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Praktikum

Praktikumsordnung:

Hinweise

Die Einweisung in das Praktikum AC III und die obligatorische Arbeitsschutzbelehrung findet am 1. Praktikumstag für alle Studenten um 9.45 Uhr statt. Genauere Angaben sind dem Aushang zu entnehmen.

Präparate können ab 23.09.2009 im Labor Frau Dr. Sorkau Raum 390 erfragt werden.

1. Allgemeines

Das Praktikum ist zu festgelegten Zeiten geöffnet, die dem Stundenplan bzw. dem Aushang zu entnehmen sind.

Es sind 7 Präparate herzustellen, wobei auf Mehrstufenpräparate unter Anwendung unterschiedlicher Arbeitstechniken orientiert wird und die hergestellten Produkte mittels geeigneter analytischer Methoden zu charakterisieren sind. Besonderer Wert wird auf das Erlernen der Anaerobtechnik gelegt.

Vor Versuchsbeginn hat der Student in einem Antestat nachzuweisen, dass ein vorbereitetes Protokoll vorliegt und der Student über Kenntnisse zu den anzuwendenden Arbeitstechniken, Analysenmethoden, möglichen auftretenden Problemen, verwendeten Gefahrstoffen und deren sachgerechte Entsorgung verfügt.

Die Praktikumsaufgaben sind auch stets Gegenstand der jeweiligen Testate. Am Ende des Praktikums wird ein Kolloquium durchgeführt, in dem in Kurzvorträgen anhand von 2 – 3 Beispielen Praktikumsergebnisse vorgestellt werden.

Die Vorbereitung und Reinigung der Ausgangsstoffe, Anwendung analytischer Methoden und Entsorgung anfallender Rückstände sind Teil der jeweiligen Präparatestufe.

Zu den Präparaten werden Einzelprotokolle angefertigt (Vordruck Betriebsanweisung gemäß § 20 GefStoffV) und bei Abgabe des Präparates ist ein ausformulierte Versuchsvorschrift, eine genaue Wiedergabe von Beobachtungen sowie die Auswertung der erhaltenen Analysenergebnisse vorzulegen. Am Ende des Praktikums ist eine Belegarbeit anzufertigen.

Gliederung der Belegarbeit

1. Allgemeiner Teil

Kurze Klassifizierung und Darstellung des Bildungsweges

Beschreibung der Versuche und Beobachtungen; Erläuterung von Ab weichun gen oder Übereinstimmungen mit Angaben aus der Literatur (z.B. Vergleich von Ausbeute, Schmelzpunkt usw.)

Nachweis der Identität und der Reinheit des Präparates anhand durchgeführter analytischer und spektroskopischer Untersuchungen

2. Präparativer Teil

Versuchsvorschriften 1 – 7 inklusive Angaben zu Ausbeute, Eigenschaften sowie analytische und spektroskopische Daten,
Mustervorschrift siehe Anhang.

Spektren

Der Präparateauswahl liegen folgende Reaktionstypen zu Grund:

Redoxreaktionen, Komplexbildungs-, Substitutions-, Komproportionierungs-, Redistri butionsreaktionen, Element-Kohlenstoff-Bindungsknüpfung, Photoreaktionen, Veresterung, Festkörperreaktionen, Transportreaktionen.

Im Verlauf des Praktikums erhält der Student die Möglichkeit, sich mit folgenden Arbeitstechniken vertraut zu machen:

Destillation, Sublimation, Kristallisation, Extraktion, Chromatographie, Anaerob technik (Schlenktechnik), Arbeiten unter Druck (Autoklav), Vakuumtechnik, Umgang mit komprimierten und verflüssigten Gasen, Trocknen von Lösungsmitteln.

Zur Charakterisierung ist die Anwendung folgender analytischer Methoden möglich:

IR, UV, NMR, EPR, DTA, MS, GC-MS, magnetische Messung, Molekulargewichts bestimmung, Leitfähigkeit, RKSA, Röntgenpulverdiffraktometrie, Elementaranalyse einschließlich maßanalytischer Bestimmung verschiedener Metalle.

