Showexperimente

Geister-Nebel 1

Einleitung

Triethylaluminium wird durch Wasser zersetzt. Es bildet sich Ethan und Aluminiumhydroxid. Das Tetrakis(dimethylamino)ethylen wird mitgerissen und reagiert mit der Luft (Sauerstoff) und zeigt eine Chemolumineszenz.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie

GHS04 – Gasflasche

Achtung

Stickstoff (gasförmig, verdichtet), N2 – 28.01 g/mol

CAS-Nr.: 7727-37-9 – EG-Nr.: 231-783-9

Press. Gas (Comp.), WGK nwg

H280 Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren. P403 An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

Air Liquide, 089A, SDB vom 22.05.2018

GHS02 – Flamme

GHS07 – Ausrufezeichen

Achtung

5 g Hexamethylentetramin, C6H12N4 – 140.19 g/mol

1,3,5,7-Tetraazatricyclo[3.3.1.13,7]decan (IUPAC), Formin, Urotropin, Aminoform, Hexamin, Methenamin, 1,3,5,7-Tetraazaadamantan

CAS-Nr.: 100-97-0 – EG-Nr.: 202-905-8

Flam. Sol. 2, Skin Sens. 1, WGK 1

H228 Entzündbarer Feststoff. H317 Kann allergische Hautreaktionen verursachen. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P302 + P352 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen.

Sigma-Aldrich, 55321, SDB vom 29.07.2021

GHS02 – Flamme

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

7 mL Triethylaluminium, C6H15Al – 114.16 g/mol

Aluminumtriethanid (IUPAC), Aluminiumtriethyl, TEA

CAS-Nr.: 97-93-8 – EG-Nr.: 202-619-3

Pyr. Liq. 1, Self-heat. 2, Water-react. 1, Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, WGK nwg

H250 Entzündet sich in Berührung mit Luft von selbst. H252 In großen Mengen selbsterhitzungsfähig; kann in Brand geraten. H260 In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase, die sich spontan entzünden können. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P231 + P232 Inhalt unter inertem Gas handhaben und aufbewahren. Vor Feuchtigkeit schützen. P235 Kühl halten. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P370 + P378 Bei Brand: Trockensand, Löschpulver oder alkoholbeständigen Schaum zum Löschen verwenden. EUH014 Reagiert heftig mit Wasser.

Sigma-Aldrich, 257168, SDB vom 20.09.2021

GHS02 – Flamme

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

0.5 mL Tetrahydrofuran, C4H8O – 72.11 g/mol

1,4-Oxidobutan, Tetramethylenoxid, Furantetrahydrid, THF

CAS-Nr.: 109-99-9 – EG-Nr.: 203-726-8

Flam. Liq. 2, Acute Tox. 4 (oral), Eye Irrit. 2, Carc. 2, STOT SE 3 (Atmungssystem, Zentralnervensystem), WGK 1

H225 Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H319 Verursacht schwere Augenreizung. H335 Kann die Atemwege reizen. H336 Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen. H351 Kann vermutlich Krebs erzeugen. P201 Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen. P202 Vor Gebrauch alle Sicherheitshinweise lesen und verstehen. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P308 + P313 BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. EUH019 Kann explosionsfähige Peroxide bilden.

Sigma-Aldrich, 401757, SDB vom 29.07.2021

GHS02 – Flamme

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

8 mL Tetrakis(dimethylamino)ethylen, C10H24N4 – 200.32 g/mol

N1,N1,N2,N2,N′1,N′1,N′2,N′2-Octamethylethen-1,1,2,2-tetramin (IUPAC), Octamethylentetramin, N,N′,N″′-Tetramethylethylendiylidentetraamin

CAS-Nr.: 996-70-3 – EG-Nr.: 213-638-1

Flam. Liq. 3, Skin Corr. 1B, WGK 3

H226 Flüssigkeit und Dampf entzündbar. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P233 Behälter dicht verschlossen halten. P240 Behälter und zu befüllende Anlage erden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

Sigma-Aldrich, 674613, SDB vom 06.08.2021

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

1000-ml-Zweihalskolben, 2 × Glasstopfen, Korkring, Waage, 2 × 10-ml-Spritze mit Kanüle, 2-ml-Pipette, 10-ml-Messzylinder

 

Versuchsdurchführung

In den trockenen 1000-ml-Zweihalskolben werden 5 g Hexamethylentetramin gegeben und dieser anschließend mit Stickstoff gespült (Inertgasatmosphäre). Mit einer Spritze (Kanüle) werden 7 mL Triethylaluminium entnommen und in den Zweihalskolben verbracht. Nun werden noch 0.5 mL Tetrahydrofuran und 8 mL Tetrakis(dimethylamino)ethylen zugesetzt, der Zweihalskolben mit den Glasstopfen verschlossen und kurz durchmischt. Der verschlossene Zweihalskolben wird bei Dunkelheit im Freien in den Korkring gestellt. Die Glasstopfen werden entfernt und 10 mL Wasser zugesetzt. Es entsteht ein chemolumineszenter Nebel, der eine Höhe von 4 m erreichen kann.

Vorsicht beim Umgang mit Triethylaluminium! Eine Selbstentzündung bei Luftkontakt ist möglich!

Wegen der starken Nebel-/Aerosolbildung darf das Experiment nur im Freien durchgeführt werden. Nicht in der Nähe von Wohngebäuden durchführen! Auf Windrichtung achten!

 

Reaktionsgleichung

Abb. 1 – Umsetzung von Triethylaluminium mit Wasser, zu Aluminium(III)-hydroxid und Ethan.
Abb. 1 – Umsetzung von Triethylaluminium mit Wasser, zu Aluminium(III)-hydroxid und Ethan.

 

Abb. 2 – Bildung eines Peroxids.
Abb. 2 – Bildung eines Peroxids.

 

Abb. 3 – Zerfall des Peroxids und Energieübertragung auf ein TDAE-Molekül.
Abb. 3 – Zerfall des Peroxids und Energieübertragung auf ein TDAE-Molekül.

 

Abb. 4 – Energieabgabe durch Photonenemission. dir=
Abb. 4 – Energieabgabe durch Photonenemission.

Die Reaktion von Triethylaluminium und Wasser setzt große Mengen an Ethan und Aluminium(III)-hydroxid (Mikropartikel) frei, welches als Aerosol gebildet wird. Diese Partikel sind mit Tetrakis(dimethylamino)ethylen beladen. Durch diese Oberflächenvergrößerung ist ein intensiver Kontakt mit Luftsauerstoff möglich, was die hellgrüne Chemolumineszenz zur Folge hat.

 

Medien

Abb. 5 – Reaktion [1].

 

Quellenangaben

[1]
H. Brandl, S. Albrecht und M. Haufe. Neue Experimente zur Chemolumineszenz. Chem. unserer Zeit 1993, 27 (6), 303–305.
DOI: 10.1002/ciuz.19930270609
[2]
B. Z. Shakhashiri. Air Oxidation of Tetrakis(dimethylamino)ethylene. In: Chemical Demonstrations Vol. 1, Univ. of Wisconsin Press, 1983,
190–193.

 

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