投稿者: Shinagawamotkyni

Was ist Natriumdihydrogenphosphat?

Natriumdihydrogenphosphat ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel NaH2PO4.

Es ist auch unter anderen Namen bekannt wie Mononatriummonophosphat, saures Mononatriummonophosphat, 
Mononatriumorthophosphat und Natriumbiphosphat. In festem Zustand ist die Verbindung als wasserfrei, als Monohydrat und als Dihydrat bekannt.

Anwendungen von Natriumdihydrogenphosphat

Natriumdihydrogenphosphat wird hauptsächlich in der Lebensmittelverarbeitung, als Backpulver, Emulgator, Fleischbinder, Puffer, pH-Einsteller, Waschmittel, Puffer, Klärmittel, Zellkultur- und Färbehilfsmittel verwendet. Es findet vor allem in der Lebensmittelindustrie breite Verwendung, da es als Lebensmittelzusatzstoff ausgewiesen ist.

Natriumdihydrogenphosphat ist auch eine Substanz, die häufig als pH-Pufferreagenz im Labor verwendet wird, da es sich gut in Wasser löst und eine puffernde Wirkung hat. Außerdem wird es in der Medizin als Medikament zur Erhöhung des Phosphorgehalts im Blut und als Abführmittel (Zäpfchen) in einer Mischung aus gleichen Teilen Natriumdihydrogenphosphat wasserfrei und Natriumbicarbonat verschrieben.

Eigenschaften von Natriumdihydrogenphosphat

Natriumdihydrogenphosphat hat ein Molekulargewicht von 119,98 und ist bei Raumtemperatur ein weißes Kristall oder Pulver. Es weist hygroskopische Eigenschaften auf.

Die Dichte des Anhydrids beträgt 2,36 g/ml. Die Substanz ist wasserlöslich (Löslichkeit in Wasser: 59,90 g/100 ml (0 °C)) und extrem unlöslich in Ethanol; bei 0,2 mol/l und 25 °C liegt der pH-Wert wässriger Lösungen zwischen 4,2 und 4,7.

Arten von Natriumdihydrogenphosphat

Natriumdihydrogenphosphat wird als Reagenzprodukt für Forschung und Entwicklung und als Industriechemikalie verkauft:

1. Reagenzprodukte für Forschung und Entwicklung

Neben dem wasserfreien Natriumdihydrogenphosphat werden auch Monohydrat und Dihydrat als Reagenzien für Forschung und Entwicklung verkauft. Die Mengenangaben variieren je nach Hersteller zwischen 25 g, 100 g, 500 g usw. In der Regel können alle diese Stoffe bei Raumtemperatur gelagert werden.

2. Industriechemikalien

Industriechemikalien werden ebenfalls sowohl als wasserfreie als auch als Dihydrate verkauft. Diese Stoffe werden von einer Vielzahl von Herstellern zur Verwendung als Lebensmittelzusatzstoffe und für andere allgemeine industrielle Anwendungen angeboten. Sie werden in der Regel in relativ großen Mengen, z. B. 25 kg, verkauft.

Weitere Informationen zu Natriumdihydrogenphosphat

1. Synthese von Natriumdihydrogenphosphat

Die gängigste Methode zur Herstellung von Natriumdihydrogenphosphat ist die teilweise Neutralisation von Phosphorsäure. Konkret wird Natriumhydroxid oder Natriumdihydrogenphosphat verwendet.

2. Chemische Reaktion von Natriumdihydrogenphosphat

Wenn Natriumdihydrogenphosphat auf 169 °C erhitzt wird, zersetzt es sich unter Bildung von Dinatriumdihydrogenphosphat und Wasser. Beim Erhitzen auf 550 °C zersetzt es sich ebenfalls zu Natriumtrimetaphosphat und Wasser.

Der Stoff ist unter normalen Lagerungsbedingungen stabil, muss aber aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften vor hohen Temperaturen, direkter Sonneneinstrahlung und Feuchtigkeit geschützt werden. Als gefährliche Zersetzungsprodukte sind Phosphatoxide zu erwarten.

3. Gefahrenhinweise und rechtliche Informationen zu Natriumdihydrogenphosphat

Natriumdihydrogenphosphat stellt eine Gefahr für die Augen dar und ist in der GHS-Klassifizierung als Klasse 2B für schwere Augenschäden/Augenreizungen eingestuft. Bei der Handhabung sollte eine persönliche Schutzausrüstung getragen und der Kontakt mit Haut, Augen und Kleidung vermieden werden.

Exponierte Haut, einschließlich Gesicht und Hände, sollten nach der Handhabung gewaschen werden. Bei Augenkontakt mehrere Minuten lang vorsichtig mit Wasser spülen. 

Was ist Oxalsäure-Dihydrat?

Oxalsäure-Dihydrat (Oxalsäure-Dihydrat) ist eine organische Verbindung, dargestellt durch C2H2O4-2H2O.

Die CAS-Nummer lautet 6153-56-6. Sie hat ein Molekulargewicht von 126,07, einen Schmelzpunkt von 104-106 °C und ist bei Raumtemperatur ein weißer Kristall oder kristallines Pulver. Die Verbindung ist löslich in Wasser und Ethanol und unlöslich in Diethylether.

Aufgrund ihrer hygroskopischen Eigenschaften bildet sich der Dihydratzustand der Oxalsäure, wenn sie an feuchter Luft verbleibt. Das Dihydrat scheidet auch aus wässrigen Lösungen aus.

Anwendungen von Oxalsäure-Dihydrat

Oxalsäure-Dihydrat wird in der chemischen Industrie vor allem als Reagenz, als Mittel zur Behandlung von Metalloberflächen, als Reduktionsmittel und als pharmazeutischer Zwischenrohstoff verwendet. Konkrete Beispiele für die Verwendung sind die Herstellung von persistenter Schwefelsäure, Ceroxalat, Aminosäurepräparaten und α-Ketosäuren. Aufgrund seiner reduzierenden Eigenschaften kann es auch bei reduktiven Titrationen eingesetzt werden.

Die Verbindung ist auch als Lebensmittelzusatzstoff zugelassen. Bei der Verwendung als Lebensmittelzusatzstoff muss die Oxalsäure jedoch aus dem Endprodukt entfernt werden. Beispiele hierfür sind die Herstellung von Glukosesirup und die Raffination von Pflanzenölen.

Weitere Verwendungszwecke sind Rohstoffe für Farbstoffe und Bleichmittel, die weit verbreitet sind.