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2. Verantwortlichkeit des Studenten

Verbrauchsmaterialien sind kostenfrei. Der Student ist für die von ihm ausgeliehenen Glas- und Elektrogeräte verantwortlich. Bei Beschädigung oder Verlust, eigenes Verschulden vor ausgesetzt, werden die Reparatur (Materialkosten) oder die Wiederbeschaffung dem Studenten in Rechnung gestellt (s. „Öffentlich-rechtlicher Vertrag“)

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3. Arbeitsschutz- und Betriebsanweisungen

Die Teilnahme an der einführenden Arbeitsschutzbelehrung ist Vorraussetzung für die Zu lassung zum Praktikum. Im Praktikumssaal liegen die Laborordnung sowie Betriebs anweisungen zum Trocknen von Lösungsmitteln, zum Beseitigen von Gefahrstoffen und Abprodukten sowie zum allgemeinen Umgang mit Gefahrstoffen aus, so dass darüber hinaus eine Möglichkeit zur ständigen Information gegeben ist.

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4. Arbeitstechniken sowie analytische und spektroskopische Methoden

Literaturhinweise sowie Gerätetypen und Operatoren sind zur Orientierung aufgeführt.

4.1 Allgemeine Laborpraxis:

Arbeiten unter Druck und im Vakuum [1, 8]

4.2 Photochemische Reaktionen: [2, 3, 4]

4.3 Kristallisation und Darstellung von Einkristallen: [5, 6, 7]

4.4 Anaerobe Arbeitsweise: [8, 9]

Beschreibung der Schlenktechnik

4.5 Metallbestimmung: [10, 11]

Methoden: Komplexometrie

4.6 IR-Spektroskopie

Feststoffspektren

• Spektrometer: Mattson 5000 FTIR
• Operator: Frau Herzog, R 411, Probenmenge: 1 mg,
• Probenaufbereitung als KBr- oder CsBr-Pressling entsprechend dem Spektralbereich

Lösungsspektren

• Spektrometer: IFS 25 (Bruker)
• Operator: Frau Schaller, nach Absprache, Tel. 25817
• Probenaufbereitung: 2%ige Lösung

Raman-Spektroskopie

• Spektrometer: IFS 66 mit Ramanmodul FRA 106 (Bruker)
• Operator: Frau Schaller, nach Absprache, Tel. 25817
• Probenmenge: 5 mg

4.7 UV-VIS-Spektroskopi

• Aufnahme von Reflexions- oder Lösungsspektren, Interpretation von Spektren [14]
• Spektrometer: Lambda 19, Perkin Elmer
• Spektrometer: Cary 4E, Varian
• Operator: Dr. Jäger, Frau Herzog
• Probenmenge: 100 mg

4.8 NMR-Spektroskopie

• 1H-NMR [15], 13C-NMR [16, 17], 31P-NMR [18, 19], 119Sn-NMR [20]
• Spektrometer: Unity 500, Gemini 200, Gemini 2000 (Varian)
• Operator: Frau Rösner, Frau Flächsenhaar, R 002 und R 007
• Probenannahme: 8.00 -9.00 Uhr
• Probenmenge: 1H-NMR            Lösung 0.01 M,
• 13C-NMR und 31P-NMR            Lösung 0.1 M
• Probenaufbereitung: Abgabe in NMR-Röhrchen (Füllstand 5 cm),

Probe in deuteriertem Lösungsmittel lösen, vorzugsweise in CDCl3, CD2Cl2 oder Aceton-D6.

Bei der Wahl des Lösungsmittels unbedingt Preise beachten
(z.B. pro ml D2O 2,71 €, CDCl3 0,41 €, CD2Cl2 13,50 €, CD3OD 10,50 €,

Aceton-D6 3,05 €, Benzen-D6 3,35 €, CD3CN 4,95€).
Ansprechpartner: Dr. Schmidt,
Diskussion von Spektren mit Heterokernen und Spinsystemen höherer Ordnung.

