Einleitung

Feinverteilte Metalle können sich an der Luft von selbst entzünden. Dazu gehört z. B. Eisenpulver, welches durch Thermolyse aus Eisenoxalat hergestellt werden kann. Hier wird pyrophores Blei aus Bleitartrat hergestellt und seine Selbstentzündlichkeit demonstriert.

 

Verwendete Chemikalien

Chemikalie

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS05 – Ätzwirkung

GHS09 – Umwelt

Gefahr

16 g Blei(II)-acetat-Trihydrat, Pb(CH3COO)2 · 3 H2O – 379.33 g/mol

Bleizucker

CAS-Nr.: 6080-56-4 – EG-Nr.: 612-031-2

Eye Dam. 1, Repr. 1A, STOT RE 2 (Blut, Zentralnervensystem, Immunsystem, Niere), Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3

H318 Verursacht schwere Augenschäden. H360Df Kann das Kind im Mutterleib schädigen. Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. H373 Kann die Organe schädigen (Blut, Zentralnerven-, Immunsystem, Niere) bei längerer oder wiederholter Exposition. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P201 Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen. P202 Vor Gebrauch alle Sicherheitshinweise lesen und verstehen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. 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.

Merck, 107375, SDB vom 17.07.2021

GHS05 – Ätzwirkung

Gefahr

8 g l-(+)-Weinsäure, C4H6O6 – 150.09 g/mol

(2R,3R)-2,3-Dihydroxybutandisäure (IUPAC), l-(+)-2,3-Dihydroxybernsteinsäure, (2R,3R)-2,3-Dihydroxybernsteinsäure, Threarsäure, Weinsteinsäure, E 334

CAS-Nr.: 87-69-4 – EG-Nr.: 201-766-0

Eye Dam. 1, WGK 1

H318 Verursacht schwere Augenschäden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. 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, 251380, SDB vom 10.02.2021

 

Produkte

Chemikalie

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS09 – Umwelt

Gefahr

Blei(II)-tartrat, C4H4O6Pb – 355.27 g/mol

Bleitartrat, Weinsäure Bleisalz

CAS-Nr.: 815-84-9 – EG-Nr.: 212-426-6

Acute Tox. 4 (oral, inhalativ), Repr. 1A, STOT RE 2 (Blut, Zentralnervensystem, Immunsystem, Niere), Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3

H302 + H332 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Einatmen. H360Df Kann das Kind im Mutterleib schädigen. Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. H373 Kann die Organe schädigen (Blut, Zentralnerven-, Immunsystem, Niere) bei längerer oder wiederholter Exposition. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P264 Nach Gebrauch Gesicht, Hände und exponierte Haut gründlich waschen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P330 + P331 BEI VERSCHLUCKEN: Mund ausspülen. KEIN Erbrechen herbeiführen. P312 Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P304 + P340 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen.

Thermo Fisher, A12388, SDB vom 19.02.2021

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS09 – Umwelt

Gefahr

Blei (gekörnt), Pb – 207.20 g/mol

CAS-Nr.: 7439-92-1 – EG-Nr.: 231-100-4

Repr. 1A, Lact., STOT RE 2 (Blut, Zentralnervensystem, Immunsystem, Niere), Aquatic Acute/Chronic 1, WGK nwg

H360FD Kann die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Kann das Kind im Mutterleib schädigen. H362 Kann Säuglinge über die Muttermilch schädigen. H372 Schädigt die Organe (Blut, Zentralnervensystem, Immunsystem, Niere) bei längerer oder wiederholter Exposition durch Verschlucken. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P201 Vor Gebrauch besondere Anweisungen einholen. P202 Vor Gebrauch alle Sicherheitshinweise lesen und verstehen. P260 Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen. P263 Berührung während Schwangerschaft und Stillzeit vermeiden. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P308 + P313 BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen.

Merck, 107362, SDB vom 17.07.2021

GHS08 – Gesundheitsgefahr

GHS07 – Ausrufezeichen

GHS09 – Umwelt

Gefahr

Blei(II)-oxid, PbO – 223.19 g/mol

Bleimonoxid, Bleiglätte

CAS-Nr.: 1317-36-8 – EG-Nr.: 215-267-0

Acute Tox. 4 (oral, inhalativ), Carc. 2, Repr. 1A, Lact., STOT RE 1 (Blut, Zentralnervensystem, Niere), Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3

H302 + H332 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Einatmen. H351 Kann vermutlich Krebs erzeugen. H360D Kann das Kind im Mutterleib schädigen. H362 Kann Säuglinge über die Muttermilch schädigen. H372 Schädigt die Organe (Blut, Zentralnervensystem, Niere) bei längerer oder wiederholter Exposition durch Verschlucken oder Einatmen. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P260 Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen. P263 Berührung während Schwangerschaft und Stillzeit vermeiden. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P304 + P340 + P312 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P308 + P313 BEI Exposition oder falls betroffen: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen.