Merkmale von Oxalsäure-Dihydrat

Oxalsäure-Dihydrat wird wasserfrei, wenn es in einen Exsikkator mit Diphosphorpentoxid gelegt oder auf 100 °C erhitzt wird. Es wird als Rohstoff für Farbstoffe und als Bleichmittel verwendet. Sie ist eine zweiwertige Carbonsäure mit zwei Carboxylgruppen und wirkt in wässriger Lösung als ionisierende Säure.

Die Säuredissoziationskonstanten pKa liegen bei 1,27 und 4,27. Aufgrund ihrer Eigenschaften als Reduktionsmittel wird sie auch als Primärstandard bei Redoxtitrationen in der analytischen Chemie verwendet.

Arten von Oxalsäure-Dihydrat

Oxalsäure-Dihydrat ist hauptsächlich als FuE-Reagenzien und Industriechemikalien erhältlich. Reagenzien für Forschung und Entwicklung sind in Mengen von 25 g, 100 g, 500 g, 2,5 kg und anderen Mengen erhältlich, die im Labor leicht zu handhaben sind. Diese Reagenzprodukte können bei Raumtemperatur gelagert werden.

Als Industriechemikalien sind sie in großen Mengen erhältlich, die in Fabriken leicht zu handhaben sind, z. B. in 20 kg. Diese Produkte werden hauptsächlich als Mittel zur Oberflächenbehandlung von Metallen und als Rohstoffe für pharmazeutische Zwischenprodukte verwendet.

Weitere Informationen über Oxalsäure

1. Herstellung und Synthese von Oxalsäure-Dihydrat

Oxalsäure ist in Pflanzen reichlich vorhanden, daher auch ihre Bezeichnung. Industriell wird sie durch Extraktion von Holzspänen nach einer Alkalibehandlung hergestellt.

Die Säure ist eine hygroskopische Substanz, die an feuchter Luft zum Dihydrat wird. Sie fällt auch aus wässrigen Lösungen im Dihydrat-Zustand aus.

Typische Synthesemethoden sind die folgenden:

• Natriumformiat wird durch thermische Zersetzung von Natriumformiat synthetisiert, das mit Calciumhydroxid als Calciumoxalat isoliert und dann mit Schwefelsäure zersetzt wird
• Verfahren zur Oxidation von Ethylenglykol und Glyoxal mit Kaliumdichromat oder ähnlichem

2. Oxalsäure und Gesundheit

Oxalsäure hat die Eigenschaft, sich stark an Kalziumionen zu binden (gesundheitsschädlich). Wenn sie in das Blut des Organismus gelangt, bildet sie vermutlich mit Kalzium Oxalate, wodurch die für den Organismus verfügbare Kalziummenge verringert und die Blutgerinnung und die Blutgerinnung gehemmt werden. Es wird auch angenommen, dass diese Substanz bei übermäßigem Verzehr die Bildung von Steinen verursachen kann.

Einige Gemüsesorten, wie Spinat und Ingwer, enthalten Shurinsäure, aber da sie wasserlöslich ist, kann sie durch Kochen reduziert werden. Außerdem verbindet sich die Oxalsäure bei gleichzeitiger Einnahme von Kalzium mit dem Kalzium im Darm zu Oxalaten, die vom Körper weniger gut aufgenommen werden können.

Was ist eine Natriumoxalat?

Natriumoxalat ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel (COONa)2.

Es hat ein Molekulargewicht von 134,0 g/mol, eine Dichte von 2,34 g/cm³, einen Schmelzpunkt von etwa 250 °C bis 270 °C und eine CAS-Nummer von 62-76-0. Bei Raumtemperatur und -druck ist es ein farbloses oder weißes, geruchloses kristallines Pulver und wird hauptsächlich als Reagenz bei Titrationen verwendet.

Natriumoxalat wird nach dem Gesetz als schädlicher Stoff eingestuft.

Anwendungen von Natriumoxalat

Natriumoxalat ist sehr rein und stabil und wird daher häufig als Standardreagenz im Labor verwendet. Besonders bekannt ist es für seine Verwendung als Referenzlösung im chemischen Experiment zur Bestimmung von Wasserstoffperoxid durch Kaliumpermanganat (KMnO4) (Redoxtitration).

Bei dieser Reaktion wirkt Kaliumpermanganat als fünfwertiges Oxidationsmittel und Natriumoxalat als zweiwertiges Reduktionsmittel. So reagieren zwei Moleküle Kaliumpermanganat mit fünf Molekülen Natriumoxalat, wobei Kohlendioxid und Wasser als Nebenprodukte entstehen. Kaliumpermanganat hat eine rötlich-violette Farbe, so dass der Endpunkt der Titration anhand des Verschwindens der Farbe gemessen werden kann, was den Endpunkt sehr deutlich macht.

Bei dieser Reaktion katalysieren die durch die Reduktion von Kaliumpermanganat gebildeten zweiwertigen Manganionen die Oxidation von Natriumoxalat, so dass die Reaktionsgeschwindigkeit umso höher ist, je weiter die Reaktion fortschreitet. Es ist wichtig, die Temperatur auf etwa 60 °C zu erhöhen und das Gemisch gründlich zu rühren, da der Endpunkt nur dann genau bestimmt werden kann, wenn das Natriumoxalat nach dem Abtropfen des Natriumoxalats rasch mit Kaliumpermanganat reagiert.

Weitere Verwendungszwecke sind Färbereihilfsmittel, Bleichhilfsmittel, Zusätze für Galvanikbäder, Ledergerbung, Reduktionsmittel, katalytische Rohstoffe, Rohstoffe für Präparationslösungen und Metallkomplexforschung.

Eigenschaften von Natriumoxalat

Natriumoxalat ist ein ionischer Feststoff, d. h. es ist schwer löslich in Wasser und unlöslich in Ethanol und anderen organischen Lösungsmitteln. Da es ein Salz der schwachen Säure Oxalsäure und der starken Base Natriumhydroxid ist, sind wässrige Natriumoxalat-Lösungen schwach basisch.

Weitere Informationen über Natriumoxalat

1. Herstellungsverfahren von Natriumoxalat

Natriumoxalat kann durch Reaktion eines Moleküls Oxalsäure mit zwei Molekülen Natriumhydroxid synthetisiert werden. Bei der Reaktion von nur einem Molekül Oxalsäure und einem Molekül Natriumhydroxid entsteht ebenfalls Natriumhydrogenoxid.

Pflanzen produzieren die Säure in ihrem Körper während der Oxidationsstufe der Photosynthese von Glyoxalsäure, sie ist also im Körper der Pflanze vorhanden. Da die Hydroxalsäure selbst jedoch für Pflanzen giftig sein kann, zeichnet sie sich dadurch aus, dass sie durch Kalzium- und Natriumionen, die im Übermaß aufgenommen werden, fixiert und im Körper gehalten wird. Es ist bekannt, dass diese Kristalle in unterschiedlichen Formen in verschiedenen Pflanzen vorkommen.

