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Alt 14.01.2009, 13:56   #1   Druckbare Version zeigen
Meinz  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 21
Synthese von Natrium

Hallo Forum,

Ich wusste leider nicht ob ich mit diesem Thema besser in der anorganischen Chemie oder in der Elektro Chemie aufgehoben bin, deshalb stelle ich hier meine Frage.

Ich habe vor kurzem einige spannende Experimente mit Natrium gemacht, doch leider neigt sich mein Vorrat dem Ende zu. Ich könnte jetzt zwar theoretisch einfach neues kaufen, aber mich hat jetzt der Ehrgeiz gepackt Natrium selbst herzustellen. Über Wikipedia kam ich schnell auf die Schmelzflusselektrolyse von NaCl nach dem Downs-Verfahren (http://www.seilnacht.com/referate/elektro1.htm#Downs) zu der ich aber noch einige Fragen habe:

1. Wieso muss die Kathode von einem Stahlnetz umgeben sein? Reicht es nicht aus die Anode räumlich zu trennen, sodass kein Chlorgas an die Kathode kommt?

2. Wie wird das flüssige Natrium abgesaugt ohne dass NaCl Schmelze mitgesaugt wird?

3. Wo genau sammelt sich das flüssige Natrium? Schwimmt es auf der Schmelze oder bleibt es im Stahlnetz hängen? Von was für einer Rinne ist da die Rede?

4. Wie verhindere ich, dass das entstehende Natrium sich entzündet?

5. Ist diese Synthese zu Hause überhaupt vernünftig machbar? Zum Beispiel wenn man statt einer Ringkathode die Behälteraußenwand als Kathode verwendet?


Sollte die Elektrolyse von NaCl nicht oder kaum für einen Privatmenschen möglich sein gibt es ja noch die Möglichkeit NaOH (s) zu schmelzen und per Elektrolyse das Natrium abzutrennen. Das finde ich allerdings deutlich weniger spannend, da man die Edukte nicht im Supermarkt bekommt und deutlich gefährlicher, da geschmolzenes NaOH extrem aggressiv ist und sich entzündendes Natrium schlimm enden könnte.
Außerdem stehe ich der Anleitung, die ich dazu gefunden habe etwas skeptisch gegenüber (http://ger001.ge./Nitrogenium/index.php?datei=./main/exp/Na.htm), weil man eine Weißblech Dose nehmen soll. Diese Dosen sind aber mit Zinn beschichtet, das bereits bei 232°C schmilzt und somit schon weg wäre bevor man mit der Elektrolyse überhaupt beginnen kann.

Ich hoffe Ihr könnt meine Fragen beantworten

MfG

Meinz
Meinz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.01.2009, 18:58   #2   Druckbare Version zeigen
NaK Männlich
Mitglied
Beiträge: 28
AW: Synthese von Natrium

Hallo,

Heute habe ich mit meinem Chemielehrer diesen Versuch gemacht. Allerdings nicht in einer Blechdose, sondern in einem U-Reagenzglas. Ich hab das NaOH rein getan und es dann geschmolzen. Dann habe ich auf beiden Seiten eine Edelstahlelektrode rein getan. Das Problem war bloß das ich die Elektroden nicht ganz reingekommen hab. Deswegen ist auch kein Strom geflossen, den ich mit einer Autobatterie herbekomme. Ich mache aber den Versuch noch mal mit dünneren Elektroden damit ich sie leichter rein bekomme.
Ich hab das aber auch schon in der Weisblechdose gemacht. Wenn diese Dose mit Zinn beschichtet ist, macht das nichts, weil es ja nur eine dünne schicht ist und unten ja das Weisblech drunter ist. Der Versuch hat auf jedenfall geklappt.
Bloß Das Problem war, das das NaOH so eine schwarz-braune Brühe geworden ist, weil das Metall oxidiert ist. Die Natriumtropfen die oben geschwommen sind, sind dann immer gleich verschwunden. Deswegen wollte ich es im Reagenzglas machen, damit das NaOH sauber bleibt.

Mit Natriumchlorid ist das viel zu gefährlich, man stirbt schon wenn 1% Chlorgas in der Luft ist und der Schmelzpunkt ist auch sehr hoch.
Wenn du es mit NaOh machen willst musst du aufpassen dass der Raum gut belüftet ist, weil es schon bei Raumtemperatur zu einer toxischen Kontamination der Luft kommt.

