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Acetylen Synthese

#1
Acetylen Synthese




Allgemeine Informationen
Acetylen, bzw. richtig „Ethin“, ist der einfachste Vertreter der Gruppe von Alkinen mit der einfachen Summenformen C2H2. Erstmals 1836 hergestellt hat es sich als vielseitiges Mittel für die Industrie und Bauwirtschaft bewährt. Hauptsächlich wird es für das autogene Schweißen von Metallen verwendet.

In der Kombination mit dem Luftsauerstoff bildet dieses Gas eine hochexplosive Mischung  weswegen es auch öfters bei Schweißarbeiten zu Unfällen kommt. In unserem Hobby nutzen wir es um die Acetylide herzustellen, wie z.B. Silberacetylid oder Kupferacetylid. Dabei nutzen wir die Reaktion von Calciumcarbid mit Wasser.

Bei dieser  Synthese wird das Acetylen in eine Gaswaschflasche geleitet um den Nachweis seiner Bildung zu erhalten, danach in die Umwelt entsorgt.  Zusätzlich erfolgte ein Geruchstest.  Zwar wäre es noch möglich mit Halogenwasserstoffen Vinylhalogenide herzustellen, aber diesen Schritt sparen wir uns erstmal, da er nicht Thema der Synthese ist.

Normalerweise ist Acetylen fast Geruchlos. Allerdings bringt die technische Herstellung über Calciumcarbid ein leicht verunreinigtes Gas zum Vorschein. Darum muss das hier erzeugte Acetylen leicht unangenehm riechen.



Warnhinweise
- Acetylen bildet mit der Luft ein hochexplosives Gemisch!



Stoffdaten
Trivialnamen: Ethin, Äthin
Summenformel: C2H2
CAS-Nummer: 74-86-2
Molare Masse: 26,04g/mol
Dichte: 1,18g/cm3 bei 0°C
Dampfdruck: 4,25 MPa bei 20°C
Löslichkeit: löslich in Aceton und Ethanol, fast unlöslich in Wasser



Weiterführende Links
- http://www.seilnacht.com/Chemie/ch_ethin.htm
- http://www.seilnacht.com/Chemie/ch_cac2.htm





Theoretische Berechnungen

Calciumcarbid   +     Wasser                  =     Acetylen      +       Calciumhydroxid

CaC2                 +      2 H2O                 =       C2H2         +             Ca(OH)2

64,10g/mol       +  2*  18,01528g/mol  =   26,04g/mol   +   74,10g/mol

                100,13056g/mol                   =               100,14g/mol


Probe erfolgreich, nun rechnen wir es auf Mengen um, die wir herstellen wollen. Da das Gas in dieser Synthese in die Umwelt geleitet wird, ist dieser Schritt erstmal nebensächlich, aber bei der Herstellung von Acetyliden ist er entscheidend um rechnerisch genug Acetylen zu produzieren.



CaC2                 +      2 H2O                    =       C2H2         +             Ca(OH)2

64,10g/mol        +  2*  18,01528g/mol    =   26,04g/mol   +   74,10g/mol

64,10g/mol        +  36,03056g/mol          =   26,04g/mol   +   74,10g/mol         /: mol, : 26,04

2,46159..g         +   1,3836…g                 =          1g          +   2,8…g

61,54g                +       34,59g                  =          25g        +   71,14g


61,54g Calciumcarbid  +    34,59g Wasser      =    25g Acetylen   +   71,14g Calciumhydroxid



Materialien
- 1000ml Zweihals-Rundkolben + passender Korkring
- 1000ml Tropftrichter mit Stopfen
- Normschliff Übergang 14/23 auf Glasolive
- Gummischlauch
- Gaswaschflasche
- Schliffklammern
- Laborhebebühne



Chemikalien
- 61,5g Calciumcarbid
- 34,6g Wasser
- Nochmals 500ml Wasser in der Gaswaschflasche

   



Durchführung
1) Zuerst bauen wir den Versuch auf, dafür geben wir das Calciumcarbid in den Zweihals Rundkolben, platzieren ihn auf einem Korkring und setzen den Tropftrichter drauf. In den kleinen NS Abgang kommt der Übergang auf die Glasolive welche per Schlauch mit der Gaswaschflasche verbunden ist.

               

Gehalten wird das ganze durch ein Stativ, der Stand muss wirklich sicher sein




2) Nun wird das Wasser in den Tropftrichter gegeben und der Hahn aufgedreht. Die Reaktion von Calciumcarbid mit Wasser ist sehr heftig, von daher sollte die Zugabe wirklich nur sehr langsam erfolgen, es sei denn man benötigt sehr schnell sehr große Mengen Acetylen.

               

Innerhalb des Kolbens bildet sich ein weißer Nebel und die entstandene Wasser/ Calciumhydroxid Lösung erwärmt sich




3) In der Gaswaschflasche kann man es nun blubbern sehen, das entstandene Acetylen, es riecht leicht unangenehm-scharf. Normalerweise würde man den Schlauch in ein Gefäß leiten, in welche das Carbid dann weiter reagieren würde. In diesem Versuch wird es allerdings durch einen Abzug nach draußen geleitet.

       

Niemals Acetylen in geschlossenen Räumen herstellen, mit der Luft bildet es ein explosives Gemisch!!




4) Zurück bleibt Calciumhydroxid in Form von einem weißem Pulver, welches sich nur sehr schlecht in Wasser löst.

   


Ich hoffe diese kleine aber feine Anleitung hat euch gefallen Angel . Selbstverständlich kann man das auch alles ohne Laborglas etc. machen...Improvisation ist alles. Aber achtet auf jeden Fall auf eine dichte Apparatur und ausreichend Belüftung des Raumes oder eine Absaugung.



   
In throws of rage, I shall hone my craft - In vengeance, I shall have no mercy.  In the mist of battle, I shall have no fear. And in the face of death, I shall have no remorse

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#2
Wie immer eine super Anleitung, danke !
Bin wie immer Bombenmäßig drauf Big Grin
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#3
Schöne Dokumentation Smile 



Der schöne Kolben wäre mir aber dafür zu schade. Wird evtl. auch von Hydroxid angefressen...?

Mein Setup war bisher immer ein altes Marmeladenglas mit Schlauch im Deckel. Das Karbid wird einfach ins Wasser gelegt.
Dabei geht es natürlich heftig zur Sache, aber mit kaltem Wasser + Kühlbad drumrum geht es.



Ich weiß nicht ob das bei der professionellen Methode mit dem Tropftrichter auch auftritt, aber ich hatte immer relativ viel Dreck im Schlauch, durch Gischt, Spritzer...

Daher 2 Waschflaschen, eine improvisierte aus einer alten Sprudelflasche und erst dann das gute Laborteil, was dann natürlich schön sauber bleibt Wink
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#4
Naja, bei einem Kolbenpreis von 25€ könnte ich den Verlust locker verkraften, und wenn ich ehrlich bin benutze ich für andere Synthesen auch oft einen Hartz4 Acetylengenerator so wie du ihn im Grunde beschrieben hast Wink

Dreck hatte ich keinen im Schlauch, ein wenig kondensierter Wasserdampf durch die Wärme im Kolben und die kalte Außenluft, aber sonst nichts. Der Kolben und Tropftrichter leisten da ganze Arbeit, es zischt nur und schäumt ganz leicht...kein Wasser das herum spritzt etc.
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