Natürlich kommen sie in Pflanzen und Gemüsen der Familien Thadaceae, Cataphyllaceae und Acacaceae vor, wobei insbesondere Spinat große Mengen an Natriumoxalat enthält.

2. Gefahren von Natriumoxalat

Bei der thermischen Zersetzung dieses Stoffes entsteht Kohlendioxid. Wenn in einem geschlossenen Raum große Mengen an Kohlendioxid entstehen, sinkt die Sauerstoffkonzentration, was zu Symptomen wie Schwindel und Übelkeit führt. Daher muss beim Erhitzen großer Mengen Natriumoxalat auf eine gute Belüftung geachtet werden.

Außerdem ist die hydrolysierte Oxalsäure stark reizend für Haut und Augen. Bei der Handhabung sollten Schutzbrille, Gummihandschuhe und Laborkittel getragen werden. Bei Hautkontakt sofort mit großen Mengen Wasser spülen.

Was ist Calciumoxalat?

Calciumoxalat ist das Oxalsalz des Calciums.

Es kommt in Pflanzen vor und ist auch ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Oxalsäure. Bei Raumtemperatur ist es ein farbloser, nadelförmiger Kristall, der in Wasser praktisch unlöslich ist.

Es kommt sowohl wasserfrei als auch als Monohydrat und Dihydrat (Weddellit) vor. In Pflanzen findet man es in Rhabarberblättern, Süßkartoffeln, Taros, Paprika, unbehandeltem Konjak und unreifer Ananas.

In hohen Konzentrationen verursacht es Hautreizungen und einen starken Geschmack und ist für den menschlichen Körper giftig.

Anwendungen von Calciumoxalat

Calciumoxalat allein wird als Standardlösung für die qualitative und quantitative Analyse von Calcium- und Oxalsäure-Ionen sowie als Glasur für Keramik verwendet. Calciumoxalat entsteht als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Oxalsäure.

Wird Calciumoxalat mit Schwefelsäure versetzt, fällt Calciumsulfat aus und die Oxalsäure-Ionen werden freigesetzt. Das Calciumsulfat wird durch Filtration entfernt und beim Eindampfen des Filtrats fallen die Kristalle der Oxalsäure aus.

Merkmale von Calciumoxalat

Calciumoxalat ist das Oxalat des Calciums und hat die chemische Formel CaC2O4. Es kann mit Wasser koordinativ verbunden sein und bildet dann Monohydrat oder Dihydrat.

Einige Laborreagenzien werden als Monohydrat verkauft, so dass man bei der Verwendung in Experimenten auf die Etikettierung achten muss. Wenn Calciumoxalat-Hydrat auf 200 °C erhitzt wird, verliert es seine kristalline Form und wird wasserfrei.

Die grundlegenden Eigenschaften von Calciumoxalat (Molekulargewicht, spezifisches Gewicht und Löslichkeit) sind wie folgt:

• Molekulargewicht: 146,11
• Dichte: 2,2 g/cm3
• Löslichkeit: praktisch unlöslich in Wasser und Ethanol, löslich in verdünnter Salzsäure und verdünnter Schwefelsäure.

Weitere Informationen zu Calciumoxalat

1. Toxizität für den Menschen

Calciumoxalat ist stark reizend und ätzend für Haut und Schleimhäute. Eine Schutzausrüstung wie Nitrilhandschuhe und Schutzbrille ist zu tragen, um Kontakt mit Händen und Augen zu vermeiden.

Wenn Calciumoxalat auf der Haut haftet, ist diese gründlich mit Seife waschen und unter fließendem Wasser abzuspülen. Seife wird verwendet, weil eine Erhöhung des pH-Wertes die Löslichkeit von Calciumoxalat erhöht, so dass es sich leichter abwaschen lässt.

Wenn es in die Augen gelangt, waschen Sie es unter fließendem Wasser mit dem Gesicht auf der Seite, damit die Calciumoxalat-Kristalle leicht aus dem Auge fließen können. Spreizen Sie zu diesem Zeitpunkt die Augenlider mit den Fingern und bewegen Sie die Augäpfel langsam, wobei Sie darauf achten, dass Sie die Augenlider gut ausspülen. Bleibt die Reizung im Auge bestehen, ist ein Arzt aufzusuchen.

2. Einschränkungen als schädlicher Stoff

Calciumoxalat ist ein Hautreizstoff und gilt als gesundheitsschädliche Chemikalie.

3. Calciumoxalat in Lebensmitteln

Calciumoxalat reichert sich als Sekundärmetabolit in Pflanzen an und ist daher auch in Lebensmitteln enthalten. Spinat, Süßkartoffeln und Tee sind besonders reich an Calciumoxalat.

Der Verzehr von Süßkartoffeln kann zu Juckreiz an den Lippen führen, was darauf zurückzuführen ist, dass das in den Süßkartoffeln enthaltene Calciumoxalat die Schleimhäute der Lippen reizt. Unbehandelte Konjak-Samen haben einen noch höheren Calciumoxalat-Gehalt, weshalb sie vor der Verarbeitung zum Lebensmittel Konjak durch Zerkleinern, Mischen und Gerinnen mit starker Lauge behandelt werden.

Die Berührung der rohen Konjak-Kartoffel mit bloßen Händen kann aufgrund des Calciumoxalats zu Reizungen führen, die eine Behandlung im Krankenhaus erforderlich machen können. Einige Wildblumen, die in den Bergen und auf den Feldern wachsen, enthalten in ihren heimischen Lebensräumen ebenfalls große Mengen an Calciumoxalat wie z. B. die Familie der Ranunculaceae. Für das Risikomanagement ist es wichtig, ihre Formen aus einem Bildband zu kennen, damit man sie beim Zelten oder Klettern nicht versehentlich mit bloßen Händen berührt.

4. Steine der ableitenden Harnwege

Mit der Nahrung aufgenommenes Kalziumoxalat wird kaum über den Urin ausgeschieden, da es in Wasser praktisch unlöslich ist und sich allmählich im Körper anreichert. Calciumoxalat fällt im Körper als Kristalle in den Nieren und Harnwegen aus, die zu Steinen werden.

5. Zersetzung durch Erhitzung

Calciumoxalat selbst ist nicht brennbar, aber es zersetzt sich beim Erhitzen oder bei Kontakt mit starken Oxidationsmitteln. Es muss darauf geachtet werden, dass Calciumoxalat nicht versehentlich mit Heizelementen oder Oxidationsmitteln in Berührung kommt, da als Zersetzungsprodukt giftiges Kohlenmonoxid entsteht.

