Versuchsbeschreibung

Aus Oxalylchlorid, 2,4-Dinitrophenol, Triethylamin und wasserfreiem Toluol wird Bis(2,4-dinitrophenyl)-oxalat hergestellt.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze Menge

Oxalylchlorid, C2Cl2O2

Synonyme: Oxalsäuredichlorid
M: 126.92 g/mol

CAS-Nr.: 79-37-8
EG-Nr.: 201-200-2
UN-Nr.: 3129

WGK: 1

GHS02 – Flamme

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

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

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H331: Giftig bei Einatmen.

H335: Kann die Atemwege reizen.

EUH014: Reagiert heftig mit Wasser.

EUH029: Entwickelt bei Berührung mit Wasser giftige Gase.

P280: Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz tragen.

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

P304 + P340: Bei Einatmen: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen.

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

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

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

1.1 mL

2,4-Dinitrophenol, C6H4N2O5

Synonyme: α-Dinitrophenol, 2,4-DNP, DNP
M: 197.45 g/mol

CAS-Nr.: 51-28-5
EG-Nr.: 200-087-7
UN-Nr.: 1320

WGK: 3

GHS02 – Flamme

GHS06 – Totenkopf mit gekreuzten Knochen

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS09 – Umwelt

Achtung

H228: Entzündbarer Feststoff.

H301 + H311 + H331: Giftig bei Verschlucken, Hautkontakt oder Einatmen.

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

H400: Sehr giftig für Wasserorganismen.

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

P260: Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen.

P280: Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung tragen.

P301 + P330 + P331 + P310: BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

P302 + P352 + P312: BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen.

P304 + P340 + P311: BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen.

4.6 g

Triethylamin, C6H15N

Synonyme: N,N-Diethylethanamin
M: 101.19 g/mol

CAS-Nr.: 121-44-8
EG-Nr.: 204-469-4
UN-Nr.: 1296

WGK: 1

GHS02 – Flamme

GHS05 – Ätzwirkung

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.

H302 + H312 + H332: Gesundheitsschädlich bei Verschlucken, Hautkontakt oder Einatmen.

H314: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

H335: Kann die Atemwege reizen.

P210: Von Hitze/Funken/offener Flamme/heißen Oberflächen fernhalten. Nicht rauchen.

P233: Behälter dicht verschlossen halten.

P240: Behälter und zu befüllende Anlagen erden.

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.

P304 + P340: Bei Einatmen: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen.

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

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

P403 + P235: Kühl an einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

3.5 mL

Toluol, C7H8

Synonyme: Methylbenzol, Toluen, Methylbenzen
M: 92.14 g/mol

CAS-Nr.: 108-88-3
EG-Nr.: 203-625-9
UN-Nr.: 1294

Reproduktionstoxizität-Kat.: 2
WGK: 2

GHS02 – Flamme

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS07 – Ausrufezeichen

Gefahr

H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.

H304: Kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein.

H315: Verursacht Hautreizungen.

H336: Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen.

H361d: Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen oder das Kind im Mutterleib schädigen.

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

P210: Von Hitze/ Funken/ offener Flamme/ heißen Oberflächen fernhalten. Nicht rauchen.

P240: Behälter und zu befüllende Anlagen erden.

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

P302 + P352: BEI KONTAKT MIT DER HAUT: Mit viel Wasser und Seife waschen.

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

P314: Bei Unwohlsein ärztlichen Rat einholen/ ärztliche Hilfe hinzuziehen.

P403 + P233: Behälter dicht verschlossen an einem gut belüfteten Ort aufbewahren.

ca. 40 mL

Petrolether Siedebereich 50–70 °C

Synonyme: Petroleumbenzin

CAS-Nr.: 8032-32-4
EG-Nr.: 203-777-6
UN-Nr.: 1268

Reproduktionstoxizität-Kat.: 2
WGK: 3

GHS02 – Flamme

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS09 – Umwelt

Gefahr

H225: Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.

H304: Kann bei Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein.

H315: Verursacht Hautreizungen.

H336: Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen.

H361f: Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen.

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

H411: Giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

P201: Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen.

P210: Von Hitze/ Funken/ offener Flamme/ heißen Oberflächen und anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.

P301 + P310 + P331: BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen. KEIN Erbrechen herbeiführen.

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

P501: Inhalt/ Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen.

