekularsieb 4 Å in einer dichtschließenden Flasche aufbewahrt.
n-Hexan
C6H14
MG: 86.18 g/mol
Schmp. -94 °C; Sdp. 69 °C; d = 0.66 g/ml; n D20 =1.3750; DK = 1.8 (20 °C).
Dampfdruck: 160 hPa (20 °C); Flammpunkt: -22 °C; Zündtemperatur: 240 °C;
Explosionsgrenzen: 1.0 - 8.1 Vol.-%.
F
Xn
R 11-38-48/20-51/53-62-65-67; S 9-16-29-33-36/37-61-62;
MAK: 50 ml/m3 (ppm), 180 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in n-Hexan: 0.01% bei 20°C;
Azeotrop mit Wasser (5.6 %), Sdp. 61.6 °C.
Verunreinigungen: Je nach Spezifikation enthält n-Hexan auch Isomere, oft auch
Olefine und schwerflüchtige Produkte.
Für spektroskopische Zwecke müssen die olefinischen Verunreinigungen entfernt werden: n-Hexan wird mehrere Stunden mit ca. 200 ml/l Chlorsulfonsäure
zum Sieden erhitzt. Die erkaltete Reaktionsmischung wird dann mit Wasser,
verd. Natronlauge und nochmals mit Wasser gewaschen, anschließend wie bei n-
N
Pentan beschrieben über CaCl2 vorgetrocknet, danach mit Na-Draht oder NaHDispersion getrocknet.
Für kleinere Mengen ist auch die Filtration über Al2O3 geeignet. UV-Kontrolle!
Hinweis: n-Hexan ist neurotoxisch! Es sollte durch andere Kohlenwasserstoffe
(Pentan oder Heptan) ersetzt werden.
n-Heptan
C7H16
MG: 100.21 g/mol
Schmp. -90 °C; Sdp. 98 °C; d = 0.68 g/ml; n D20 =1.3876; DK = 1.9 (20 °C).
Dampfdruck: 48 hPa (20 °C); Flammpunkt: -4 °C; Zündtemperatur: 215 °C;
Explosionsgrenzen: 1 - 7 Vol.-%.
F
Xn
R 11-38-50/53-65-67; S 9-16-29-33-60-61-62;
MAK: 500 ml/m3 (ppm), 2100 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in n-Heptan: 0.01% bei 20°C;
Azeotrop mit Wasser (12.9 %), Sdp. 79.2 °C.
N
Verunreinigungen: Je nach Spezifikation kann n-Heptan neben Isomeren auch
olefinische und schwerflüchtige Verunreinigungen enthalten.
Die Trocknung erfolgt wie bei n-Pentan beschrieben.
Petrolether (40/60)
Mischung verschiedener Kohlenwasserstoffe
Siedebereich 40 - 60 °C; d = 0.65 g/ml.
Dampfdruck: 350 hPa (20 °C); Flammpunkt: <-21 °C; Zündtemperatur: 250 °C;
Explosionsgrenzen: 0.8 - 8 Vol.-%.
F
Xn
R 11-52/53-65; S 9-16-23-24-33-62; MAK: 500 ml/m3 (ppm)
Löslichkeit von Wasser in Petrolether: ca. 0.01% bei 20°C;
Die Trocknung von Petrolether erfolgt wie bei n-Pentan beschrieben.
Petrolether enthält auch nennenswerte Anteile an n-Hexan (neurotoxisch!). Er
kann durch ein Isohexangemisch mit geringen n-Hexan-Anteilen ersetzt werden.
Cyclohexan
C6H12
MG: 84.16 g/mol
Schmp. 6 °C; Sdp. 81 °C; d = 0.78 g/ml; n D20 =1.4266; DK = 2.0 (20 °C).
Dampfdruck: 104 hPa (20 °C); Flammpunkt: -18 °C; Zündtemperatur: 260 °C;
Explosionsgrenzen: 1.2 - 8.3 Vol.-%.
F
R 11-38-50/53-65-67; S 9-16-33-60-61-62;
MAK: 200 ml/m3 (ppm), 700 mg/m3.
Xn
Löslichkeit von Wasser in Cyclohexan: 0.01 % bei 20°C;
Azeotrop mit Wasser (9.0 %), Sdp. 68.9 °C.
N
Verunreinigungen: Je nach Spezifikation enthält Cyclohexan olefinische (vor
allem Benzol), evtl. auch schwerflüchtige Verunreinigungen.
Für spektroskopische Zwecke müssen das Benzol und alle olefinischen Verunreinigungen entfernt werden:
1 l Cyclohexan wird bei 50 - 60 °C mehrere Stunden mit einer Mischung aus 125
ml konz. Schwefelsäure und 100 ml konz. Salpetersäure gerührt. Nach der
Abtrennung der Nitriersäure im Scheidetrichter wird das gebildete Nitrobenzol
mehrmals mit je 50 ml konz. Schwefelsäure ausgeschüttelt, danach mit Wasser,
verd. Natronlauge und nochmals mit Wasser gewaschen. Anschließend wird wie
bei n-Hexan beschrieben getrocknet.
Methylcyclohexan
C7H14
MG: 98.19 g/mol
Schmp. -126 °C; Sdp. 101 °C; d = 0.77 g/ml; n D20 =1.4266; DK = 2.0 (20 °C).
Dampfdruck: 48 hPa (20 °C); Flammpunkt: -4 °C; Zündtemperatur: 260 °C;
Explosionsgrenze: 1.1-6.7 Vol.-%.
F
Xn
R 11-38-51/53-65-67; S 9-16-33-60-61-62;
MAK: 200 ml/m3 (ppm), 700 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in Methylcyclohexan: 0.01 % bei 20°C;
Azeotrop mit Wasser (24.1 %), Sdp. 80 °C.
N
Verunreinigungen: Die typische Verunreinigung in Methylcyclohexan ist
Toluol.
Die Reinigung und Trocknung erfolgt wie bei Cyclohexan.
Benzol
C6H6
MG: 78.11 g/mol
Schmp. 5 °C; Sdp. 80 °C; d = 0.88 g/ml; n D20 =1.5011; DK = 2.3 (20 °C).
Dampfdruck: 101 hPa (20 °C); Flammpunkt: -11 °C; Zündtemperatur: 555 °C;
Explosionsgrenzen: 1.2 - 8.3 Vol.-%.
R 45-11-E48/23/24/25; S 53-45.
Benzol ist eindeutig als krebserzeugend ausgewiesen Gefahr der Hautresorption,
Schutzhandschuhe tragen! Nach Möglichkeit Ersatzstoffe (z.B. Toluol)
verwenden!
F
T
Löslichkeit von Wasser in Benzol: 0.06 % bei 20°C; Benzol in Wasser: 0.18 %
bei 20 °C. Handelsüblicher Wassergehalt: 0.5 - 1 %
Azeotrop mit Wasser (8.83 %), Sdp. 69.2 °C.