Was ist Oxalsäure?

Oxalsäure ist eine Dicarbonsäure, deren Struktur aus zwei direkt miteinander verbundenen Kohlenstoffatomen und einer Carboxygruppe besteht.

Sie wird in der IUPAC-Nomenklatur Ethandisäure genannt, kommt in Salzform vor und ist in Pflanzen weit verbreitet. Die Oxalsäure kann aus Natriumhydroxid und Kohlenmonoxid über Natriumformiat hergestellt, in Calciumsalze umgewandelt und dann mit Schwefelsäure umgesetzt werden.

Sie kann auch durch Oxidation von Ethylenglykol oder Glyoxal, z. B. mit Kaliumdichromat, hergestellt werden.

Anwendungen von Oxalsäure

Oxalsäure wird in vielen Bereichen als Rohstoff für Farbstoffe, als Bleichmittel für Weizenstroh, Baumwolle usw. und als Ausgangsstoff für verschiedene Chemikalien verwendet:

1. Lebensmittel

In der Lebensmittelindustrie kann sie bei der Herstellung von Glukosesirup und bei der Raffination von Pflanzenölen verwendet werden.

2. Medizinischer Bereich

Im pharmazeutischen Bereich wird sie bei der Herstellung von persistenten Sulfatarzneimitteln, Ceroxalsäure, Aminosäurepräparaten, Alpha-Ketosäuren usw. verwendet.

3. Metallverarbeitender Bereich

Darüber hinaus kann sie auch im Bereich der Metallverarbeitung in großem Umfang eingesetzt werden. Beispiele sind das chemische Polieren und Beizen (saure Reinigung), die Fahrzeug- und Schiffsreinigung, die Kühlerreinigung (Entrostung und Entzunderungseffekt), Kaltziehschmiermittel für Edelstahl, Eloxal und die Raffination seltener Erden.

Die Verfügbarkeit von reinen Dihydratkristallen der Oxalsäure wird als Referenzmaterial für Säure-Alkali-Titrationen und Redox-Titrationen verwendet.

Eigenschaften von Oxalsäure

Oxalsäure ist in kaltem Wasser und Ethanol sehr gut löslich, auch in heißem Wasser ist sie gut löslich. In organischen Lösungsmitteln wie Ether ist sie unlöslich. Als Carbonsäure ist sie eine sehr saure Substanz.

In wässriger Lösung ionisiert die Carboxygruppe und wirkt wie eine zweiwertige Säure. Obwohl sie oft als schwache Säure eingestuft wird, ist sie stärker als z. B. Phosphorsäure: In einer wässrigen Lösung von 0,1 mol/dm3 beträgt die erste Ionisierungsstufe etwa 0,6.

Beim Erhitzen zersetzt sich das Anhydrid der Oxalsäure bei 189,5 °C unter Bildung von Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Ameisensäure. Durch Bedingungen wie das Mischen mit Schwefelsäure wird die entstandene Ameisensäure zersetzt, wobei Wasser und Kohlenmonoxid freigesetzt werden.

Ameisensäure ist eine hygroskopische Verbindung. An feuchter Luft bildet sich ein Dihydrat, das auch in wässriger Lösung ausfällt. Wird die Oxalsäure in einen Exsikkator mit Diphosphorpentoxid gelegt oder auf 100 °C erhitzt, verliert das Dihydrat der Oxalsäure sein Kristallwasser und wird zu einer wasserfreien Substanz.

Struktur der Oxalsäure

Als Dicarbonsäure ist sie die einfachste Verbindung mit der einfachsten Struktur. Ihre Strukturformel wird durch HOOC-COOH dargestellt.

Das bei der Dissoziation der Oxalsäure in der ersten Stufe entstehende Oxalat-Ion (H(COO)2-) ist ein einwertiges Anion. Bei der Dissoziation in der zweiten Stufe entsteht das zweiwertige Anion, das Oxalsäure-Ion ((COO)22-).

Das Oxalsäure-Ion ist planar und die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung ist eine Einfachbindung. Die Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindung ist resonant und weist Zwischeneigenschaften zwischen Einfach- und Doppelbindungen auf.

Weitere Informationen zu Hydroxalsäuren

1. Verbindungen, die Oxalsäure-Ionen enthalten

Es gibt Oxalate, das sind ionische Kristalle, die Oxalsäure-Ionen enthalten und Hydrogenoxalate, das sind saure Salze, die Hydrogenoxalat-Ionen enthalten.

Alkalimetallsalze, Aluminiumsalze, Ammoniumsalze, Eisen(III)-Salze und andere Oxalsäuren sind in Wasser löslich. Viele Oxalsäuren wie z. B. Erdalkalimetallsalze sind unlöslich. Wässrige Lösungen von Eisen(III)-Salzen zersetzen sich allmählich unter Bildung von Eisen(II)-Oxalsäure (FeC2O4), während sich Silbersalze beim Erhitzen explosionsartig zersetzen.

2. Oxalsäure in der Natur

Oxalsäure ist in Pflanzen reichlich vorhanden. Sie ist ein Mitglied der Familie der Wassermelonen in der Familie der Taxaceae. Wasserlösliche Oxalate wie Natriumhydrogenoxalat kommen vor allem in Pflanzen der Familien Taxaceae, Cataphyllaceae und Acacaceae vor.

Pflanzen aus der Familie der Tarogewächse enthalten dagegen unlösliche Oxalsäure wie z. B. Calciumfuroat. Der Grund dafür, dass die aus dem Wurzelstock der Taro-Pflanze hergestellte Yamswurzel auf der Haut juckt, liegt darin, dass die nadelartigen Kristalle der Calciumhydroxalsäure in die Haut eindringen und sie reizen.

Was ist eine EMI-Abschirmung?

Bei der EMI-Abschirmung handelt es sich um ein Material, das zur Verringerung oder Vermeidung elektromagnetischer Störungen eingesetzt wird.

Dieses Konzept wird als Lärmschutz oder EMV-Maßnahmen bezeichnet. Die zur EMI-Abschirmung verwendeten Materialien werden auch als Abschirmungsmaterialien bezeichnet. Elektromagnetische Wellen werden durch eine Vielzahl von Geräten in unserem täglichen Leben erzeugt.

Mobiltelefone zum Beispiel sind eines der bekanntesten Geräte, die wir finden können. Mobiltelefone kommunizieren über ihre eingebauten Antennen und Basisstationen, indem sie elektromagnetische Wellen, so genannte Funkwellen, aussenden, die im Frequenzbereich von 800 Gigahertz bis 2 Gigahertz liegen und als Mikrowellen bezeichnet werden.