Grüße NaK
NaK ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.01.2009, 20:07   #3   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Synthese von Natrium

Wenn Du das Na für Versuche benötigst (in Mengen >1 g) würde ich von der ABsicht, es selbst darstellen zu wollen, Abstand nehmen, sonder dir raten, es zu kaufen (Na ist ja nicht teuer) - der Aufwand ist sonst zu gross, die Reinheit des Produktes nicht so toll.
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
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Alt 14.01.2009, 20:41   #4   Druckbare Version zeigen
Meinz  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 21
AW: Synthese von Natrium

Danke für die Antworten,

Ich habe natürlich schon vor das entstandene Natrium für weitere Versuche zu verwenden. Dass das gekaufte aufgrund seiner Reinheit dafür natürlich besser geeignet ist, ist logisch, aber kaufen kann ja jeder :P
Vielleicht "rahme" ich mir auch einen Teil des Natriums ein, als erstes selbst synthetisiertes Element ^^

Der hohe Schmelzpunkt von NaCl ist denke ich nicht ein allzu großes Problem, Weißblech ist ja im Endeffekt Stahl und sollte somit erst bei 1500°C schmelzen. Und ein Campingkocher schafft doch 800°C oder?
Das entstehende Chlorgas wollte ich mit einen kleinen PC Lüfter in Wasser leiten und somit Chlorwasser erzeugen.

@NaK: Warum habt ihr eine Edelstahlelektrode genommen und keine Graphitelektrode? Hat das einen bestimmten Grund oder ist es egal aus welchem Material die Elektrode ist?

Gruß, Meinz
Meinz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.01.2009, 21:08   #5   Druckbare Version zeigen
NaK Männlich
Mitglied
Beiträge: 28
AW: Synthese von Natrium

Es ist schon egal aus welchen Material die Elektroden sind. Ich habe bloß kein Graphit daheim und da Edelstahl ja nicht rosten kann (bei Elektrolyse schon, aber weniger als andere Metalle), habe ich Edelstahl hergenommen. Du wirst keine schanze haben mit einen Kahmpinkocher NaCl zu schmelzen. Es ist mir ja schon schwer gefallen mit einem richtigen Bunsenbrenner NaOH zu schmelzen, dass den Schmelzpunkt von 320 C° hat, und dass es geschmolzen bleibt.
Wie ich angefangen habe mir über die Natriumproduktion gedenken zu machen habe, habe ich mir das ähnlich mit dem Wasser vorgestellt, ich hab aber eingesehen, das das trotzdem zu gefährlich ist und das mit Chlorgas nicht zu spaßen ist. Wenn dann würde ich Aktivkohle zum filtern hernehmen.

NaK
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Alt 14.01.2009, 21:23   #6   Druckbare Version zeigen
Meinz  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 21
AW: Synthese von Natrium

ok dann werde ich erstmal mit der Synthese aus NaOH anfangen. Mal sehen wie und obs dann weiter geht.

Wär schön, wenn mir jemand noch die nicht beantwortete Fragen meines Fragenkataloges beantworten könnte
Meinz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.01.2009, 21:29   #7   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Synthese von Natrium

Zitat:
Zitat von NaK Beitrag anzeigen
Es ist schon egal aus welchen Material die Elektroden sind.
Nein...
Zitat:
Es ist mir ja schon schwer gefallen mit einem richtigen Bunsenbrenner NaOH zu schmelzen, dass den Schmelzpunkt von 320 C° hat, und dass es geschmolzen bleibt.
Dann hast du aber was falsch gemacht...
Zitat:
Wenn dann würde ich Aktivkohle zum filtern hernehmen.
Und wie bekommt man das bei der Elektrolyse entstehende Cl2 über ein Aktivkohlefilter. Zum Glück (!) zerfrisst es dir vorher die Anode...
__________________
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ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 14.01.2009, 21:58   #8   Druckbare Version zeigen
NaK Männlich
Mitglied
Beiträge: 28
AW: Synthese von Natrium

Ich glaube kaum das Chlorgas Edelstahl oder Graphit zersetzen kann.
Warum ist es nicht egal welches Metall man als Elektrode hernimmt?
NaK ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.01.2009, 22:04   #9   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Synthese von Natrium

Weil nascierendes Chlor mit jedem Metall reagiert, inklusive Pt.
Graphit ist wohl geeigneter, aber es muss eine nagelneue, glatte Elektrode sein, da sie sonst (erfahrungsgemäss) sehr schnell beim Abscheiden von Chlor zerbröselt. Warum, weiss ich nicht.

lg
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ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.04.2009, 22:25   #10   Druckbare Version zeigen
brainiac94 Männlich
Mitglied
Beiträge: 4
AW: Synthese von Natrium

Zitat:
Zitat von ricinus Beitrag anzeigen
da sie sonst (erfahrungsgemäss) sehr schnell beim Abscheiden von Chlor zerbröselt. Warum, weiss ich nicht.
Die Elektrode zerbröselt afaik weil die entstehenden Gasbläschen nach und nach Stücke aus ihr "raussprengen". Das macht auch nicht nur Chlor, im Grunde macht das jedes Gas (so hab ich das beobachtet)
brainiac94 ist offline   Mit Zitat antworten
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