Versuchsbeschreibung

Eine Tris(2,2′-bipyridyl)-ruthenium(III)-chlorid-Lösung wird in eine wässrige Lösung von Natriumborhydrid getropft. Dabei zeigt sich eine orangefarbene Chemolumineszenz.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze

5.0 g Natriumborhydrid, NaBH4

Natriumboranat, Natriumtetrahydridoborat
M: 37.83 g/mol

CAS-Nr.: 16940-66-2
EG-Nr.: 241-004-4
UN-Nr.: 1426

WGK: 2

GHS02 – Flamme

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

H260: In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase, die sich spontan entzünden können.

H301+H311: Giftig bei Verschlucken oder Hautkontakt.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P302+P352: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser/Seife waschen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

P402+P404: An einem trockenen Ort aufbewahren. In einem geschlossenen Behälter aufbewahren.

5.6 mL Schwefelsäure 95–97 %, H2SO4

M: 98.08 g/mol

CAS-Nr.: 7664-93-9
EG-Nr.: 231-639-5
UN-Nr.: 1830

WGK: 1

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

0.02 g Blei(IV)-oxid, PbO2

Bleidioxid, Bleisuperoxid, Bleiperoxid
M: 239.19 g/mol

CAS-Nr.: 1309-60-0
EG-Nr.: 215-174-5
UN-Nr.: 1872

Reproduktionstoxizität-Kat.: 1A
WGK: 3

GHS03 – Flamme über einem Kreis

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS09 – Umwelt

Gefahr

H272: Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel.

H302+H332: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Einatmen.

H360Df: Kann das Kind im Mutterleib schädigen. Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen.

H373: Kann die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition.

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

P201: Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen.

P210: Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.

P220: Von Kleidung und anderen brennbaren Materialien fernhalten.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P308+P313: BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen.

P370+P378: Bei Brand: Löschpulver oder Trockensand zum Löschen verwenden.

0.3 g Natriumhydroxid, NaOH

Ätznatron
M: 40.00 g/mol

CAS-Nr.: 1310-73-2
EG-Nr.: 215-185-5
UN-Nr.: 1823

WGK: 1

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

H290: Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

P280: Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen.

P301+P330+P331: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

P305+P351+P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

P308+P310: BEI Exposition oder falls betroffen: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

0.021 g Tris(2,2′-bipyridyl)-ruthenium(II)-chlorid-Hexahydrat, C30H24Cl2N6Ru · 6 H2O

Ruthenium-tris(2,2′-bipyridyl)-dichlorid-Hexahydrat, Tris(2,2′-bipyridyl)-dichlororuthenium(II)
M: 748.62 g/mol

CAS-Nr.: 50525-27-4

WGK: 3

 

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Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

2 × 250-ml-Becherglas, 2 × 100-ml-Becherglas, 300-ml-Erlenmeyerkolben, 3 × 100-ml-Messzylinder, Einwegpipette, Analysenwaage,
[UV-Lampe (λ = 366 nm)]

 

Versuchsdurchführung

Lösung 1 (1.0 M H2SO4): In einem 250-ml-Becherglas werden 5.6 mL konz. Schwefelsäure, unter Rühren, in 94.4 mL dest. Wasser geben. 30 mL dieser Lösung werden in das 100-ml-Becherglas für Lösung 2 gegeben. Der Rest der 1.0 M Schwefelsäure kann aufbewahrt werden.

Lösung 2 (2 × 100-ml-Becherglas): In 30 mL 1.0 M Schwefelsäure werden 0.021 g Tris(2,2′-bipyridyl)-ruthenium(II)-chlorid-Hexahydrat gelöst. Nun werden noch 0.02 g Blei(IV)-oxid zugegeben und solange gerührt, bis die Lösung eine grüngelbe oder grüne Farbe angenommen hat. Durch einen Analysentrichter mit Filter wird restliches Blei(IV)-oxid abgetrennt.

Lösung 3 (250-ml-Becherglas): In 50 mL dest. Wasser werden 0.3 g Natriumhydroxid gelöst. Nun werden 5.0 g Natriumborhydrid eingetragen, und solange gerührt bis sich auch dieses aufgelöst hat. Die fertige Lösung wird in einen 300-ml-Erlenmeyerkolben übertragen.

Der Erlenmeyerkolben mit der Natriumborhydrid-Lösung wird mit einem Rührfisch versehen und auf einen Magnetrührer gestellt. Die Lösung sollte mit Stufe 2–3 gut durchmischt werden. Der Raum muss jetzt abgedunkelt werden. Mit einer Einwegpipette wird jetzt die Tris(2,2′-bipyridyl)-ruthenium(III)-chlorid-Lösung tropfenweise zugegeben. Unter starkem Aufschäumen kann man jetzt eine kurze orangefarbene Chemolumineszenz beobachten. Wenn einem das Leuchten zu schwach ist, kann auch noch eine UV-Lampe eingesetzt werden.

 

Reaktionsgleichung

Herstellung von Tris(2,2′-bipyridyl)-ruthenium(III)-chlorid:

2 Ru(bipy)32+ + PbO2 + 4 H3O+ → 2 Ru(bipy)33++Pb2+ + 6 H2O

 

Versuchsdurchführung:

Versuchsdurchführung

 

Durch die Verwendung von Natriumborhydrid als Reduktionsmittel entsteht aus dem Tris(2,2′-bipyridyl)-ruthenium(III)-chlorid das Tris(2,2′-bipyridyl)-ruthenium(II)-chlorid. Dieser Ruthenium(II)-komplex befindet sich in einem angeregten Zustand. Diese Anregungsenergie wird in Form von Licht abgestrahlt.

 

Medien

Lichtblitz 1.Lichtblitz 2.Lichtblitz 3.

 

 

Quellenangaben

[1]
B. Z. Shakhashiri. Chemiluminescence of Tris(2,2′-Bipyridyl)-ruthenium(II) Ion. In: Chemical Demonstrations Vol. 1, Univ. of Wisconsin Press, 1983, 194–199.

 

Download

Chemolumineszenz mit Tris(2,2′-bipyridyl)-ruthenium(II)-chlorid

 

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