Da elektromagnetische Wellen in verschiedenen Wellenlängen existieren, werden elektromagnetische Wellen erzeugt, wenn ein Stecker in eine Steckdose gesteckt wird. Das Material, das verwendet wird, um diese elektromagnetischen Wellen zu kontrollieren, damit sie sich nicht gegenseitig stören, ist die EMI-Abschirmung.

Funktionsweise der EMI-Abschirmung

Eine EMI-Abschirmung reduziert im Allgemeinen die Auswirkungen elektromagnetischer Wellen, indem sie diese reflektiert. Es gibt zwei Arten von EMI-Abschirmung für Kunststoffe, z. B. die Oberflächenbehandlung und kombinierte Verfahren.

Zu den Oberflächenbehandlungsverfahren gehören das Aufbringen von leitfähigen Farben (Silber, Nickel oder Kupfer) oder Beschichtungen (Kupfer, Nickel oder Chrom), Vakuumverdampfung, Sputtern, Ionenbeschichtung und Metallspritzen.

Zu den Verbundmethoden gehören Glas- und Kohlenstofffasern, Metallfasern, Metallflocken und -pulver sowie das System der Mischung von leitfähigen Füllstoffen mit Kunststoffen, um elektrische Leitfähigkeit und Abschirmungseigenschaften zu erzielen.

Auswahl einer EMI-Abschirmung

Was Sie bei der Auswahl einer EMI-Abschirmung wissen müssen, sind die Zusammensetzung und die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen.

Elektromagnetische Wellen werden grob in Strahlung, Licht, Radiowellen und elektromagnetische Felder eingeteilt, wobei es weitere Unterteilungen gibt.

Strahlung wird zum Beispiel in Gammastrahlen und Röntgenstrahlen unterteilt. Die Frequenzen und Wellenlängen dieser Strahlungen sind unterschiedlich und müssen bei der Auswahl einer EMI-Abschirmung berücksichtigt werden.

Im folgenden Abschnitt werden die oben aufgeführten, weniger bekannten elektromagnetischen Felder erläutert.

Weitere Informationen zur EMI-Abschirmung

1. Verwendung der EMI-Abschirmung

Es gibt zwei Arten von Abschirmungen: elektromagnetische und magnetische Abschirmungen. Da Radiowellen und Magnetismus unterschiedliche Eigenschaften haben, sind auch die Methoden zu ihrer Reduzierung oder Vermeidung unterschiedlich.

Elektromagnetische Abschirmungen
Elektromagnetische Abschirmungen verhindern das Eindringen oder Austreten von Funkwellen, indem sie den Zielraum mit leitfähigen Materialien umschließen, die die Funkwellen reflektieren.

Das bedeutet, dass eine Abschirmschicht aufgebaut wird, die die Funkwellen an der Wandoberfläche blockiert. Fenster und Türen werden durch den Einbau von abgeschirmtem Glas oder abgeschirmten Türen mit Abschirmungen verhindert. Lüftungsöffnungen können durch den Einbau von speziellen Filtern abgedeckt werden.

Wenn jedoch Lücken zwischen den Materialien vorhanden sind, können Funkwellen eindringen oder austreten. Bei der elektromagnetischen Abschirmung handelt es sich um eine Technologie, bei der die Funkwellen an der Oberfläche der installierten Flächen und Materialien reflektiert werden, so dass die reflektierten Wellen nicht abgeschwächt werden.

Magnetische Abschirmung
Die magnetische Abschirmung ist eine Technologie, bei der magnetische Materialien wie Eisen verwendet werden, um den zu blockierenden Raum abzudichten und so den Magnetismus abzulenken und sein Eindringen zu verhindern. Sie wird in Halbleiterfabriken eingesetzt, die stark von Magnetismus beeinflusst werden, sowie in Krankenhäusern, die mit Geräten arbeiten, die Magnetismus erzeugen.

Bei der elektromagnetischen Abschirmung wurde das Eindringen oder Austreten von Radiowellen verhindert, indem diese reflektiert wurden.

Die magnetische Abschirmung hingegen verhindert Magnetismus, indem sie Magnetismus in magnetischen Materialien induziert.

Ein Material, das diese beiden Eigenschaften vereint, ist eine EMI-Abschirmung.

2. Absorption von elektromagnetischen Wellen

Elektromagnetische Abschirmungen reflektieren nicht nur elektromagnetische Wellen, sondern absorbieren sie auch und verhindern oder unterbinden so elektromagnetische Wellen. Spezifische Methoden sind die folgenden:

Bei der Absorption elektromagnetischer Wellen durch EMI-Abschirmung wird die Energie der elektromagnetischen Wellen gedämpft, indem sie durch das Innere hindurchgelassen wird. Im Allgemeinen bestehen EMI-Abschirmungen aus einem Stoff, der als verlustbehaftetes Medium bezeichnet wird. Dieses Material nimmt elektromagnetische Wellen als Wärme auf und dämpft die Intensität der elektromagnetischen Wellen.

Werden elektromagnetische Wellen hingegen absorbiert, wird ein Material verwendet, das als Absorber für elektromagnetische Wellen bezeichnet wird. Wenn elektromagnetische Wellen in ein verlustbehaftetes Medium eindringen, wird ein Teil von ihnen normalerweise nicht durch das Material hindurchgelassen und reflektiert, so dass elektromagnetische Wellenabsorber oder ähnliche Materialien verwendet werden.

Diese Methode wird für pyramidenförmige elektromagnetische Wellenabsorber verwendet. Diese benötigen einen größeren Tiefenabstand und sind daher viel dicker, können aber elektromagnetische Wellen unabhängig von der Frequenz vollständig absorbieren.

3. Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung

Die EMI-Abschirmung wird quantitativ bewertet, wobei im Allgemeinen der Zahlenwert SE (Shielding Effectiveness) verwendet wird.

Die Wirksamkeit der Abschirmung wird dann anhand der Dämpfung der elektromagnetischen Wellen beim Durchgang durch die Abschirmung berechnet, im Allgemeinen mit der folgenden Formel:

Scherkunovs Formel
SE (Abschirmeffektivität) = R (Reflexionsverlust) + A (Dämpfungsverlust) + B (Mehrfachreflexionsterm)

Bei diesem Ansatz wird die elektrische oder magnetische Feldstärke an einem einzelnen Punkt in einem Raum als Referenz festgelegt, wenn kein Abschirmungsmaterial installiert ist und die Abschirmungswirksamkeit wird anhand der Werte der elektrischen und magnetischen Feldstärke im selben Raum nach der Installation des Abschirmungsmaterials definiert.