Die typische Verunreinigung in Benzol ist Thiophen (ca. 1 %). Zur Entfernung
von Thiophen wird zweimal mit je 50 ml/l konz. Schwefelsäure ausgeschüttelt,
dann mit Wasser, verd. Natronlauge und nochmals mit Wasser gewaschen.
Zum Vortrocknen mindestens 24 h über CaCl2 stehen lassen, größere Mengen
sollten durch azeotrope Destillation vorgetrocknet werden (10 % des Destillats
als Vorlauf wegnehmen).
Zur Trocknung stehen mehrere gleichwertige Methoden zur Auswahl:
• Mit ca. 2 g/l CaH2 oder 3 g/l NaH-Dispersion 6 Stunden refluxieren und
dann abdestillieren.
• Molekularsieb 4 Å.
• Filtration über Al2O3. Die Säulenfüllung reicht zur Vortrocknung von
weiteren 2 l Benzol.
Wasserfreies Benzol wird über Natriumdraht oder Molekularsieb 4 Å aufbewahrt.
Toluol
C7H8
MG: 92.14 g/mol
Schmp. -95 °C; Sdp. 111 °C; d = 0.87 g/ml; =1.4961; DK = 2.3 (25 °C).
Flammpunkt: 6 °C; Zündtemperatur: 535 °C; Dampfdruck: 29 hPa (20 °C);
Explosionsgrenzen: 1.2 - 7 Vol.-%.
F
Xn
R 11-20; S 16-29-33; MAK: 50 ml/m3 (ppm), 190 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in Toluol 0.03 % bei 25°C; Handelsüblicher Wassergehalt: ca. 1 %
Azeotrop mit Wasser (20.2 %), Sdp. 85 °C.
Eine Reinigung des handelsüblichen Toluols ist für den praktischen
Laborgebrauch nicht nötig. In vielen Fällen ist bei Toluol die Trocknung durch
azeotrope Destillation ausreichend (5 % des Destillats als Vorlauf wegnehmen).
Zur weitergehenden Trocknung siehe unter Benzol!
Xylol
C8H10
MG: 78.11 g/mol
(Gemisch der Isomeren, Hauptbestandteil ist m-Xylol)
Siedebereich 137-142 °C; d = 0.86 g/ml; DK = 2.4 (20 °C).
Schmp: ca. -34 °C; Sdp. 137 - 142 °C; d = 0.86 g/ml; DK = 2.4 (20 °C);
Dampfdruck: 8 hPa (20 °C); Flammpunkt: 24 °C; Zündtemperatur: ca. 465 °C;
Explosionsgrenzen: 1.7 - 7.5 Vol.-%.
Xn
R 10-20/21-38; S 25; MAK: 100 ml/m3 (ppm), 440 mg/m3.
Eine Reinigung des handelsüblichen Xylols ist für den praktischen Laborgebrauch nicht nötig. In vielen Fällen ist bei Xylol die Trocknung durch azeotrope
Destillation ausreichend (5 % des Destillats als Vorlauf wegnehmen).
Chlorierte Kohlenwasserstoffe
Achtung! Chlorierte Kohlenwasserstoffe dürfen unter keinen Umständen mit Natrium oder
Kalium getrocknet oder über Natriumdraht aufbewahrt werden! Es besteht Explosionsgefahr!
Dichlormethan
CH2Cl2
MG: 84.93 g/mol
Xn
Methylenchlorid
Schmp. -95 °C; Sdp. 40 °C; d = 1.32 g/ml; DK = 9.1 (20 °C);
Dampfdruck: 453 hPa (20 °C); Zündtemperatur: 605 °C;
Explosionsgrenzen: 13 - 22 Vol.-%.
R 40; S 23-24/25-36/37; MAK: 100 ml/m3 (ppm), 350 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in Dichlormethan 1.30 % bei 25°C; Handelsüblicher
Wassergehalt: ca. 0.05 %. Azeotrop mit Wasser (1.50 %), Sdp. 38.1 °C.
Zur Reinigung mit Wasser, verdünnter Natronlauge und nochmals mit Wasser
waschen.
Zur Vortrocknung mindestens 24 h über CaCl2 stehen lassen. In vielen Fällen
liefert diese Methode ausreichend trockenes Dichlormethan.
Mit ca. 5 - 10 g/l P2O5 2 Stunden zum Sieden erhitzen, danach abdestillieren.
Diese Methode liefert "supertrockenes" Dichlormethan (Wassergehalt < 1 ppm),
außerdem erübrigt sich hier das vorherige Waschen mit Wasser. H2O
Chloroform
CHCl3
MG: 119.38 g/mol
Trichlormethan
Schmp. -63 °C; Sdp. 61 °C; d = 1.47 g/ml; DK = 4.8 (20 °C).
Dampfdruck: 213 hPa (20 °C)
R 22-38-40-48/20/22; S 36/37; MAK: 0.5 ml/m3, 2.5 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in Chloroform 0.07 % bei 23°C; Handelsüblicher Wassergehalt: ca. 0.02 %. Azeotrop mit Wasser (2.2 %), Sdp. 56.1 °C.
Xn
Chloroform wird durch Sauerstoff unter Lichteinfluß photochemisch zersetzt,
dabei entsteht Phosgen, Chlor und Chlorwasserstoff. Handelsübliches Chloroform enthält 0.5 - 1.0 % Ethanol als Stabilisator. Zur Reinigung wir mehrmals
mit Wasser gewaschen.
• Zur Vortrocknung mindestens 24 h über CaCl2 stehen lassen, dann:
• Mit ca. 5 - 10 g/l P2O5 2 Stunden zum Sieden erhitzen, danach abdestillieren.
• Für spektroskopische Zwecke wird Chloroform über basischem Al2O3 (Akt.Stufe I) filtriert (50 g Al2O3 für ca. 70 - 100 ml Chloroform).
•
Nicht stabilisiertes Chloroform muß in dunklen Flaschen (Molekularsieb 4 Å)
aufbewahrt werden. Es enthält bald wieder Zersetzungsprodukte (HCl, Phosgen).
Tetrachlormethan
CCl4
MG: 153.82 g/mol
T
Tetrachlorkohlenstoff
Schmp. -23 °C; Sdp. 77 °C; d = 1.59 g/ml; n D20 =1.4601; DK = 2.2 (20 °C);
Dampfdruck: 121 hPa (20 °C).
R 23/24/25-40-48/23-52/53-59; S 23-36/37-45-59-61;
MAK: 10 ml/m3 (ppm), 64 mg/m3.
Für Tetrachlorkohlenstoff besteht nach der deutschen FCKW-HalonVerbotsverordnung eine Anwendungsbeschränkung. Gefahr der Hautresorption!
Schutzhandschuhe tragen!
Löslichkeit von Wasser in Tetrachlormethan 0.01 % bei 24°C; Handelsüblicher
Wassergehalt: ca. 0.02 %. Azeotrop mit Wasser (4.1 %), Sdp. 66 °C.