4.9 Magnetische Messung

• Magnetische Suszeptibilität, Methode Gouy
• Magnetische Suszeptibilitäten von Koordinationsverbindungen
• Pascal Konstanten für diamagnetische Korrekturen [21]
• Magnetwaage: MSB MK I, Johnson Matthey
• Operator: Frau Herzog
• Probenmenge: 200 mg

4.10 Thermoanalyse [22]

• TG, DTG, DTA STA 409,            Netzsch
• Operator: Dr. Müller, R 012
• Probenmenge: 100 mg

4.11 Massenspektrometrie [22]

• Massenspektrometer AMD 402, Intectra
• Operator: Frau Leißring, Dr. Schmidt, R 216
• Probenmenge: 5 mg

4.12 Röntgenmethoden [23]

Pulverdiffraktometrie

• Röntgenpulverdiffraktometer Stadi MP, Stoe
• Operator: Prof. Merzweiler, Dr. Müller, R 419
• Probenmenge: 100 mg

Einkristallstrukturuntersuchungen

• Diffraktometer IPDS
• Operator: Prof. Merzweiler, Dr. Müller, R 419
• Probenmenge: Einkristall

4.13 Atomabsorptionsspektrometrie

Bestimmung der Elemente Na, K, Ca, Ba, Al, Si, Ti;

• Spektrometer Spectra A, Varian
• Operator: Dr. Jäger, R 411
• Probenvorbereitung:verdünnte wässrige Lösungen,

4.14 Molekulargewichtsbestimmung

Dampfdruckosmometer Knauer

• Operator: Frau Herzog, R 423
• Probenmenge: 100 mg, klare, stabile Lösungen (vorzugsweise in Chloroform)

4.15 Elementaranalyse

C, H, N, S-Bestimmung

• Analysator Leco CHNS 932 oder Vario EL Elementar
• Halogenbestimmung
• Titrationsmethode
• Operator: Frau Ziehn, R 028
• Probenmenge: mind. 10 mg, bei zusätzlicher Halogenbestimmung 50 mg

Bei Probenabgabe: Angabe von Summenformel, Schmelzpunkt und Gehalt (ca.) der einzelnen Elemente;

Probe muss sauber, trocken und gemörsert sein und darf kein Quecksilber enthalten.

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5. Literatur

5.1 Allgemeine Literatur

1. E. Müller, Methoden der Organischen Chemie, Houben-Weyl, Band 1/2, Thieme-Verlag, Stuttgart, 1958.
2. H. Hennig, D. Rehorek, Photochemische und photokatalytische Reaktionen von Koordinationsverbindungen, Wissenschaftliche Taschenbücher, Akademie-Verlag, Berlin, 1987.
3. D. Woehrle, M. W. Tausch, W.-D. Stohrer, Photochemie: Konzepte, Methoden, Experimente, Wiley-VCH, Weinheim, 1998.
4. O. Horvath, K. L. Stevenson, Charge Transfer Photochemistry of Coordination Compounds, VCH, Weinheim, 1993.
5. E. Müller, Methoden der Organischen Chemie, Houben-Weyl, Band 1/1, Thieme Verlag, Stuttgart, 1958.
6. J. Hulliger, Angew. Chem. 1994, 106, 151-171.
7. A. F. Armington, J. J. O‘Connor, Inorg. Synth. 1980, 20, 1-19.
8. W. A. Herrmann, A. Salzer, Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry, Band I, Thieme Verlag, Stuttgart, 1996.
9. S. Herzog, J. Dehnert, Z. Chem. 1964, 4, 1-11.
10. L. Medicus, W. Poethke, Kurze Anleitung zur Maßanalyse, Steinkopf-Verlag, Dresden, 1962.
11. R. Pribil, Komplexone in der Chemischen Analyse, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1961.
12. K. Nakamoto, Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, Wiley, New York, 1986.
13. R. A. Nyquist, C. L. Putzig, M. A. Leugers, Handbook of Infrared and Raman Spectra of Inorganic Compounds and Organic Salts, Academic Press, San Diego, 1997.
14. A. B. P. Lever, Inorganic Electronic Spectroscopy, Elsevier, Amsterdam, 1984.
15. C. J. Pouchert, J. R. Campbell, The Aldrich Library of NMR Spectra, Edition II, Aldrich, Milwaukee, 1983.
16. E. Breitmaier, G. Bauer, 13C-NMR-Spektroskopie, Thieme Verlag, Stuttgart, 1977.
17. H.-O. Kalinowski, S. Berger, S. Braun, 13C-NMR-Spektroskopie, Thieme Verlag, Stuttgart, 1984.
18. J. G. Verkade, L. D. Quin, Phosphorus 31 NMR Spectroscopy in Stereochemical Analysis. Organic Compounds and Metal Complexes, VCH, Weinheim, 1987.
19. J. C. Tebby, Handbook of Phosphorus 31 Nuclear Magnetic Resonance Data, CRC Press, Boca Raton, 1991.
20. B. Wrackmeyer, 119Sn-NMR Parameters, Annual Reports on NMR Spectroscopy, 1984,16, 73-187.
21. E. König, G. König, Magnetic Properties of Coordination and Organometallic Transition Metal Compounds, Landolt-Börnstein, Neue Serie, II/2; II/8 Suppl. 1; II/10 Suppl. 2; II/11 Suppl. 3; II/12a Suppl. 4, Springer Verlag, Berlin, 1979.
22. R. Kellner, J.-M. Mermet, M. Otto, H. M. Widmer, Analytical Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 1998.
23. R. Allmann, Röntgenpulverdiffraktometrie - Rechnergestützte Auswertung, Phasenanalyse und Strukturbestimmung, Verlag Sven von Loga, Köln, 1994.
24. W. Liebscher, E. Fluck, Die systematische Nomenklatur der anorganischen Chemie, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1999.