 

 

Produkt

Chemikalie Symbole H- / EUH- / P-Sätze Menge
Daten von: Sigma-Aldrich, 325376, SDB vom 25.07.2012

Bis(2,4-dinitrophenyl)-oxalat, C14H6N6O12

Synonyme: 2,4-Dinitrophenyloxalat, DNPO, Oxalsäure-bis(2,4-dinitrophenyl)-ester
M: 422.22 g/mol

CAS-Nr.: 16536-30-4

WGK: 3

GHS07 – Ausrufezeichen

Achtung

H315: Verursacht Hautreizungen.

H319: Verursacht schwere Augenreizung.

H335: Kann die Atemwege reizen.

P261: Einatmen von Staub/ Rauch/ Gas/ Nebel/ Dampf/ Aerosol vermeiden.

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

 

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

100-ml-Dreihalskolben, Stopfen, Thermometer (Schliff), Rückflusskühler, Trockenrohr, Kühlbad, Magnetrührer, Pipette, Vorrichtung zur Saugfiltration, Glasgeräte für Vakuumdestillation

 

Versuchsdurchführung

Um die Ausbeute zu maximieren, empfiehlt es sich das 2,4-Dinitrophenol mittels Exsikkator und Phosphor(V)-oxid im Vakuum zu trocknen. Das käufliche 2,4-Dinitrophenol enthält 10–30 % Wasser.

Man bestückt den Dreihalskolben mit einem Rührfisch, Thermometer und Rückflusskühler mit Trockenrohr. Der zweite Seitenhals wird mit einem Stopfen verschlossen. Dann werden im Kolben 4.6 g (0.025 mol) 2,4-Dinitrophenol vorgelegt und unter Rühren in genügend wasserfreiem Toluol gelöst. Man benötigt ungefähr 40 mL. Anschließend gibt man vorsichtig 3.5 mL (0.025 mol) Triethylamin hinzu und kühlt die Lösung auf unter 5 °C ab. Jetzt kann das Oxalylchlorid zugefügt werden. Dies sollte in Portionen zu 0.1–0.2 mL geschehen, da die Temperatur besonders nach den ersten Portionen sehr rasch ansteigt. Insgesamt werden 1.1 mL (0.0125 mol) Oxalylchlorid benötigt. Nachdem ungefähr die Hälfte des Oxalylchlorids zugesetzt wurde, beginnt das Produkt schon, auszufallen. Nach der Oxalylchlorid-Zugabe lässt man den Ansatz für mehrere Stunden, am besten über Nacht, stehen. Danach wird das Lösungsmittel unter Vakuum abdestilliert. Zurück bleibt ein gelblicher Rückstand. Dieser wird so lange mit Petrolether digeriert, bis er weiß ist. Das dauert ca. 20 Min. Der jetzt weiße Rückstand wird abgenutscht, mit reichlich Wasser, um Triethylamin-Hydrochlorid zu lösen, und danach mit Petrolether gewaschen. Das Produkt wurde ebenfalls aus Petrolether umkristallisiert. Man kann auch Toluol verwenden. Das Bis(2,4-dinitrophenyl)-oxalat wird an der Luft getrocknet.

 

Reaktionsgleichung

Reaktionsgleichung Veresterung von 2,4-Dinitrophenol mit Oxalylchlorid zu Bis(2,4-dinitrophenyl)-oxalat

Durch dieses Edukt entsteht bei der Veresterung aus dem Ester nicht Wasser, sondern Chlorwasserstoff, der im günstigen Fall entweicht, sodass sich nach dem Satz von Le Chatelier das Gleichgewicht nun in die gewünschte Richtung verschiebt. Um sicherzugehen, dass der Chlorwasserstoff auch wirklich aus dem Gleichgewicht entfernt wird, setzt man einen Säurefänger in Form eines tertiären aliphatischen Amins, nämlich Triethylamin, ein. Dieses fängt den entstehenden Chlorwasserstoff, unter Bildung von Triethylamin-Hydrochlorid, ab.

Reaktionsgleichung Triethylamin und Chlorwasserstoff reagieren zu Triethylamin-Hydrochlorid

 

Quellenangaben

[1]
Ch. Lebeau. Chemolumineszenz der Oxalsäureester unter besonderer Berücksichtigung substituierter kondensierter benzoider Aromaten und ihre Wirkung als Luminophore. Jahresarbeit im Fach Chemie, Gymnasium: Düren, 2006. https://chem-page.de/downloads/file/9-chemolumineszenz-der-oxalsaeureester-unter-besonderer-beruecksichtigung-substituierter-kondensierter-benzoider-aromaten-und-ihre-wirkung-als-luminophore.html [23.01.2017]

 

Download

Bis(2,4-dinitrophenyl)-oxalat

 

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