Tetrachlorkohlenstoff zersetzt sich unter Lichteinfluß in Gegenwart von
Feuchtigkeit langsam zu Chloroform und Chlorwasserstoff.
Reinigung, Trocknung und Aufbewahrung wie unter Chloroform beschrieben.
N
Ether
Die als Lösungsmittel häufig benutzen Ether wie Diethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran
(außer tert-Butylmethylether) bilden mit Luftsauerstoff bei Lichteinwirkung Peroxide, die bei
Anreicherung - zum Beispiel im Destillationsrückstand - explosionsartig zerfallen können.
Peroxidhaltige Ether dürfen deshalb auf keinen Fall bis zur Trockne destilliert werden; besser
ist es, die Peroxide zu entfernen!
Nachweis von Peroxiden:
•
•
•
10 ml des Ethers werden im Scheidetrichter mit einer wäßrigen, angesäuerten
Kaliumiodid-Lösung geschüttelt. Peroxide setzen Jod frei, das sich in der Etherphase mit
brauner Farbe löst. (Die Nachweisempfindlichkeit läßt sich durch die Iod-Stärkereaktion
erhöhen).
0.3 g N,N-Dimethylamin-p-phenylendiamin-sulfat werden in 10 ml Wasser gelöst und
mit Methanol auf 100 ml aufgefüllt. 2 ml dieser Reagenslösung werden mit 1 - 5 ml Ether
versetzt. Bei Anwesenheit von Peroxiden färbt sich die Lösung innerhalb von 5 Minuten
tiefblau.
Käufliche Indikatorstäbchen zeigen Peroxide einfach durch Eintauchen in das
Lösungsmittel an.
Handelsübliche Ether sind heute in der Regel stabilisiert (Hinweis auf dem Etikett) und
neigen dadurch kaum zur Peroxidbildung. Durch übermäßig lange Lagerung, Destillation oder
auch Chromatographie werden die Stabilisatoren jedoch unwirksam bzw. entfernt. In diesem
Fall müssen die Peroxide unbedingt entfernt werden!
Zur Entfernung der Peroxide können käufliche Reagentien verwendet werden (z.B. PerexKit® der Firma Merck). Wird das Lösungsmittel ohnehin absolutiert, kann die Zerstörung der
Peroxide gleichzeitig bei der Reinigung und Trocknung erfolgen.
Gereinigte Ether müssen in braunen Flaschen aufbewahrt werden, um durch Lichtausschluß
die Neubildung von Peroxiden zu verzögern. Nach längerem Aufbewahren muß unbedingt
erneut auf Peroxide geprüft werden!
Der Zusatz von etwa 0.05 % Diethyl-dithio-natriumcarbamat (= Cupral) als Stabilisator
verhindert die Neubildung von Peroxiden und Aldehyden über Jahre hinweg. Wenn der
Stabilisator in den Reaktionen nicht stört ist die Stabilisierung der Ether unbedingt zu
empfehlen!
Handelsüblicher Ether ist auch oft mit 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT) stabilisiert.
Auch dieser Zusatz (ca. 10 ppm) verhindert die Neubildung von Peroxiden zuverlässig.
Diethylether
C4H10O
MG: 74.12 g/mol
F+
20
D
Schmp. -116 °C; Sdp. 34 °C; d = 0.71 g/ml; n =1.3526; DK = 4,3 (20 °C).
Dampfdruck: 587 hPa (20 °C); Flammpunkt: -40 °C; Zündtemperatur: 170 °C;
Explosionsgrenzen: 1.7 - 36 Vol.-%.
R 12-19-22-66-67; S 9-16-29-33; MAK: 400 ml/m3 (ppm), 1200 mg/m3.
Xn
Löslichkeit von Wasser in Ether 1.5 % bei 25 °C; Löslichkeit von Ether in
Wasser: 6 %.
Azeotrop mit Wasser (1.3 %), Sdp. 34.1 °C. Handelsüblicher Wassergehalt: ca.
0.2 %.
Diethylether kann Peroxide, Ethylalkohol, Acetaldehyd und Wasser enthalten.
Reinigung: Mehrmaliges Ausschütteln mit wäßriger Eisen-(II)-sufat-Lösung zur
Entfernung der Peroxide.
Trocknung: Zum Vortrocknen mehrere Tage über feingekörntem CaCl2 in einer
dunklen Flasche stehen lassen
• Einpressen von ca. 5 g/l Natriumdraht, einige Tage stehen lassen und danach
über frischen Natriumdraht abdestillieren. Die Na-Behandlung entfernt
Peroxide, Alkohol, Aldehyd und Wasser, das vorherige Ausschütteln mit
FeSO4 ist also nicht erforderlich!
• mit ca. 4 g/l Natriumhydriddispersion 2 - 3 Stunden refluxieren, danach abdestillieren. Dieses Verfahren entfernt ebenfalls Peroxide und alle übrigen
Verunreinigungen.
• Durch etwa 100 g/l basisches Al2O3 filtrieren. Achtung: Das Aluminiumoxid
kann nicht regeneriert werden, da die Peroxide adsorbiert, aber nicht zerstört
werden!
Absoluter Diethylether wird am besten in dunklen Flaschen über Natriumdraht
aufbewahrt.
Tert-butylmethylether
C5H12O
MG: 88.15 g/mol
(MTB)
Schmp. -108 °C; Sdp. 55 °C; d = 0.74 g/ml; n D20 =1.3756; DK = 4.5 (20 °C).
Dampfdruck: 268 hPa (20 °C); Flammpunkt: -28 °C; Zündtemperatur: 460 °C;
Explosionsgrenzen: 1.7 - 8.4 Vol.-%.
R 11-66; S 9-23-29-33;
Löslichkeit von MTB in Wasser: 5 % bei 20 °C; Löslichkeit von Wasser in
MTB: 1.5 % bei 20 °C. Handelsüblicher Wassergehalt: ca. 0.05 %.
Tert-butylmethylether bildet keine Peroxide und kann Diethylether weitgehend
F
ersetzen. Bei Reaktionen mit starken Säuren muß mit Spaltung in Isobuten und
Methanol gerechnet werden. Mit wäßrigen Säuren kann MTB aber
ausgeschüttelt werden. Die Verunreinigungen in handelsüblichen MTB betragen
< 1% an Kohlenwasserstoffen, Methanol und tert-Butanol.
Zur Trocknung und Reinigung wird MTBE mit etwa 3 g/l Natriumhydriddispersion 6 h refluxiert, danach abdestilliert.
MTB kann über Molekularsieb (4 Å) aufbewahrt werden.
Tetrahydrofuran
C4H8O
MG: 72.11 g/mol
F
THF
Schmp. -108 °C; Sdp. 66 °C; d = 0.89 g/ml; n D20 =1.4072; DK = 7,4 (20 °C).
Dampfdruck: 200 hPa (20 °C); Flammpunkt: -20 °C; Zündtemperatur: 230 °C;
Explosionsgrenzen: 1.5 - 12.4 Vol.-%.
