Eine Tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(III)-chlorid-Lösung wird in eine wässrige Lösung von Natriumborhydrid getropft. Dabei zeigt sich eine orangefarbene Chemolumineszenz.
Verwendete Chemikalien
Chemikalie
Gefahr
5.00 g Natriumborhydrid, NaBH4 – 37.83 g/mol
Natriumtetrahydroborat (IUPAC), Natriumboranat, Natriumtetrahydridoborat CAS-Nr.: 16940-66-2 – EG-Nr.: 241-004-4 Water-react. 1, Acute Tox. 3 (oral), Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, Repr. 1B, WGK 2 H260 In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase, die sich spontan entzünden können. H301 Giftig bei Verschlucken. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H360FD Kann die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Kann das Kind im Mutterleib schädigen. P231+P232 Inhalt unter inertem Gas handhaben und aufbewahren. Vor Feuchtigkeit schützen. P260 Staub nicht einatmen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P303+P361+P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P304+P340+P310 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305+P351+P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. EUH014 Reagiert heftig mit Wasser. Sigma-Aldrich, 452882, SDB vom 11.01.2024
Gefahr
5.6 mL Schwefelsäure 95–97 %, H2SO4 – 98.08 g/mol
Schwefel(VI)-säure, Dihydrogensulfat, Monothionsäure, E 513, Vitriolöl (veraltet) CAS-Nr.: 7664-93-9 – EG-Nr.: 231-639-5 Met. Corr. 1, Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, WGK 1 H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P234 Nur in Originalverpackung aufbewahren. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P303+P361+P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P304+P340+P310 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305+P351+P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P363 Kontaminierte Kleidung vor erneutem Tragen waschen. Sigma-Aldrich, 258105, SDB vom 05.03.2024
Bleidioxid, Bleisuperoxid, Bleiperoxid CAS-Nr.: 1309-60-0 – EG-Nr.: 215-174-5 Ox. Sol. 3, Acute Tox. 4 (oral, inhalativ), Repr. 1A, STOT RE 2 (Blut, Zentralnervensystem, Immunsystem, Niere), Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3 H272 Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel. H302+H332 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Einatmen. H360D Kann das Kind im Mutterleib schädigen. H373 Kann die Organe (Blut, Zentralnervensystem, Immunsystem, Niere) schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P202 Vor Gebrauch alle Sicherheitshinweise lesen und verstehen. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. 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. Sigma-Aldrich, 518131, SDB vom 29.02.2024
Gefahr
0.3 g Natriumhydroxid, NaOH – 40.00 g/mol
Ätznatron CAS-Nr.: 1310-73-2 – EG-Nr.: 215-185-5 Met. Corr. 1, Skin Corr. 1A, Eye Dam. 1, WGK 1 H290 Kann gegenüber Metallen korrosiv sein. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. P234 Nur in Originalverpackung aufbewahren. P260 Staub nicht einatmen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P303+P361+P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P304+P340+P310 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. 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, 306576, SDB vom 02.03.2024
Lösung 1 (1.0 m H2SO4): In einem 250-ml-Becherglas werden 5.6 mL konz. Schwefelsäure, unter Rühren, in 94.4 mL dest. Wasser geben. 30 mL dieser Lösung werden in das 100-ml-Becherglas für Lösung 2 gegeben. Der Rest der 1.0m Schwefelsäure kann aufbewahrt werden.
Lösung 2 (2 × 100-ml-Becherglas): In 30 mL 1.0m Schwefelsäure werden 0.021 g Tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(II)-chlorid-Hexahydrat gelöst. Nun werden noch 0.02 g Blei(IV)-oxid zugegeben und solange gerührt, bis die Lösung eine grüngelbe oder grüne Farbe angenommen hat. Durch einen Analysentrichter mit Filter wird restliches Blei(IV)-oxid abgetrennt.
Lösung 3 (250-ml-Becherglas): In 50 mL dest. Wasser werden 0.3 g Natriumhydroxid gelöst. Nun werden 5.0 g Natriumborhydrid eingetragen, und solange gerührt bis sich auch dieses aufgelöst hat. Die fertige Lösung wird in einen 300-ml-Erlenmeyerkolben übertragen.
Der Erlenmeyerkolben mit der Natriumborhydrid-Lösung wird mit einem Rührfisch versehen und auf einen Magnetrührer gestellt. Die Lösung sollte mit Stufe 2–3 gut durchmischt werden. Der Raum muss jetzt abgedunkelt werden. Mit einer Einwegpipette wird jetzt die Tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(III)-chlorid-Lösung tropfenweise zugegeben. Unter starkem Aufschäumen kann man jetzt eine kurze orangefarbene Chemolumineszenz beobachten. Wenn einem das Leuchten zu schwach ist, kann auch noch eine UV-Lampe eingesetzt werden.
Abb. 1 – Bei der Reduktion des Ruthenium(III)-Komplexes werden Photonen emittiert.
Durch die Verwendung von Natriumborhydrid als Reduktionsmittel entsteht aus dem Tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(III)-chlorid das Tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(II)-chlorid. Dieser Ruthenium(II)-komplex befindet sich in einem angeregten Zustand. Diese Anregungsenergie wird in Form von Licht abgestrahlt.
Medien
Quellenangaben
[1]
B. Z. Shakhashiri. Chemiluminescence of Tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(II) Ion. In: Chemical Demonstrations Vol. 1, Univ. of Wisconsin Press, 1983, 194–199.
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