Aus Blei(II)-nitrat, Natriumhydroxid und Wasserstoffperoxid wird Blei(IV)-oxid hergestellt.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr
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33.12 g Blei(II)-nitrat, Pb(NO3)2 – 331.20 g/mol
Bleinitrat, Bleisalpeter
CAS-Nr.: 10099-74-8 – EG-Nr.: 233-245-9
Acute Tox. 4 (oral, inhalativ), Eye Dam. 1, Skin Sens. 1B, Carc. 2, Repr. 1A, STOT RE 1 (Blut, Zentralnervensystem, Immunsystem, Niere), Aquatic Acute/Chronic 1, WGK 3
H302+H332 Gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Einatmen. H317 Kann allergische Hautreaktionen verursachen. H318 Verursacht schwere Augenschäden. H351 Kann vermutlich Krebs erzeugen. H360Df Kann das Kind im Mutterleib schädigen. Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. H372 Schädigt die Organe (Blut, Zentralnerven-, Immunsystem, Niere) bei längerer oder wiederholter Exposition. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. 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. 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, 107398, SDB vom 05.03.2024
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Gefahr
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18 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
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Gefahr
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20 mL Wasserstoffperoxid 30 %, H2O2 – 34.01 g/mol
Hydrogenperoxid (IUPAC), Perhydrol
CAS-Nr.: 7722-84-1 – EG-Nr.: 231-765-0
Eye Dam. 1, Aquatic Chronic 3, WGK 1
H318 Verursacht schwere Augenschäden. H412 Schädlich für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P305+P351+P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P501 Inhalt/Behälter einer anerkannten Abfallentsorgungsanlage zuführen. Sigma-Aldrich, 216763, SDB vom 28.05.2024
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Produkte
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Gefahr
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Natronlauge 10 %, NaOH – 40.00 g/mol
Natriumhydroxidlösung
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. 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, S8263, SDB vom 08.10.2023
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Achtung
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Natriumnitrat, NaNO3 – 84.99 g/mol
Chilesalpeter, Natronsalpeter, Kubischer Salpeter, E 251
CAS-Nr.: 7631-99-4 – EG-Nr.: 231-554-3
Ox. Sol. 3, Eye Irrit. 2, WGK 1
H272 Kann Brand verstärken; Oxidationsmittel. H319 Verursacht schwere Augenreizung. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P220 Von Kleidung und anderen brennbaren Materialien fernhalten. P264 Nach Gebrauch Haut gründlich waschen. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P305+P351+P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. P337+P313 Bei anhaltender Augenreizung: Ärztlichen Rat einholen/ärztliche Hilfe hinzuziehen. Sigma-Aldrich, S5506, SDB vom 05.03.2024
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Gefahr
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Blei(IV)-oxid, PbO2 – 239.20 g/mol
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
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Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
3 × 250-ml-Becherglas, Messzylinder, Glasstäbe, 600-ml-Becherglas, Magnetrührer, Rührfisch, Tropftrichter oder Bürette, Stativ, Muffe, Klemme, Saugflasche, Nutsche, Filter, Wasserstrahlpumpe, Abzug, Porzellanschale, Trockenschrank
Versuchsdurchführung
Auf einem Magnetrührer werden ein 600-ml-Becherglas gestellt und ein Rührfisch in das Becherglas gegeben. An ein Stativ wird ein Tropftrichter oder eine Bürette so befestigt, dass die Auslassöffnung in das Becherglas ragt. In einem 250-ml-Becherglas werden 33.12 g Blei(II)-nitrat in 70 mL dest. Wasser gelöst. Die fertige Lösung wird nun in das 600-ml-Becherglas überführt und der Magnetrührer eingeschaltet. 18 g Natriumhydroxid werden, in einem 250-ml-Becherglas, in 40 mL dest. Wasser gelöst und anschließend portionsweise in das 600-ml-Becherglas gegossen. Jetzt wird gerührt, bis sich ein evtl. Niederschlag von Blei(II)-hydroxid wieder gelöst hat. Mit einem Messzylinder werden 20 mL Wasserstoffperoxid 30 % abgemessen und in den Tropftrichter bzw. Bürette gegeben. Nun wird das Wasserstoffperoxid 30 % langsam zu der Plumbat(II)-Lösung getropft. Das Blei(IV)-oxid fällt als brauner Niederschlag aus.
Das Wasserstoffperoxid nicht zu schnell zugeben! In einer Nebenreaktion wird Sauerstoff gebildet! Die Lösung könnte daher stark aufschäumen!
Nach beendeter Zugabe des Wasserstoffperoxids wird noch für fünf Minuten nachgerührt. Das Blei(IV)-oxid wird nun mittels Saugfiltration abgetrennt, dreimal mit 50 mL dest. Wasser gewaschen und in eine Porzellanschale überführt. Das feuchte Blei(IV)-oxid wird bei 100 °C im Trockenschrank getrocknet.
Reaktionsgleichung
1. Blei(II)-nitrat reagiert mit Natriumhydroxid zu Blei(II)-hydroxid und Natriumnitrat:
Pb(NO3)2(aq) + 2 NaOH(aq) → Pb(OH)2(s/aq) + 2 NaNO3(aq)
2. Blei(II)-hydroxid reagiert mit überschüssigem Natriumhydroxid zu einem Plumbat(II)-Komplex:
Pb(OH)2(s/aq) + NaOH(aq) → Na+(aq) [Pb(OH)3]−(aq)
3. Der Plumbat(II)-Komplex wird mit Wasserstoffperoxid zu Natriumhydroxid, Blei(IV)-oxid und Wasser umgesetzt:
Na+(aq) [Pb(OH)3]−(aq) + H2O2(aq) → PbO2↓ + NaOH(aq) + 2 H2O
In einer Nebenreaktion wird aus Natriumhydroxid und Wasserstoffperoxid Sauerstoff freigesetzt!
Quellenangaben
[1]
K. Waselowsky. Charakteristische Reaktionen der Bleisalze – Wasserstoffperoxid in alkalischer Lösung. In: 225 × Chemie – Ein Experimentierbuch, Franckh'sche Verlagshandlung: Stuttgart, 1982, 102.
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