R 11-19-36/37; S 16-29-33; MAK: 50 ml/m3 (ppm), 150 mg/m3.
Tetrahydrofuran ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, bildet aber ein Azeotrop
mit Wasser (5.4 %), Sdp. 63.2 °C. Handelsüblicher Wassergehalt: ca. 0.1 %.
Tetrahydrofuran bildet ebenso wie Diethylether äußerst explosive Peroxide.
Zur Reinigung und Trocknung wird 2 Tage über CuCl (5 g/l) und gepulverter
KOH (50 g/l) gerührt. Das abdekantierte THF wird nun mit KOH (10 g/l)
refluxiert, danach abdestilliert (nicht bis zur Trockne destillieren!). Nun wird
Natriumdraht (5 g/l) eingepresst und mehrere Tage im Dunklen stehen gelassen
bzw. einige Stunden refluxiert, danach abdestilliert.
THF wird in dunklen Flaschen über Natriumdraht aufbewahrt.
Wird besonders wasserfreies THF (insbesondere für metallorganische Arbeiten)
benötigt, wird das THF in einer Umlaufapparatur über 5 g/l Kalium unter
Schutzgasatmosphäre (N2 oder Argon) aufbewahrt. Vor jeder Entnahme wird
einige Zeit refluxiert, danach die benötigte Menge im Auffangbehälter der
Umlaufapparatur gesammelt und erst unmittelbar vor Gebrauch entnommen.
Die Wasserfreiheit wird folgendermaßen überprüft: Zum frisch entnommenen
Solvens wird ein kleines Stück Natrium und etwas Benzophenon gegeben. Die
sofortige Blaufärbung zeigt die absolute Wasserfreiheit von THF an.
Xi
1,4-Dioxan
C4H8O2
MG: 88.12 g/mol
F
20
D
Schmp. 11 °C; Sdp. 101 °C; d = 1.03 g/ml; n =1.4224; DK = 2,2 (20 °C).
Dampfdruck: 41 hPa (20 °C); Flammpunkt: 12 °C; Zündtemperatur: 375 °C;
Explosionsgrenzen: 1.9 - 22.5 Vol.-%.
R 11-19-36/37-40; S 16-36/37; MAK: 20 ml/m3 (ppm), 73 mg/m3.
Xn
Gefahr der Hautresorption! Schutzhandschuhe tragen!
Dioxan ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, bildet aber ein Azeotrop mit Wasser
(18 %), Sdp. 87.8 °C. Handelsüblicher Wassergehalt: ca. 0.2 %.
Dioxan bildet wie Diethylether Peroxide, außerdem kann handelsübliches
Dioxan mit Essigsäure, 2-Ethyl-1,3-dioxolan und Wasser verunreinigt sein.
Zur Reinigung wird Dioxan mit festem KOH geschüttelt, danach wird wie beim
THF beschrieben weiterverfahren.
Dioxan kann in dunklen Flaschen über Molekularsieb (4 Å) aufbewahrt werden.
Ethylenglycoldimethylether
C4H10O2
90.12 g/mol
(DME, 1,2-Dimethoxyethan, Monoglyme, Dimethylcellosolve)
Schmp. -69 °C; Sdp. 84 °C; d = 0.87 g/ml; n D20 =1.3813; DK = 7.25 (20 °C).
Dampfdruck: 67 hPa (20 °C); Flammpunkt: -6 °C; Zündtemperatur: 245 °C;
Explosionsgrenzen: 1.6 - 10.4 Vol.-%.
R 60-61-11-19-E20; S 53-16-24/25-37-45.
Ethylenglycoldimethylether ist unbegrenzt mit Wasser mischbar; Azeotrop mit
Wasser (10.5 %), Sdp. 76 °C. Handelsüblicher Wassergehalt: ca. 0.2 %.
Ethylenglycoldimethylether bildet beim längeren Stehen an der Luft unter
Lichteinwirkung Peroxide, die sich im Destillationsrückstand konzentrieren und
sich unter Umständen explosionsartig zersetzen können. Deshalb Ethylenglycoldimethylether niemals vollständig bis zur Trockne destillieren!
Ethylenglycoldimethylether wird dreimal mit je 100 ml/l 50-%iger wässriger
KOH ausgeschüttelt, danach wird 24 Stunden über ca. 20 g/l gepulvertem KOH
und ca. 5 - 10 g/l CuCl gerührt. Nach dem Abdekantieren und Filtrieren wird mit
5 g/l Natriumdraht oder Natriumhydrid 12 - 24 Stunden refluxiert und abdestilliert.
Falls sich der Natriumdraht weitgehend umgesetzt hat, sollte nochmals über der
gleichen Menge Natrium refluxiert und abdestilliert werden. Für metallorganische Arbeiten empfiehlt sich, die Trocknung mit Natrium solange fortzusetzen,
bis sich bei der Zugabe von Benzophenon die typische Blaufärbung zeigt.
Aufbewahrung siehe THF!
F
T
Diethylenglycoldimethylether C6H14O3
134.18 g/mol
T
(Diglyme, Bis(2-Methoxyethyl)-ether)
Schmp. -68 °C; Sdp. 162 °C; d = 0.95 g/ml; n D20 =1.4097; DK = 7.0 (20 °C).
Dampfdruck: 7 hPa (20 °C); Flammpunkt: 53 °C; Zündtemperatur: 190 °C.
R 60-61-10-19; S 53-37-45.
MAK: 5 ml/m3 (ppm), 28 mg/m3.
Diethylenglycoldimethylether ist unbegrenzt mit Wasser mischbar; Azeotrop mit
Wasser (75 %), Sdp. 99.8 °C. Handelsüblicher Wassergehalt: ca. 0.2 %.
Auch Diethylenglycoldimethylether bildet Peroxide, außerdem ist in handelsüblichen Qualitäten Dimethoxyethan als Verunreinigung enthalten.
Reinigung und Trocknung wie bei THF, Verunreinigungen von Dimethoxyethan werden durch Destillation über eine Kolonne abgetrennt.
Aufbewahrung siehe THF!
Ester
Ameisensäureethylester
C3H6O2
74.08 g/mol
(Ethylformiat)
Schmp. -80 °C; Sdp. 54 °C; d = 0.92 g/ml; n D20 =1.3597; DK = 9.1 (20 °C).
Dampfdruck: 256 hPa (20 °C); Flammpunkt: -34 °C; Zündtemperatur: 440 °C;
Explosionsgrenzen: 2.7 - 16.5 Vol.-%.
R 11-20/22-36/37; S 9-16-24-26-33; MAK 100 ml/m3 (ppm), 310 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in Ameisensäureethylester 17 % (20 °C); Azeotrop mit
Wasser (5 %), Sdp. 52.6 °C. Handelsüblicher Wassergehalt: ca. 1 %.
Ameisensäureethylester kann mit Ameisensäure und Ethanol infolge einer
Esterspaltung verunreinigt sein.