Die Wahl des Verhältnisses zwischen elektrischem und magnetischem Feld hängt von dem Objekt ab, das die elektromagnetische Strahlung aussendet.

4. Elektromagnetische Felder

Elektromagnetische Felder sind in Stromübertragungs- und -verteilungsleitungen sowie in Haushaltsgeräten vorhanden. Der Begriff elektromagnetisches Feld bezieht sich auf das kombinierte Phänomen von elektrischen und magnetischen Feldern.

Ein elektrisches Feld ist eine Spannung, die angelegt wird. Wenn man sich mit einer Unterlage über den Kopf reibt, stellen sich die Haare auf, wodurch ein elektrisches Feld erzeugt wird.

Ein magnetisches Feld ist ein Raum, in dem Magnetismus wirkt und wenn man Eisensand oder ein anderes Material um einen Magneten wickelt, entsteht eine schöne Linie, als ob ein Lichtbogen gezogen würde. Dieses Phänomen ist der Zustand, in dem ein Magnetfeld erzeugt wird.

Funktionsweise der elektromagnetischen Felder
Erstens wird ein elektrisches Feld erzeugt, wenn ein Stecker in eine Steckdose gesteckt wird und Spannung an das Kabel angelegt wird. Zweitens fließt durch das Einschalten des Geräts, an das das Kabel angeschlossen ist, ein elektrischer Strom durch das Kabel, der ebenfalls ein Magnetfeld erzeugt.

Beide Vorgänge führen zur Erzeugung elektromagnetischer Felder. Um die durch diese Phänomene verursachten elektromagnetischen Störungen zu vermeiden, muss man die Verwendung von Abschirmfarben oder Beton mit Abschirmwirkung in Betracht ziehen.

Darüber hinaus gibt es auch Folien, die Frequenzen auswählen können, um eine elektromagnetische Abschirmung zu erzeugen. In den letzten Jahren wurden auch Technologien entwickelt, um die früher geschlossene magnetische Abschirmung mit weniger Material effektiver denn je zu machen, indem in gleichen Abständen offene Streifen aus Abschirmungsmaterial angebracht werden.

Was ist eine Wasserturbine?

Eine Wasserturbine ist eine Turbine, die zur Erzeugung von Wasserkraft an Dämmen eingesetzt wird. Sie wird dort installiert, wo große Wassermengen aus großer Höhe herabstürzen (z. B. Wasserfälle und Dämme) oder wo sich große Wassermengen mit hoher Geschwindigkeit bewegen (z. B. Stromschnellen), wobei die Turbine in Rotation versetzt und die Energie in Strom umgewandelt wird.

Wasserturbinen für die Stromerzeugung aus Wasserkraft werden in Impuls- und Reaktionsturbinen unterteilt, die sich darin unterscheiden, wie das fallende Wasser die Schaufeln in Drehung versetzt. Ein Beispiel für eine Impulsturbine ist die Peltonturbine, die die Geschwindigkeitsenergie des fallenden, beschleunigten Wassers nutzt, um die Schaufeln zu drehen. Beispiele für Reaktionsturbinen sind Francis-Turbinen und Propellerturbinen, die die Geschwindigkeit und den Druck des Wassers nutzen, um die Schaufeln in Drehung zu versetzen.

Typen und Bauweise von Wasserturbinen

Bei früheren Wasserturbinen wurden die Schaufeln durch die potenzielle Energie des fallenden Wassers in Drehung versetzt. Moderne Wasserturbinen wandeln jedoch die potenzielle Energie des Wassers in Geschwindigkeitsenergie um und lassen das Wasser mit hoher Geschwindigkeit auf die Schaufeln einwirken, um die Turbine zu drehen.

Es gibt zwei Arten von Wasserturbinen mit unterschiedlichen Mechanismen zum Drehen der Schaufeln: Impuls- und Reaktionsturbinen. Ein Beispiel für ein Impulswasserrad ist das Pelton-Wasserrad, während ein Beispiel für ein Reaktionswasserrad das Francis-Wasserrad oder Propellerwasserrad ist.

Wasserturbinen sind sehr groß und haben eine hohe Stromerzeugungskapazität, so dass selbst eine Änderung des Wirkungsgrads um 1 % einen erheblichen Einfluss auf die Leistung hat. Daher müssen sie nach der am besten geeigneten Methode ausgelegt werden, die auf Bedingungen wie der Größe des Kraftwerks und der Höhe des auf das Kraftwerk fallenden Wassers basiert.

Impulsturbinen

Ein typisches Beispiel für eine Impulsturbine ist die Peltonturbine. Diese nutzen nur die Geschwindigkeit des Wassers und werden in Kraftwerken mit großem Gefälle und hohen Wassergeschwindigkeiten eingesetzt. Peltonturbinen verwenden eine schmale Düse am Ende einer Wasserleitung, die einen starken Wasserstrahl auf die Turbinenschaufeln, die so genannten Laufräder, spritzt, um die Turbine zu drehen.

Peltonturbinen werden in fast allen Kraftwerken mit großem Gefälle eingesetzt. Das größte ist das Kraftwerk Büdron in der Schweiz, wo das Gefälle etwa 1900 Meter beträgt. Peltonturbinen haben jedoch einen geringeren maximalen Wirkungsgrad als andere Verfahren.

Reaktionsturbinen

Francis-Turbinen und Propellerturbinen sind typische Beispiele für Reaktionsturbinen. Francis-Turbinen nutzen die Geschwindigkeit und den Druck des Wassers, um die Laufräder zu drehen. Das herabfallende Wasser tritt in das Spiralgehäuse ein und strömt in Wirbelrichtung nach innen, wobei es zur Strömungsregulierung bewegliche Schaufeln (Leitrad) passiert und die Laufräder berührt, um die Turbine zu drehen.

Francis-Turbinen machen etwa 70 % der Wasserkraftdämme in Japan aus und sind insofern einzigartig, als sie in einem weiten Bereich von 10 m bis 300 m Gefälle eingesetzt werden können. Eines der größeren Kraftwerke ist das Kraftwerk Arimine Nr. 1 der Hokuriku Electric Power Company mit einem Gefälle von 430 Metern.

Das Grundprinzip einer Propellerturbine ähnelt dem einer Francis-Turbine, wobei das fallende Wasser durch ein Gehäuse und einen Leitapparat fließt, bevor es mit den Laufrädern in Berührung kommt und die Turbine dreht. Propellerturbinen unterscheiden sich jedoch von Francis-Turbinen durch die Form der Laufräder, die wie eine Schiffsschraube geformt sind. Propellerturbinen werden häufig in Kraftwerken eingesetzt, in denen das Wassergefälle relativ gering und die Durchflussmenge hoch ist.

