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

Details: Veröffentlicht am Mittwoch, 09. Februar 2011 06:56; Geschrieben von Manfred Seidl

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	EUH- / H- / P-Sätze	Menge
Natriumborhydrid, NaBH₄ Synonyme: Natriumboranat, Natriumtetrahydridoborat M: 37.83 g/mol CAS-Nr.: 16940-66-2 EG-Nr.: 241-004-4 WGK: 2	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 KONTAKT MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen. P305 + P351 + P338: BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen. P309 + P310: BEI Exposition oder Unwohlsein: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P402 + P404: In einem geschlossenen Behälter an einem trockenen Ort aufbewahren.	5.0g
Blei(IV)-oxid, PbO₂ Synonyme: Bleidioxid, Bleisuperoxid, Bleiperoxid M: 239.19 g/mol CAS-Nr.: 1309-60-0 EG-Nr.: 215-174-5 Reproduktionstoxizität-Cat.: 1A WGK: 3	Gefahr	H272: Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel. H360Df: Kann das Kind im Mutterleib schädigen. Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. H332: Gesundheitsschädlich bei Einatmen. H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H373: Kann die Organe schädigen (alle betroffenen Organe nennen, sofern bekannt) bei längerer oder wiederholter Exposition (Expositionsweg angeben, wenn schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht). H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung. P201: Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen. P220: Von Kleidung/brennbaren Materialien fernhalten/entfernt aufbewahren. P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P308 + P313: BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ ärztliche Hilfe hinzuziehen. P501: Inhalt/ Behälter in einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen.	0.02g
Schwefelsäure 95-97%, H₂SO₄ Synonyme: konz. Schwefelsäure, Schwefelsäure konz. M: 98.08 g/mol CAS-Nr.: 7664-93-9 EG-Nr.: 231-639-5 WGK: 1	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. P309: BEI Exposition oder Unwohlsein: P310: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. P305 + P351 + P338: BEI BERÜHRUNG MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.	5.6mL
Natriumhydroxid, NaOH Synonyme: Ätznatron M: 40.00 g/mol CAS-Nr.: 1310-73-2 EG-Nr.: 215-185-5 WGK: 1	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 BERÜHRUNG MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.	0.3g
Tris(2,2'-bipyridyl)-ruthenium(II)-chlorid Hexahydrat, C₃₀H₂₄Cl₂N₆Ru * 6 H₂O Synonyme: Ruthenium-tris(2,2'-bipyridyl)-dichlorid Hexahydrat, Tris(2,2'-bipyridyl)-dichlororuthenium(II) M: 748.62 g/mol CAS-Nr.: 50525-27-4 EG-Nr.: - WGK: 3		-	0.021g

Chemikalie

Symbole

EUH- / H- / P-Sätze

Menge

Natriumborhydrid, NaBH₄

Synonyme: Natriumboranat, Natriumtetrahydridoborat
M: 37.83 g/mol

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

WGK: 2

GHS 02 - Flamme

GHS 06 - Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS 05 - 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 KONTAKT MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen.

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

P309 + P310: BEI Exposition oder Unwohlsein: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.

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

5.0g

Blei(IV)-oxid, PbO₂

Synonyme: Bleidioxid, Bleisuperoxid, Bleiperoxid
M: 239.19 g/mol

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

Reproduktionstoxizität-Cat.: 1A
WGK: 3

GHS 03 - Flamme über einem Kreis

GHS 08 - Gesundheitsgefahr

GHS 07 - Ausrufezeichen

GHS 09 - Umwelt

Gefahr

H272: Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel.

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

H332: Gesundheitsschädlich bei Einatmen.

H302: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.

H373: Kann die Organe schädigen (alle betroffenen Organe nennen, sofern bekannt) bei längerer oder wiederholter Exposition (Expositionsweg angeben, wenn schlüssig belegt ist, dass diese Gefahr bei keinem anderen Expositionsweg besteht).

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung.

P201: Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen.

P220: Von Kleidung/brennbaren Materialien fernhalten/entfernt aufbewahren.

P273: Freisetzung in die Umwelt vermeiden.

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

P501: Inhalt/ Behälter in einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen.

0.02g

Schwefelsäure 95-97%, H₂SO₄

Synonyme: konz. Schwefelsäure, Schwefelsäure konz.
M: 98.08 g/mol

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

WGK: 1

GHS 05 - 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.

P309: BEI Exposition oder Unwohlsein:

P310: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.

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

5.6mL

Natriumhydroxid, NaOH

Synonyme: Ätznatron
M: 40.00 g/mol

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

WGK: 1

GHS 05 - 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 BERÜHRUNG MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen.

0.3g

Tris(2,2'-bipyridyl)-ruthenium(II)-chlorid Hexahydrat, C₃₀H₂₄Cl₂N₆Ru * 6 H₂O

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

CAS-Nr.: 50525-27-4
EG-Nr.: -

WGK: 3

Strukturformel Tris(2,2‘-bipyridyl)-ruthenium(II)-chlorid

0.021g

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau:

2 x 250mL Bechergläser, 2 x 100mL Bechergläser, 300mL Erlenmeyerkolben, 3 x 100mL Messzylinder, Einwegpipette, Analysenwaage, [UV-Lampe (λ=366nm)]

Reaktionsgleichung:

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

Versuchsdurchführung:

Kurzerläuterung:

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.

Versuchsdurchführung:

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

Lösung 2 (2 x 100mL Bechergläser): In 30mL 1.0M Schwefelsäure werden 0.021g Tris(2,2‘-bipyridyl)-ruthenium(II)-chlorid Hexahydrat gelöst. Nun werden noch 0.02g 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 (250mL Becherglas): In 50mL dest. Wasser werden 0.3g Natriumhydroxid gelöst. Nun werden 5.0g Natriumborhydrid eingetragen, und solange gerührt bis sich auch dieses aufgelöst hat. Die fertige Lösung wird in einen 300mL 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.