Ameisensäureethylester wird 24 h über MgSO4 oder K2CO3 vorgetrocknet,
abdekantiert und anschließend über ca. 10 g/l P2O5 abdestilliert.
CaCl2 ist zum Vortrocknen ungeeignet, da es eine Additionsverbindung mit
Ameisensäureethylester eingeht.
F
Xn
Essigsäuremethylester
C3H6O2
74.08 g/mol
F
(Methylacetat)
Schmp. -98 °C; Sdp. 56 °C; d = 0.93 g/ml; n D20 =1.3614; DK = 6.6 (20 °C);
Dampfdruck: 217 hPa (20 °C); Flammpunkt: -13 °C; Zündtemperatur: 475 °C;
Explosionsgrenzen: 3.1 - 16 Vol.-%.
Xi
R 11-36-66-67; S 16-26-29-33; MAK 200 ml/m3 (ppm), 610 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in Essigsäuremethylester 8 % (20 °C); Azeotrop mit
Wasser (3.2 - 3.7 %), Sdp. 56.4 °C. Handelsüblicher Wassergehalt :ca. 0.1 %
Essigsäuremethylester wird 24 h über K2CO3 sicc. vorgetrocknet, abdekantiert
und anschließend über ca. 10 g/l P2O5 abdestilliert.
CaCl2 ist zum Vortrocknen ungeeignet, da es mit Methylacetat ebenso wie mit
Ameisensäureethylester eine Additionsverbindung eingeht.
Essigsäureethylester
C4H8O2
88.10 g/mol
F
(Ethylacetat)
Schmp. -83 °C; Sdp. 77 °C; d = 0.90 g/ml; n D20 =1.3723; DK = 6.0 (25 °C).
Dampfdruck: 103 hPa (20 °C); Flammpunkt: -4 °C; Zündtemperatur: 460 °C;
Explosionsgrenzen: 2.1 - 11.5 Vol.-%.
R 11-36-66-67; S 16-26-33; MAK: 400 ml/m3 (ppm), 1500 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in Essigsäureethylester 2.9 % (25 °C); Azeotrop mit
Wasser (8.5 %), Sdp. 70.4 °C. Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.1 %
Die Reinigung und Trocknung erfolgt wie bei Essigsäuremethylester.
Xi
Aprotische, dipolare Lösungsmittel
Aceton
C3H6O
MG: 58.08 g/mol
Schmp. -95 °C; Sdp. 56 °C; d = 0.79 g/ml; n D20 =1.3588; DK = 20.7 (25 °C).
Dampfdruck: 233 hPa (20 °C); Flammpunkt: -20 °C; Zündtemperatur: 540 °C;
Explosionsgrenzen: 2.2 - 12.8 Vol.-%.
F
Xi
R 11-36-66-67; S 9-16-26; MAK 500 ml/m3 (ppm), 1200 mg/m3.
Aceton ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, handelsüblicher Wassergehalt ca.
0.4 %.
Organische Verunreinigungen < 1 % (Methanol, Aldehyde).
Alle üblichen Trocknungsmittel bewirken aldolartige Kondensationsreaktionen,
die eine sorgfältige fraktionierende Destillation erfordern. Bei Beachtung dieser
Tatsache kann Aceton mit K2CO3, P2O5 oder auch mit CaCl2 (Trockenzeit max.
6 h) getrocknet werden.
Am besten geeignet ist die Trocknung über Molekularsieb 3 Å (bei statischer
Trocknung: 100g Molekularsieb auf 1 l Aceton, bei dynamischer Trocknung 100
g Molekularsieb auf 5 l).
Aceton wird über Molekularsieb 3 Å aufbewahrt.
Acetonitril
C2H3N
MG: 41.05 g/mol
Schmp. -46 °C; Sdp. 81 °C; d = 0.78 g/ml; n D20 =1.3442; DK = 37.5 (20 °C).
Dampfdruck: 97 hPa (20 °C); Flammpunkt: 5 °C; Zündtemperatur: 525 °C;
Explosionsgrenzen: 4.4 - 16 Vol.-%.
R 11-23/24/25; S 16-27-45; MAK: 40 ml/m3 (ppm), 68 mg/m3.
Acetonitril ist mit Wasser unbegrenzt mischbar. Azeotrop bei 15.9 %,
Sdp. 76.7 °C. Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.3 %.
Verunreinigungen in Acetonitril: Acrylnitril, Amine.
Acetonitril wird mit 1 g/l Natriumhydrid-Dispersion 10 Minuten refluxiert und
danach rasch abdestilliert. Das Destillat wird mit 2 g/l P2O5 versetzt, nochmals
10 Minuten refluxiert und wieder rasch abdestilliert. Mit dieser Prozedur ist ein
Wassergehalt von etwa 10-3 % erreichbar.
Acetonitril wird in dunklen Flaschen über Molekularsieb 3 Å aufbewahrt.
F
T
T
N,N-Dimethylformamid
C3H7NO
73.10 g/mol
(DMF)
Schmp. -60 °C; Sdp. 153 °C; d = 0.95 g/ml; n D20 =1.4305; DK = 36.7 (20 °C).
Dampfdruck: 4 hPa (20 °C); Flammpunkt: 59 °C; Zündtemperatur: 440 °C;
Explosionsgrenzen: 2.2 - 16 Vol.-%.
R 61-E20/21-36; S 53-45; MAK: 10 ml/m3 (ppm), 30 mg/m3.
DMF ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, es bildet kein Azeotrop mit Wasser.
Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.15 %.
Verunreinigungen: Dimethylamin, Ammoniak und Wasser.
• 100 ml DMF werden mit ca. 13 ml Benzol und 4 ml Wasser versetzt und
fraktionierend destilliert. Wenn im Vorlauf das Azeotrop Benzol-Wasser
zusammen mit den Amin-Verunreinigungen übergegangen ist, wird das DMF
anschließend durch Destillation im Wasserstrahlvakuum rein erhalten.
• DMF wird über ca. 20 g/l P2O5 im Wasserstrahlvakuum destilliert.
Aufbewahrung in dunklen Flaschen über Molekularsieb 3 Å (DMF wird durch
sichtbares und UV-Licht photochemisch zersetzt!).
N-Methylpyrrolidon
C5H9NO
(NMP, 1-Methyl-2-pyrrolidon))
99.13 g/mol
Schmp. -24 °C; Sdp. 202 °C; d = 1.03 g/ml; n D20 =1.4684; DK = 33 (25 °C).
Dampfdruck: 0.32 hPa (20 °C); Flammpunkt: 95 °C; Zündtemperatur: 245 °C;
Explosionsgrenzen: 1.3 - 9.5 Vol.-%.
R 36/38; S 41; MAK: 19 ml/m3 (ppm), 80 mg/m3.
NMP ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, handelsüblicher Wassergehalt ca.
1 %. Verunreinigungen: Methylamin, Butyrolacton.
• Käufliches NMP wird zunächst mit 50 g/l P2O5, besser noch mit 10 g/l CaH2
versetzt und etwa 6 Stunden mit einem KPG-Rührer heftig gerührt. Nach dem
Abdekantieren wird im Wasserstrahlvakuum destilliert.
