Benzol Synthese

Posted on by

Benzol ist eine aromatischer Kohlenwasserstoff, gut erkenn bar an seinem süßlichen Geruch, welcher Ausgangsstoff für zahlreiche chemische Verbindungen ist. Der Stoff tritt als farblose Flüssigkeiten in Erscheinung und ist sehr gut mischbar mit organischen Lösungsmitteln, allerdings kaum mit Wasser. Den klassischen Benzolring kennt wohl jeder aus dem Chemieunterricht.

 

Auf Benzol bzw. seinen Folgeprodukten wie Cyclohexan, Cumol und Nitrobenzol basiert ein unglaublich riesiger Industriezweig von Kunststoffherstellung bis hin zur Pharmaindustrie. Ohne Benzol wäre unsere heutige Industrie bzw. ihre Entwicklung nicht vorstellbar. Allerdings ist Benzol sehr stark krebserregend, weshalb immer stärker an alternativen Stoffen geforscht wurde bzw. wird.

 

In der Sprengtechnik ist Benzol dem Toulol ähnlich, auch an ihn kann man eine gewisse Zahl an Nitrogruppen anhängen, um so Nitrobenzol, Dinitrobenzol und anschließend Trinitrobenzol zu erhalten. Da diese Sprengstoffe allerdings ähnlich giftig sind wie ihr Ausgangsstoff, finden sie heutzutage keine praktische Verwendung mehr.

 

Da die industrielle Herstellung für den normalen Menschen zu schwer ist, kann man einen Umweg über Natriumbenzoat und Natriumhydroxid gehen, wobei sehr unreines Benzol entsteht. Dieses kann durch einfache Destillation gereinigt werden.

 

 

EXTRA THEMA SICHERHEIT – UNBEDINGT BEACHTEN!!!!
Benzol bzw. seine Herstellung ist ein ganz neues Level in der Herstellung von Chemikalien oder Sprengstoffen. Die Verbindung ist extrem giftig, stark krebserregend und kann auch über die Haut und durch Einatmen aufgenommen werden!!!

 

Doppelte Schutzhandschuhe, ein Abzug oder draußen arbeiten mit Ventilator ist Pflicht!! Verwendetes Laborglas sollte in einem externen Gewässer vorgewaschen werden bevor es in die heimische Spüle kommt. Verbrauchsmaterialien kommen nicht in den Mülleimer, sondern mit einer extra Mülltüte direkt in die Tonne vorm Haus!!

 

Die tötliche Dosis liegt bei oraler Aufnahme bei 50mg pro Kilogramm Körpergewicht, Benzoldämpfe dürfen unter keinen Umständen eingeatmet werden. Sollten bei der Synthese oder beim Umgang mit Benzol, Symptome wie Schwindel oder Brechreiz auftreten ist sofort die Vergiftungszentrale des Bundeslandes anrufen.

 

http://www.vergiftungszentrale.de/

 

Wirklich geringe Mengen an Benzol können aufgewischt und das Material direkt entsorgt werden. Sollte ein Gefäß zu Bruch gehen oder auf anderem Wege Benzol in großen Mengen verschüttet werden, ist der Raum sofort zu verlassen und die Feuerwehr zu alarmieren!!!!!

Ab 1,4% Luftvolumenanteil besteht zudem Explosionsgefahr!!!

 

Weiterführende Links
– https://de.wikipedia.org/wiki/Benzol
– https://xplosives.net/wp/sonstige-anleit…el-aceton/
– http://www.seilnacht.com/Chemie/ch_benzo.htm

 

Warnhinweise
– Benzol ist sehr giftig, krebserregend und reizend!
– Sobald außerhalb des Abzuges ein aromatisch-süßlicher Duft zu vernehmen ist

  (typisch für Benzol), ist das Zimmer gut zu durchlüften und der Versuch abzubrechen
– Natriumhydroxid ist reizend und kann unter bestimmten Umständen Glas zersetzen

 