In jüngster Zeit werden in immer mehr Kraftwerken mit geringer Leistung, die auch als Mikro-Wasserkraft bezeichnet werden, Stromerzeugungssysteme mit geringem Wassergefälle und Energiebedarf eingesetzt wie z. B. diese Art von Rücklaufturbine. Die Mikro-Wasserkraft nutzt Wasserströme z. B. für die Wasserversorgung, die Abwasserentsorgung und die Landwirtschaft und es werden Propellerturbinen eingesetzt.

Wasserkraftturbinen und Turbinen

Wasserkraftturbinen sind mit einem Generator verbunden, wobei die Drehung der Turbine auch den Generator antreibt und so Strom erzeugt. Wasserkraftturbinen können daher als eine Art von Turbine betrachtet werden.

Bei der Wasserkrafterzeugung variiert die Drehzahl der Turbine in Abhängigkeit von der Wassermenge und dem Absinken des Wasserspiegels und es besteht die Gefahr, dass Schwankungen in der Drehzahl auch zu einer Instabilität der elektrischen Leistung führen können. Es ist daher notwendig, die Auswirkungen von Drehzahl- und Druckschwankungen, die durch solche Änderungen der Wassermenge verursacht werden, zu verringern. In der Praxis werden Maßnahmen wie die Zugabe von Luft oder Wasser in das Wirbelzentrum des Gehäuses ergriffen.

Was ist eine Testanlage?

Testanlagen werden zur Prüfung der physikalischen Eigenschaften und Merkmale von Produkten und Bauteilen in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, und die Prüfobjekte und Prüfgegenstände variieren von Branche zu Branche. Beispiele sind die Leistungsprüfung, die Dauerhaftigkeitsprüfung und die zerstörende Prüfung, und die verwendeten Prüfgegenstände und Testanlagen richten sich nach der Form, den Normen und den Zielwerten der herzustellenden Produkte sowie nach der erforderlichen Genauigkeit.

Die Größe der Geräte variiert je nach dem Inhalt der Prüfung, wobei einige der größeren Geräte den gesamten Raum, in dem die Prüfung durchgeführt wird, als Testanlage nutzen, während andere groß genug sind, um eine Reihe von Tests an einem Ort durchzuführen. Es gibt eine Vielzahl von Testanlagen, und die Spezifikationen der Testanlagen selbst können je nach Form der zu prüfenden Probe und der geforderten Genauigkeit geändert werden, so dass Ausstellungen für jede Branche als Ort für Geschäftsverhandlungen und die Einführung neuer Produkte abgehalten werden. Da es sich bei solchen Testanlagen häufig um ein Anlagevermögen handelt, wird die Nutzungsdauer für jeden Anlagentyp festgelegt.

Testanlagen in der Weltraumforschung

Nachfolgend ein Beispiel für Testanlagen in der Raumfahrtentwicklung. Der Weltraum ist eine raue Umgebung mit Vakuum, kryogenen Temperaturen, Schwerelosigkeit und hoher Strahlung, die zudem schwer zu warten ist. Wenn sich kleine Teile aufgrund mangelnder Haltbarkeit lösen oder brechen und ins All gelangen, werden sie zu Weltraummüll und kreisen mit hoher Geschwindigkeit um die Erde, was zu schweren Unfällen führen kann. Daher sind für Teile und Ausrüstungen im Zusammenhang mit der Weltraumforschung verschiedene Haltbarkeitstests erforderlich.

In thermischen Vakuumtestanlagen werden beispielsweise Tests in einer thermischen Umgebung durchgeführt, die den Weltraum simuliert. Da der Weltraum ein Vakuum ist und es keine Luftkonvektion gibt, ist der Temperaturunterschied zwischen der sonnenbeschienenen Seite und der Rückseite eines Satelliten groß. Thermische Testanlagen im Vakuum dienen dazu, eine solche Umgebung zu reproduzieren.

EMV-Testanlagen

Bei elektronischen Geräten besteht die Gefahr, dass sie durch verschiedene elektromagnetische Wellen gestört werden, und es ist notwendig, vor der Vermarktung zu bestätigen, dass keine Fehlfunktionen durch elektromagnetische Strahlung auftreten. Diese Art der Prüfung wird als EMV-Prüfung bezeichnet, und für EMV-Testanlagen werden große Geräte wie ein schalltoter Raum benötigt.

Ein schalltoter Raum für EMV-Testanlagen muss folgende Anforderungen erfüllen: Es dürfen keine elektromagnetischen Wellen von außen eindringen, keine elektromagnetischen Wellen nach außen dringen und keine elektromagnetischen Wellen im Inneren reflektiert werden. Aus diesem Grund ist die Außenseite des Raums mit Metallplatten abgedeckt, während an der Innenseite ein Funkwellenabsorber angebracht ist, der die Reflexion elektromagnetischer Wellen im Inneren verhindert. In diesen reflexionsarmen Räumen werden Produkte getestet, die elektromagnetische Wellen nutzen, wie z. B. Antennen und Funkgeräte.

Ausstellungen über Testanlagen

Die Testanlagen sind von Branche zu Branche unterschiedlich, und die Spezifikationen der Anlagen können je nach Prüfgegenstand, Probenform und anderen Faktoren geändert werden. Aus diesem Grund werden für jede Branche Ausstellungen von Testanlagen und Informationsveranstaltungen für die Hersteller von Testanlagen veranstaltet.

Für die Prüfung von Materialien und Chemikalien werden beispielsweise Testanlagen wie Elektronenmikroskope und Kernspinresonanz (NMR) benötigt.

Nutzungsdauer von Testanlagen

Testanlagen sind in der Regel teuer in der Anschaffung und fallen oft unter die Kategorie Anlagevermögen. Das Anlagevermögen unterliegt der Grundsteuer, und die Nutzungsdauer wird für jede Testanlage festgelegt. Die Nutzungsdauer von Vermögenswerten für Forschung und Entwicklung unterscheidet sich von Vermögenswerten für andere Zwecke, wobei Vermögenswerte für Forschung und Entwicklung eine kürzere Nutzungsdauer und höhere Abschreibungskosten haben.

So wird die Nutzungsdauer von Gebäuden und Gebäudeausstattungen, wie z. B. schalltoten Räumen, bei der Verwendung in Forschung und Entwicklung und von Instrumenten und Einrichtungsgegenständen, wie z. B. Mess- und Berechnungsgeräten, je nach Land, auf unterschiedliche Jahre festgelegt wird. Es ist jedoch ratsam, sich beim zuständigen Finanzamt zu erkundigen, ob und welche Art von Wirtschaftsgütern unter die Nutzung für Forschung und Entwicklung fallen.