• Das käufliche NMP wird mit etwa 1.5 Gewichts-% CH3ONa versetzt und
über Nacht stehen gelassen. Anschließend wird im Wasserstrahlvakuum
destilliert (zunächst langsam, um Methylamin zu entfernen!).
NMP wird in einer dunklen Flasche über Molekularsieb 4 Å und unter Schutzgas
(N2) aufbewahrt.
Xi
Dimethylsulfoxid
C2H6OS
78.13 g/mol
Xi
(DMSO)
Schmp. 18 °C; Sdp. 189 °C; d = 1.10 g/ml; n 20 =1.4783; DK = 48.9 (20 °C).
Dampfdruck: 0.6 hPa (20 °C); Flammpunkt: 95 °C; Explosionsgrenzen: 1.8 - 63
Vol.-%.
R 36/38; S 26.
DMSO ist hygroskopisch und mit Wasser unbegrenzt mischbar, kein Azeotrop
mit Wasser. Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.5 %.
Organische Verunreinigungen < 1 % (Methanol, Aldehyde).
Zur Reinigung und Trocknung genügt in den meisten Fällen die fraktionierende
Destillation im Wasserstrahlvakuum. Davor kann mit 50 g/l Calciumsulfatsemihydrat (SIKKON®) oder 25 g/l Calciumhydrid vorgetrocknet werden.
Aufbewahrung in dunklen Flaschen über Molekularsieb 3 Å
Nitromethan
CH 3NO2
61.0 g/mol
Schmp. -28 °C; Sdp. 101 °C; d = 1.14 g/ml; n 20 =1.3818; DK = 38.6 (20 °C).
Dampfdruck: 36 hPa (20 °C); Flammpunkt: 44 °C; Zündtemperatur 415 °C;
Explosionsgrenzen: 7.3 - 63 Vol.-%.
R 5-10-22; S 41; MAK: 100 ml/m3 (ppm), 250 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in Nitromethan 8.3 % bei 20 °C. Azeotrop mit Wasser
(23.6 %), Sdp. 83 °C. Handelsüblicher Wassergehalt ca. 1 %.
Organische Verunreinigungen in Nitromethan sind Spuren von Formaldehyd,
Acetaldehyd, Methanol und Ethanol.
Nitromethan wird durch eine fraktionierende Destillation über ca. 10 g/l P2O5
gereinigt und getrocknet. In vielen Fällen ist bereits eine sorgfältige Destillation
ausreichend.
Xn
Amine
Vor allem wasserlösliche Amine sind schwer zu trocknen und überdies stark hygroskopisch.
Es hat sich gezeigt, daß nach geeigneter Vortrocknung die Aufbewahrung über Molekularsieb
am wirksamsten ist (vgl. D. R. Burfield, R. H. Smithers und A. S. Ch. Tan, J. Org. Chem. 43,
3967 (1978)).
Diisopropylamin
C6H15N
101.2 g/mol
F
(DIPA)
Schmp. -96 °C; Sdp. 84 °C; d = 0.71 g/ml; n D20 =1.3915.
Dampfdruck: 100 hPa (20 °C); Flammpunkt: -17 °C; Zündtemperatur: 285 °C;
Explosionsgrenzen: 1.5 - 8.5 Vol.-%.
C
R 11-20/22-34; S 16-26-36/37/39-45.
Löslichkeit von DIPA in Wasser 11 % bei 30 °C; Löslichkeit von Wasser in
DIPA 40 % bei 30 °C; Azeotrop mit Wasser (9.2 %), Sdp. 74.1 °C.
Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.4 %.
Handelsübliches DIPA enthält ca. 0.5 % andere Basen.
Zur Trocknung wird DIPA eine Woche über ca. 10 g/l gepulvertem CaH2
refluxiert und anschließend direkt abdestilliert.
DIPA wird in dunklen Flaschen über Molekularsieb 4 Å und unter Inertgas (N2)
aufbewahrt.
N-Ethyl-diisopropylamin
C8H19N
129.3 g/mol
F
Schmp. 10 °C; Sdp. 127 °C; d = 0.76 g/ml; n D20 =1.4133.
Flammpunkt: 3 °C.
R 11-22-34-52/53; S 16-26-36/37/39-45-61.
Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.1 %.
Handelsübliches Ethyldiisopropylamin enthält bis zu 2 % andere Basen.
Reinigung und Trocknung wie Triethylamin.
Aufbewahrung in dunklen Flaschen über Molekularsieb 4 Å und unter Inertgas
(N2).
C
Triethylamin
C6H15N
101.2 g/mol
Schmp. -115 °C; Sdp. 89 °C; d = 0.73 g/ml; n D20 =1.4000; DK = 2.4 (20 °C).
Dampfdruck: 70 hPa (20 °C); Flammpunkt: -17 °C; Zündtemperatur: 215 °C;
Explosionsgrenzen: 1.2 - 8 Vol.-%.
F
C
R 11-20/21/22-35; S 3-16-26-29-36/37/39-45; MAK 1 ml/m3 (ppm), 4.2 mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in Triethylamin 4.6 % bei 20 °C; Löslichkeit von
Triethylamin in Wasser 5.5 % bei 20 °C; Azeotrop mit Wasser (10 %), Sdp. 75
°C.
Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.2 %.
Handelsübliches Triethylamin wird solange mit KOH-Plätzchen versetzt, bis
sich auch beim Rückflußkochen kein weiteres KOH mehr löst. Dann läßt man
abkühlen, dekantiert ab, gibt 50 g/l frische KOH-Plätzchen zu und refluxiert
erneut eine Stunde, dekantiert erneut ab und destilliert anschließend. Das
Destillat wird nun 2 - 3 Stunden über frischem CaH2 refluxiert und erneut
abdestilliert.
Für höhere Ansprüche ist es empfehlenswert, das so gereinigte Triethylamin
unmittelbar vor Gebrauch erneut über LiAlH4 oder NaH-Dispersion
abzudestillieren.
Aufbewahrung in dunklen Flaschen über Molekularsieb 4 Å und unter Inertgas
(N2).
Tetramethylethylendiamin
C6H16N2
116.2 g/mol
F
(TMEDA)
Schmp. -55 °C; Sdp. 120-122 °C; d = 0.78 g/ml; n 20 =1.4179; DK = 2.7 (20 °C).
Flammpunkt: 17 °C.
R 11-20/22-34; S 16-26-36/37/39-45.
Handelsübliches TMEDA kann bis zu 50% Wasser enthalten! TMEDA ist sehr
schwierig zu trocknen und äußerst hygroskopisch.
Das käufliche TMEDA wird solange mit gepulverter KOH gesättigt, bis sich
keine zwei Phasen mehr bilden. Danach wird das TMEDA mit 10 g/l NaH oder
Na versetzt und über Nacht refluxiert, anschließend abdestilliert. Dieses
Verfahren wird nun solange wiederholt, bis ein scharfer Siedepunkt von 120 122 °C erreicht ist.