Stoffdaten
– Summenformel: C6H6
– Andere Namen: Benzen
– CAS-Nummer: 71-43-2
– Dichte: 0,88g/cm3
– Molare Masse: 78,11g/mol
– Aggregatzustand: flüssig
– Schmelzpunkt: 5,5°C
– Siedepunkt: 80°C
– Dampfdruck: 100hPa bei 20°C
– Löslichkeit: Schlecht in Wasser (1,8g/l)

 

Reaktion

Natriumbenzoat + Natriumhydroxid = Benzol + Natriumcarbonat + Wasser + Kohlenstoffdioxid

 

Materialien
– Messzylinder
– Waage
– Keksdose
– Teflonband
– Kugelmühle mit Keramikkugeln

+ Komplette Destillationsaparatur, die Keksdose ersetzt den Destillationskolben.
+ Heizplatte oder Gasbrenner, Temperaturen über 400°C müssen erreicht werden

 

 

Chemikalien
– 150g Natriumbenzoat
– 90g Natriumhydroxid

 

Durchführung
1) Zuerst werden 150g Natriumbenzoat und 90g Natriumhydroxid zusammen ca. 3 Stunden lang in einer Kugelmühle gemahlen und anschließend in die Keksdose gefüllt.

 

 

 

2) In den Deckel der Keksdose wird ein Loch gesägt, der untere Schliffkern des Claisen-Aufsatz mit so viel Teflonband umwickelt, das er stramm und dicht im Loch sitzt.

 

 

3) Am Vakkumvorstoß wird ein Schlauch angeklebt und aus dem Fenster geleitet, soltle dies nicht möglich sein, kann man auch das Ende des Schlauches nahe der Dose befestigen. In diesem Bereich sollte eine Absaugung durch den Abzug erfolgen um eventuell austretende Benzoldämpfe am Loch des Deckels abzusaugen. Die Dose selbst wird noch mit temperaturbeständigem Klebeband versiegelt.

 

    

Der Rest des Aufbaus entspricht der einfachen Destillation und wird deswegen nicht nochmal erklärt, einfach in den „Weiterführenden Links“ nachlesen.

Verwendet man eine Heizplatte, so muss diese mehr als 400°C erzeugen können. 

 

 

4) Nun wird der Brenner angestellt, bzw. die Heizplatte auf Vollast geschaltet. Die Temperatur steigt innerhalb von 10 Minuten auf 80-100°C an, weißer Nebel steigt in der Destillationsapparatur auf, dies ist das entstehende CO2.

 

          

 

 

5) Sobald der Siedepunkt vom Benzol erreicht ist bzw. darüber hinaus ansteigt, sieht man schon erstes Rohbenzol im Liebigkühler kondensieren. Die Temperatur sollte maximal bis 120°C ansteigen, dabei verdampft zwar auch das entstehende Wasser, dieses wird aber später noch vom Benzol getrennt.

 

    

 

6) Nachdem das CO2 aus der Apparatur entwichen ist, kann man viel besser das Rohbenzol erkennen, welches als orangene Flüssigkeit in Erscheinung tritt.

 

 

 

Ausbeute
41 ml Rohbenzol

 

Dieses Rohbenzol muss man 2 Mal redestillieren, dann ist es komplett frei von Verunreinigungen. Ich konnte so aus 41ml Rohbenzol ca. 34 ml gereinigtes Benzol gewinnen.

 

 

Zwischen den Durchgängen ist die Destille mit heißem Ethanol zu reinigen! Auch das destillierte Benzol hat immer noch einen gewissen Wasseranteil da Benzol mit Wasser bis 8,8% ein Azeotrop bildet. Mittels einer Fraktionellen Destillation kann man erst das Azeotrop und dann das wasserfreie Reinbenzol erhalten.

 

Alle Glasgeräte müssen mit heißem Ethanol gewaschen werden, da man Benzolverunreinigungen mit Wasser kaum gelöst bekommt.