5.2 Handbücher für präparative anorganische Chemie

1. L. Kolditz et al., Anorganikum, VEB Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1972.
2. K.-H. Thiele et al., Reaktionsverhalten und Synthesechemie, Lehrwerk Chemie, AB 7, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1976.
3. G. Brauer, Handbuch der präparativen anorganischen Chemie, Enke Verlag, 1. Auflage 1954; 3. Auflage 1981.
4. Golloch, H. M. Kuss, P. Sartori, Anorganisch-chemische Präparate, de Gruyter, Berlin, 1985.
5. H. Hecht, Präparative anorganische Chemie, Springer Verlag, Berlin, 1951.
6. B. Heyn, B. Hipler, G. Kreisel, H. Schreer, D. Walther, Anorganische Synthesechemie, Springer Verlag, Berlin, 1986.
7. G. Jander, E. Blasius, Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie, Hirzel Verlag, Stuttgart, 1989.
8. F. Umland, K. Adam, Übungsbeispiele aus der anorganischen Experimentalchemie, Hirzel Verlag, Stuttgart, 1968.
9. J. D. Woolins, Inorganic Experiments, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg. 1999.

5.3 Monographiereihen

1. Methoden der organischen Chemie, Houben-Weyl, Thieme Verlag, Stuttgart
2. Inorganic Synthesis
3. Organometallic Synthesis
4. W. A. Herrmann, (Herrmann/Brauer), Synthetic Methods of Organometallic and Inorganic Chemistry, Thieme Verlag, Stuttgart, 1996/97.

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6. Mustervorschrift

Dichloro-bis(triphenylphosphin)nickel(II)

Eine Lösung von NiCl2·6H2O (2.38 g, 0.01 mol) in Wasser (2 ml) wird bei Raumtemperatur unter Rühren mit Eisessig (50 ml) versetzt und anschließend eine Lösung von Triphenylphosphin (5.25 g, 0.02 mol) in Eisessig (25 ml) zugetropft. Der olivgrüne kristalline Niederschlag, der 24 Stunden in der Reaktionslösung verbleibt, verfärbt sich im Laufe der Zeit nach dunkelblau. Der Niederschlag wird abfiltriert und im Exsikkator im Vakuum über KOH getrocknet.

• Ausbeute: 5.50 g (84% d. Th. bezogen auf NiCl2·6H2O)
• Eigenschaften: Kristalliner Feststoff, dunkelblau, nicht luftempfindlich
• Zersetzungstemperatur: 247-250°C
• Elementaranalyse: C36H30Cl2NiP2 (654.20 g·mol-1)

Elektronenspektren:

(Feststoff, Reflexion):            λ_max = 17.600, 16.300, 10.800 cm^-1

Magnetische Messung:

χ_g = 7,31·10^-6 cm³·g^-1; χ_M(korr) = 5,17·10^-3cm³·mol^-1; µ_eff = 3,49

Literatur

F. A. Cotton, O. d. Faut, D. M. L. Goodgame, J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 344-351.

L. M. Venanzi, J. Chem. Soc. 1958, 719-724.

7. Beschriftung der Etiketten zur Kennzeichnung der Präparate

UPAC-Name
Kp oder Fp[°C]
Gefahrenstoffsymbole (R:, S:)
Menge:
Präparator:
Datum:

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