Aufbewahrung in dunklen Flaschen über Molekularsieb 4 Å und unter Inertgas
(N2).
C
Pyridin
C5H5N
79.10 g/mol
Schmp. -41 °C; Sdp. 115 °C; d = 0.98 g/ml; n D20 =1.5029; DK = 12.3 (25 °C).
Dampfdruck: 20 hPa (20 °C); Flammpunkt: 17 °C; Zündtemperatur: 550 °C;
Explosionsgrenzen: 1.7 - 10.6 Vol.-%.
F
Xn
R 11-20/21/22; S 26-28; MAK: 5 ml/m3 (ppm), 16 mg/m3.
Pyridin ist mit Wasser unbegrenzt mischbar und hygroskopisch; Azeotrop mit
Wasser (43 %), Sdp. 94 °C. Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.3 %.
Pyridin enthält oft Verunreinigungen homologer Pyridine, Anilin und Phenol.
In den meisten Fällen reicht es aus, Pyridin zur Trocknung mehrere Tage über
ca. 20 g/l festem KOH stehen zu lassen.
Falls Spuren von gelöstem KOH stören, wird zusätzlich über KOH oder besser
noch über NaH-Dispersion abdestilliert.
Aufbewahrung über Molekularsieb 4 Å.
Alkohole
Methanol
CH4O
32.04 g/mol
F
20
D
Schmp. -98 °C; Sdp. 65 °C; d = 0.79 g/ml; n =1.3288; DK = 32.6 (20 °C).
Dampfdruck: 128 hPa (20 °C); Flammpunkt: 11 °C; Zündtemperatur: 455 °C;
Explosionsgrenzen: 5.5 - 44 Vol.-%.
R 11-23/24/25-39/23/24/25; S 7-16-36/37-45;
MAK :200 ml/m3 (ppm), 270 mg/m3; Gefahr der Hautresorption!
Methanol ist mit Wasser unbegrenzt mischbar und hygroskopisch. Es bildet kein
Azeotrop mit Wasser. Handelsüblicher Wassergehalt < 1%.
• Größere Wassermengen lassen sich durch fraktionierende Destillation über
eine Kolonne abtrennen, das so destillierte Methanol ist etwa 99.8-%ig.
• Absolutierung mit Magnesiumspänen (der Wassergehalt muß dafür bereits <
1 % sein!):
In einem 1-l-Rundkolben mit Rückflußkühler werden etwa 8 g Magnesiumspäne und 0.5 g Jod vorgelegt. 100 ml Methanol werden durch den Rückflusskühler zugegeben und solange erwärmt, bis eine stürmische Reaktion unter Wasserstoffentwicklung einsetzt (die Jodfarbe verschwindet). Falls nötig
wird nochmals mit der gleichen Menge Jod versetzt und erwärmt, bis alles
Magnesium umgesetzt ist. Danach werden etwa 600 ml Methanol durch den
Rückflusskühler zugegeben, 2 Stunden refluxiert und danach abdestilliert.
Aufbewahrung über Molekularsieb 3 Å.
T
Ethanol
C2H6O
46.07 g/mol
F
20
D
Schmp. -117 °C; Sdp. 78 °C; d = 0.79 g/ml; n =1.3614; DK = 24.3 (20 °C).
Dampfdruck: 59 hPa (20 °C); Flammpunkt: 9 °C; Zündtemperatur: 425 °C;
Explosionsgrenzen: 3.5 - 15 Vol.-%.
R 11; S 7-16; MAK 500 ml/m3 (ppm), 960 mg/m3.
Ethanol ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, Azeotrop mit Wasser (4 %), Sdp.
78.2 °C; ternäres Azeotrop mit Wasser und Benzol (18.5 % EtOH, 74.1 %
Benzol und 7.4 % Wasser).
Handelsüblicher Wassergehalt entweder 1 oder 4 %.
In industriell hergestelltem Ethanol kann Isoamylalkohol, Acetaldehyd und
Aceton enthalten sein, in Gärungsalkohol zusätzlich höhere Alkohole (Fuselöle).
Zur Reinigung und Trocknung wird in einer Apparatur mit 3-Halskolben, KPGRührer und Rückflußkühler (mit Metallwendel!) wird das Ethanol (mindestens
99 %) vorgelegt und ca. 7 - 10 g Natriumschnitzel pro Liter portionsweise
zugegeben.
Anschließend wird solange erhitzt, bis alles Natrium unter Bildung von
Natriumethanolat in Lösung gegangen ist. Nun wird ca. 30 g/l
Phthalsäurediethylester zugegeben, nochmals 3 Stunden refluxiert und danach
abdestilliert.
Aufbewahrung über Molekularsieb 3 Å.
1-Propanol
C3H8O
60.10 g/mol
F
(n-Propanol)
Schmp. -126 °C; Sdp. 97 °C; d = 0.80 g/ml; n 20 =1.3853; DK = 20.1 (25 °C).
Dampfdruck: 19 hPa (20 °C); Flammpunkt: 15 °C; Zündtemperatur: 405 °C;
Explosionsgrenzen: 2.1 - 13.5 Vol.-%.
R 11-41-67; S 7-16-24-26-29.
1-Propanol ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, Azeotrop mit Wasser (28.3 %),
Sdp. 87.6 °C. Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.2 %.
Größere Mengen Wasser werden durch azeotrope Destillation entfernt. Die
Trocknung erfolgt wie bei Ethanol, jedoch unter Zusatz von Phthalsäure- oder
Benzoesäure-n-propylester.
Aufbewahrung über Molekularsieb 3 Å.
Xi
2-Propanol
C3H8O
60.10 g/mol
F
(Isopropanol)
Schmp. -89 °C; Sdp. 82 °C; d = 0.78 g/ml; n D20 =1.3776; DK = 18.3 (25 °C),
Dampfdruck: 43 hPa (20 °C); Flammpunkt: 12 °C; Zündtemperatur: 485 °C;
Explosionsgrenzen: 2 - 12 Vol.-%.
R 11-36-67; S 7-16-24/25-26; MAK: 200 ml/m3 (ppm), 500 mg/m3.
Xi
2-Propanol ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, Azeotrop mit Wasser (12 %),
Sdp. 80.1 °C. Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.2 %.
Nach 12 Stunden Vortrocknen mit etwa 200 g/l Calciumsulfat-semihydrat
(SIKKON®) wird vom Trockenmittel abdekantiert. In einer Apparatur mit 3Halskolben, KPG-Rührer und Rückflusskühler (mit Metallwendel!) wird das
vorgetrocknete 2-Propanol vorgelegt und ca. 7 - 10 g Natriumschnitzel pro Liter
por-tionsweise zugegeben. Anschließend wird solange erhitzt, bis alles Natrium
unter Bildung von Natriumpropanolat in Lösung gegangen ist. Nun wird mit ca.
35 ml/l Benzoesäureisopropylester versetzt, nochmals 3 Stunden refluxiert und
danach abdestilliert.
