Einleitung
Aus Ruthenium(III)-chlorid-Hydrat, 2,2′-Bipyridin, Aceton, Natriumphosphinat-Monohydrat und Kaliumchlorid wird
Tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(II)-chlorid-Hexahydrat hergestellt.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr |
980 mg Ruthenium(III)-chlorid-Hydrat, RuCl3 · x H2O – 207.43 g/mol Rutheniumtrichlorid CAS-Nr.: 14898-67-0 – EG-Nr.: 233-167-5 Acute Tox. 4 (oral), Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, Aquatic Chronic 2, WGK 3 H302 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H411 Giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P260 Staub/Rauch/Gas/Nebel/Dampf/Aerosol nicht einatmen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. P301 + P312 BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. 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, 206229, SDB vom 18.06.2021 |
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Gefahr |
1.94 g 2,2′-Bipyridin, C10H8N2 – 156.19 g/mol α,α′-Dipyridyl, 2,2′-Bipyridinyl CAS-Nr.: 366-18-7 – EG-Nr.: 206-674-4 Acute Tox. 3 (oral, dermal), WGK 3 H301 + H311 Giftig bei Verschlucken oder Hautkontakt. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P270 Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P301 + P310 BEI VERSCHLUCKEN: Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P302 + P352 + P312 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P361 + P364 Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen und vor erneutem Tragen waschen. Merck, 103098, SDB vom 07.06.2021 |
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3.17 g Natriumphosphinat-Monohydrat, NaH2PO2 · H2O – 105.99 g/mol Natriumdihydrogenphosphit, Natriumhypophosphit-Monohydrat CAS-Nr.: 10039-56-2 – EG-Nr.: 231-669-9 WGK 2 Sigma-Aldrich, S5012, SDB vom 27.03.2021 |
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24 g Kaliumchlorid, KCl – 74.55 g/mol Chlorkalium CAS-Nr.: 7447-40-7 – EG-Nr.: 231-211-8 WGK 1 Sigma-Aldrich, P9333, SDB vom 19.05.2020 |
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Gefahr |
Ca. 40 mL Aceton, C3H6O – 58.07 g/mol Propan-2-on (IUPAC), 2-Propanon, Propanon, Dimethylketon CAS-Nr.: 67-64-1 – EG-Nr.: 200-662-2 Flam. Liq. 2, Eye Irrit. 2, STOT SE 3 (Zentralnervensystem), WGK 1 H225 Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar. H319 Verursacht schwere Augenreizung. H336 Kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen. 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. P241 Explosionsgeschützte elektrische/Lüftungs-/Beleuchtungsgeräte verwenden. P242 Funkenarmes Werkzeug verwenden. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. EUH066 Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen. Merck, 100014, SDB vom 07.06.2021 |
Produkt
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Tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(II)-chlorid-Hexahydrat, C30H24Cl2N6Ru · 6 H2O – 748.62 g/mol Rutheniumtris(2,2′-bipyridyl)dichlorid-Hexahydrat, Tris(2,2′-bipyridyl)dichlorruthenium(II), Ru(bpy)3Cl2 CAS-Nr.: 50525-27-4 WGK 3 Sigma-Aldrich, 544981, SDB vom 17.04.2019 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
Stahltopf, Sand, 2 × Uhrglasschale, Pistill, Magnetrührer mit Heizfunktion, Magnetrührfisch, Thermometer (200 °C), 300-ml-Erlenmeyerkolben, 3 × 10-ml-Messzylinder, 2 × 50-ml-Messzylinder, 100-ml-Messzylinder, 100-ml-Becherglas, Rückflusskühler, Filtrationszubehör (Filterpapier usw.), Waage, Spateln, Eisbad, Wasserstrahlpumpe, Nutsche, Saugflasche, Filterpapier
Versuchsdurchführung
980 mg Ruthenium(III)-chlorid-Hydrat (Ru-Gehalt 40.9 %) werden auf einer Uhrglasschale, abgedeckt mit einer anderen Uhrglasschale, im Sandbad bei 120 °C für 3 Stunden erhitzt, mit einem Pistill zerpulvert und erneut 1 Stunde bei 120 °C gehalten. Es ergibt sich ein Gewichtsverlust auf 900 mg. In einem 300-ml-Erlenmeyerkolben werden 1.94 g 2,2′-Bipyridin und 3.17 g Natriumphosphinat-Monohydrat in 11 mL dest. Wasser suspendiert bzw. gelöst und das getrocknete Ruthenium(III)-chlorid, unter leichtem Schwenken, hinzugefügt. Weitere 70 mL dest. Wasser werden zugegeben und die Reaktionsmischung unter Rühren für 30 Minuten beim Siedepunkt unter Rückfluss gehalten. Ist die Lösung anschließend klar und ohne Fremdpartikel, werden 24 g festes Kaliumchlorid eingetragen (ansonsten vorher heiß filtrieren) und wieder bis zum Siedepunkt erhitzt, bis erneut eine klare Lösung entstanden ist. Notfalls werden zum Erreichen einer klaren Lösung 5 bis 15 mL dest. Wasser zugefügt. Die Lösung wird auf 0 °C abgekühlt und die ausgefallenen Kristalle des Komplexes (kurz Rubpy) werden vakuumfiltriert. Im Erlenmeyerkolben noch anhaftende Kristalle werden mit je 2 Portionen von 5 mL Aceton 10 % (0 °C) abgespült und zum Filterkuchen gegeben. Es wird abgesaugt und mit 30 mL Aceton (0 °C) nachgewaschen. Die Kristalle werden luftgetrocknet.
Ausbeute: 2.38 g Tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(II)-chlorid-Hexahydrat (80 % d. Th. bezogen auf das Ruthenium(III)-chlorid).
Reaktionsgleichung
Die freien Elektronenpaare des Liganden binden sich mit den unbesetzten d-Orbitalen des Ruthenium(II)-Ions, welches durch Reduktion von Ruthenium(III) durch Hypophosphit gebildet wird. Bei Abkühlung fällt Ru(bipy)3Cl2 als Hexahydrat an, dessen Löslichkeit durch die Chloridionen des zugesetzten Kaliumchlorids weiter herabgesenkt wird.
Quellenangaben
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