Merck, 105658, SDB vom 17.07.2021

 

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

2 × 250-ml-Becherglas, 500-ml-Becherglas, Glasstab, 50-ml-Erlenmeyerkolben mit Stopfen, Trichter, Filterpapier, Stativ, feuerfeste Unterlage, Bunsenbrenner

 

Versuchsdurchführung

In einem 250-ml-Becherglas werden 16 g Blei(II)-acetat-Trihydrat in 100 mL dest. Wasser gelöst. In einem weiteren 250-ml-Becherglas werden 8 g Weinsäure ebenfalls in 100 mL dest. Wasser aufgelöst. Die beiden Lösungen werden in einem 500-ml-Becherglas vereinigt, wobei Blei(II)-tartrat sofort ausfällt. Das Blei(II)-tartrat wird abfiltriert, zwischen Filterpapier ausgepresst und an der Luft getrocknet. 7 g des Blei(II)-tartrats werden in einem 50-ml-Erlenmeyerkolben vorsichtig und langsam erhitzt. Dabei wird gelegentlich mit einem Glasstab umgerührt. Es bildet sich zunächst etwas Wasserdampf. Wenn das Salz braun geworden ist, wird die Gasentwicklung stärker (vermutlich vor allem durch Kohlenmonoxid). Dann reicht gelegentliches Umschwenken aus.

Es darf nicht zu stark erhitzt werden, da sonst das Blei unter Umständen zusammenschmilzt.

Wenn die Gasentwicklung aufgehört hat und das Pulver einheitlich tiefschwarz geworden ist, wird das Erhitzen beendet, der Kolben mit einem Stopfen zügig verschlossen und abkühlen gelassen. Nach dem Erkalten wird der Stopfen entfernt und das schwarze Pulver aus ca. 1 m Höhe auf ein Stahlblech gestreut. Beim Herausrieseln entzündet sich das Bleipulver und eine Wolke aus Bleioxiden entsteht. Das Blei ist, wenn richtig hergestellt und luftdicht abgeschlossen, bis mindestens 4 Stunden nach dem Erkalten noch selbstentzündlich.

Bei der Zersetzung von Blei(II)-tartrat entsteht Kohlenmonoxid und bei der Verbrennung des pyrophoren Bleis giftiger Rauch aus Bleioxiden! Beide Schritte müssen deshalb unter dem Abzug durchgeführt werden.

 

Entsorgung

Die Bleioxid-Reste werden gesammelt und an offener Luft bis auf Rotglut erhitzt, um eventuell nicht entzündetes Blei zu oxidieren. Die Reste kommen in den Schwermetallabfall. Die Lösung, aus der das Bleitartrat gefällt wurde, wird mit Natriumsulfid auf Bleirückstände überprüft und diese, falls anwesend, mit Sulfid gefällt, abfiltriert und in den Schwermetallabfall gegeben.

 

Reaktionsgleichung

Abb. 1 – Blei(II)-tartrat ist das Bleisalz der Weinsäure. Es ist schwer löslich und fällt aus, wenn Weinsäure zu Blei(II)-acetatlösung gegeben wird. Dabei wird auch Essigsäure freigesetzt.
Abb. 1 – Blei(II)-tartrat ist das Bleisalz der Weinsäure. Es ist schwer löslich und fällt aus, wenn Weinsäure zu Blei(II)-acetatlösung gegeben wird. Dabei wird auch Essigsäure freigesetzt.

Durch thermische Zersetzung von Blei(II)-tartrat entsteht fein verteiltes elementares Blei, Wasser und Kohlenmonoxid:

C4H4O6Pb → Pb↓ + 2 H2O↑ + 4 CO↑

Weil sich das Tartrat teilweise auch zu CO2 zersetzt, ist das gebildete Blei mit Kohlenstoff vermischt, wodurch vermutlich das Zusammenschmelzen des Bleistaubs verhindert wird. Das durch Pyrolyse gewonnene Blei hat aufgrund seiner Feinkörnigkeit ein so großes Oberfläche/Volumen-Verhältnis, das es durch bloßen Kontakt mit dem Sauerstoff aus der Luft zu Bleioxid verbrennt:

2 Pb + O2 → 2 PbO

 

Medien

Abb. 2 – getrocknetes Blei(II)-tartrat [1].Abb. 3 – bei der Pyrolyse [1].Abb. 4 – pyrophores Blei [1].

 

 

Quellenangaben

[1]
Pok. Pyrophores Blei. illumina-chemie.de, 2014. http://illumina-chemie.de/pyrophores-blei-t3924.html [26.12.2014] mit freundlicher Genehmigung von Pok.
[2]
[3]
J. A. Stöckhardt. Andere unlösliche Bleisalze. In: Die Schule der Chemie oder erster Unterricht in der Chemie, 16. Auflage, Friedrich Vieweg und Sohn: Braunschweig, 1870, 399–400. https://books.google.de/books?id=UQUNAAAAYAAJ&pg=PA399&lpg=NnSdVMb6Ao3jaIiQgSA&ved=0CDEQuwUwAA#v=onepage
&q&f=false
[26.12.2014]
[4]
B. Z. Shakhashiri. Pyrophoric Lead. In: Chemical Demonstrations Vol. 1, Univ. of Wisconsin Press, 1983, 93–95.

 

Download

Pyrophores Blei

 

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