Aufbewahrung über Molekularsieb 3 Å.
1-Butanol
C4H10O
74.12 g/mol
Xn
(n-Butanol)
Schmp. -89 °C; Sdp. 117 °C; d = 0.81 g/ml; n 20 =1.3993; DK = 17.8 (20 °C).
Dampfdruck: 6.7 hPa (20 °C); Flammpunkt: 30 °C; Zündtemperatur: 340 °C;
Explosionsgrenzen: 1.4 - 11.3 Vol.-%.
R 10-22-37/38-41-67; S 7/9-13-26-37/39-46; MAK: 100 ml/m3 (ppm), 310
mg/m3.
Löslichkeit von Wasser in 1-Butanol 20.5 % bei 25 °C; Azeotrop mit Wasser
(42.5 %), Sdp. 92.7 °C. Handelsüblicher Wassergehalt 0.1 %.
1-Butanol wird mit Natrium und Phthalsäuredibutylester - analog wie bei
Ethanol beschrieben - getrocknet.
Aufbewahrung über Molekularsieb 3 Å.
tert-Butanol
C4H10O
74.12 g/mol
F
(2-Methyl-2-propanol)
Schmp. 24 °C; Sdp. 82 °C; d = 0.78 g/ml; n D20 =1.3838; DK = 10.9 (30 °C).
Dampfdruck: 40 hPa (20 °C); Flammpunkt: 11 °C; Zündtemperatur: 470 °C;
Explosionsgrenzen: 2.3 - 8 Vol.-%.
R 11-20; S 9-16; MAK: 20 ml/m3 (ppm), 62 mg/m3.
Xn
Tert-Butanol ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, Azeotrop mit Wasser (11.8
%), Sdp. 79.9 °C. Handelsüblicher Wassergehalt ca. 0.1 %.
Zur Trocknung wird tert-Butanol mit ca. 100 g/l Calciumhydrid 24 Stunden zum
Sieden erhitzt (Vorsicht, das Trockenmittel kann heftiges 'Stoßen' verursachen,
Apparatur gut sichern!) und danach abdestilliert. Das Destillat wird dann mit ca.
8 - 10 g Natriumschnitzel solange erhitzt, bis sich alles Natrium umgesetzt hat,
hierauf wird abdestilliert.
Reines tert-Butanol kristallisiert bei Raumtemperatur aus! Deshalb muß das
Kühlwasser bei der Destillation auf 26 - 30 °C gehalten werden!
Ethylenglycolmonomethylether C3H8O2
76.10 g/mol
(Methylglycol, 2-Methoxyethanol, Methylcellosolve)
Schmp. -85 °C; Sdp. 124 °C; d = 0.96 g/ml; n D20 =1.4021; DK = 15.4 (20 °C).
Dampfdruck: 11 hPa (20 °C); Flammpunkt: 46 °C; Zündtemperatur 285 °C;
Explosionsgrenzen: 2.5 - 20 Vol.-%.
R 60-61-10-E20/21/22; S 53-45; MAK: 5 mg/m3 (ppm), 16 mg/m3.
Ethylenglycolmonomethylether ist mit Wasser unbegrenzt mischbar; Azeotrop
mit Wasser (84.7 %), Sdp. 99.9 °C. Handelsüblicher Wassergehalt 0.2 %.
Ethylenglycolmonomethylether kann neben verschiedenen Carbonsäuren und
Aldehyden auch Peroxide enthalten!
Zur Reinigung und Trocknung gibt es folgende Methoden:
• Fraktionierende Destillation über eine 1 m-Füllkörperkolonne, Rücklaufverhältnis 25:1.
• Mit ca. 2 g/l CaH2 zwei Stunden refluxieren, anschließend fraktionierend
destillieren. Diese Methode zerstört auch Peroxide.
T
Carbonsäuren und Derivate
Organische Säuren ätzen sehr stark, insbesondere wenn sie heiß sind. Unbedingt
Schutzhandschuhe tragen!
Ameisensäure
CH2O2
46.03 g/mol
C
20
Schmp. 8 °C; Sdp. 100 °C; d = 1.22 g/ml; n =1.3714; DK = 58.5 (16 °C).
Dampfdruck: 43 hPa (20 °C); Zündtemperatur: 520 °C;
Explosionsgrenzen: 14 - 33 Vol.-%.
R 35; S 23-26-45; MAK: 5 mg/m3 (ppm), 9.5 mg/m3.
Ameisensäure ist mit Wasser unbegrenzt mischbar und sehr hygroskopisch;
Azeotrop mit Wasser (23.5 %), Sdp. 107.6 °C. Handelsüblicher Wassergehalt ca.
2 %.
Neben Wasser kann Ameisensäure Natriumformiat und Essigsäure enthalten.
Bei Raumtemperatur zersetzt sich Ameisensäure langsam zu CO und Wasser.
Die Behälter können dadurch unter hohen Druck stehen, deshalb vorsichtig
öffnen!
Zur Reinigung wird Destillation über Borsäureanhydrid oder wasserfreiem
CuSO4 vorgeschlagen.
Essigsäure
C2H4O2
(100 %ige Essigsäure = Eisessig)
60.05 g/mol
Schmp. 17 °C; Sdp. 118 °C; d = 1.05 g/ml; n D20 =1.3714; DK = 6.1 (20 °C).
Dampfdruck: 16 hPa (20 °C); Flammpunkt: 40 °C; Zündtemperatur: 485 °C;
Explosionsgrenzen: 4 - 17 Vol.-%.
R 10-35; S 23-26-45; MAK: 10 ml/m3 (ppm), 25 mg/m3.
Essigsäure ist mit Wasser unbegrenzt mischbar, kein Azeotrop mit Wasser.
Handelsüblicher Wassergehalt 1-4 %.
Zur Reinigung und Trocknung wird Eisessig mit ca. 20 g/l wasserfreiem CuSO4
oder P2O5 zwei Stunden refluxiert, danach fraktionierend destilliert
(Acetanhydrid: Sdp. 140 °C).
Eisessig wird über Molekularsieb 4 Å aufbewahrt.
C
Essigsäureanhydrid
C4H6O3
102.09 g/mol
(Acetanhydrid)
Schmp. -73 °C; Sdp. 140 °C; d = 1.08 g/ml; n 20 =1.3903; DK = 20.7 (20 °C).
Dampfdruck: 5 hPa (20 °C); Flammpunkt 49 °C; Zündtemperatur: 389 °C;
Explosionsgrenzen: 2 - 10.2 Vol.-%.
R 10-20/22-34; S 26-36/37/39-45; MAK: 5 ml/m3 (ppm), 21 mg/m3.
Essigsäureanhydrid zersetzt sich mit Wasser, als Verunreinigung ist deshalb
Essigsäure zu erwarten.
Zur Reinigung Trocknung wird Essigsäureanhydrid mit ca. 20 g/l P2O5 zwei
Stunden refluxiert, danach fraktionierend destilliert.
C