Was ist Kupferchlorophyll?

Kupferchlorophyll ist eine Verbindung, bei der das Magnesium im Chlorophyll durch Kupfer ersetzt wird.

Kupferchlorophyll ist unlöslich in Wasser, aber löslich in Öl.

Chlorophyll, die Quelle von Kupferchlorophyll, ist ein natürliches grünes Pigment, das in Pflanzen vorkommt. Chlorophyll verleiht den Pflanzenblättern ihr grünes Aussehen. Wenn Chlorophyll jedoch als grüner Farbstoff verwendet wird, verblasst es mit der Zeit.

Der anstelle von Chlorophyll verwendete Farbstoff ist Kupferchlorophyll. Kupferchlorophyll ist säure- und lichtbeständiger als natürliches Chlorophyll und kann daher eine stabilere grüne Farbe erzeugen.

Anwendungen von Kupferchlorophyll

Kupferchlorophyll wird hauptsächlich als Farbstoff verwendet. Allerdings ist Kupferchlorophyll in Wasser fast unlöslich, was seine Verwendung als Farbstoff einschränkt.

Daher wird das wasserlösliche Natrium-Kupferchlorophyll, das durch Hydrolyse von Kupferchlorophyll gewonnen wird, als Farbstoff verwendet. Natrium-Kupferchlorophyll wird in Lebensmitteln und Kosmetika verwendet. Kupferchlorophyll wird häufig als Zwischenrohstoff zur Gewinnung von Kupferchlorophyll-Natrium verwendet.

1. Verwendung im Lebensmittelbereich

Kupferchlorophyll wird als Zusatzstoff in verschiedenen Lebensmitteln als grüner Farbstoff verwendet, wobei die Normen für seine Verwendung auf Sicherheit ausgerichtet sind. Die Lebensmittel, für die es verwendet wird, sind nachstehend aufgeführt. Natrium-Kupferchlorophyllin kann in den folgenden Lebensmitteln sowie in Süßigkeiten verwendet werden:

• Seetang
• Gelagerte Gemüse- und Obstprodukte
• Kaugummi
• Fischpastenprodukte
• Frische Süßwaren
• Schokolade
• Agar in Bohnenhonigkonserven

Sowohl Kupferchlorophyll als auch Natrium-Kupferchlorophyll sind als Farbzusatzstoffe zugelassen. Die Höchstwerte für Kupferchlorophyll und Natrium-Kupferchlorophyll sind für jede Art von Lebensmittel festgelegt.

Die Menge an Kupferchlorophyll oder Natrium-Kupferchlorophyll wird nicht durch die Menge an Kupferchlorophyll oder Natrium-Kupferchlorophyll selbst bestimmt, sondern durch die Menge an Kupfer (Cu), in die es umgewandelt wird. Wenn beispielsweise 1 g Kupferchlorophyll in 1 kg Lebensmittel enthalten ist, beträgt die in Kupfer umgewandelte Menge an Kupfer weniger als 1 g.

2. Verwendung in anderen Bereichen als der Lebensmittelindustrie

Kupferchlorophyll wird Kosmetika, Quasi-Arzneimitteln und Arzneimitteln zugesetzt, um ihnen eine grüne Farbe zu verleihen. In Kosmetika und Quasi-Arzneimitteln wird es z. B. in Reinigungsmitteln wie Waschmitteln, Shampoos, Gesichtsseifen und Zahnpasten verwendet. Für bestimmte Quasi-Arzneimittel (medizinische Kosmetika) sind bestimmte Höchstwerte festgelegt

Eigenschaften von Kupferchlorophyll

Die wichtigste Eigenschaft von Kupferchlorophyll ist seine Fähigkeit, über einen langen Zeitraum eine grüne Farbe zu entwickeln. Kupferchlorophyll verblasst weniger als natürlich vorkommendes Chlorophyll, weil das Kupfer (Cu) im Zentrum des Moleküls nicht so leicht aus dem Molekül entweicht.

Mit anderen Worten: Magnesium (Mg) im Molekülzentrum des natürlich vorkommenden Chlorophylls wird leichter freigesetzt als Kupfer (Cu), was bedeutet, dass natürlich vorkommendes Chlorophyll in relativ kurzer Zeit verblasst. Das bedeutet, dass Kupfer (Cu) im Tetrapyrrolring des Chlorophylls stabiler ist als Magnesium (Mg) und Kupfer (Cu).

Wenn Magnesium (Mg) in natürlichem Chlorophyll durch Kupfer (Cu) ersetzt wird, um Kupferchlorophyll zu bilden, ist es daher in der Lage, eine stabile grüne Farbe zu erzeugen. So wird der Effekt einer stabilen Grünfärbung erreicht.

Struktur von Kupferchlorophyll

Die Molekularstruktur von Kupferchlorophyll ähnelt der von Chlorophyll (Blattgrün). Chlorophyll hat eine Ringstruktur, den Tetrapyrrolring, und eine hydrophobe langkettige Alkylstruktur. Kupferchlorophyll ist eine Substanz, bei der das Magnesium (Mg) im Zentrum des Tetrapyrrolrings durch Kupfer (Cu) ersetzt ist.

Kupferchlorophyll hat eine hydrophobe, langkettige Alkylstruktur und ist daher öllöslich, was bedeutet, dass es sich nur schwer in Wasser lösen lässt. Wenn das öllösliche Kupferchlorophyll hydrolysiert wird, wird es wasserlöslich. Mit anderen Worten, wenn die langkettige Alkylstruktur im Kupferchlorophyll-Molekül durch Hydrolyse entfernt wird, wird es in eine wasserlösliche Chlorophyllinstruktur umgewandelt.

Kupferchlorophyllin-Natrium, bei dem die Chlorophyllinstruktur in ein Salz umgewandelt wird, ist noch besser wasserlöslich.

Weitere Informationen über Kupferchlorophyll

Arten von Chlorophyll

Es gibt mehrere Arten von Chlorophyll. Die häufigsten sind Chlorophyll a, das in Pflanzen und Algen vorkommt, Chlorophyll b, das nur in Pflanzen vorkommt, und Chlorophyll c1 und c2, die nur in Algen vorkommen.

Was ist Kaliumdichromat?

Kaliumdichromat ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel K2Cr2O7.

In der Natur kommt Kaliumdichromat in Form des seltenen Minerals Lopezit in den Nitratlagerstätten der Atacama-Wüste in Chile und im Bushveld-Eruptivgestein in Südafrika vor. Als sechswertiges Chrom mit einer Oxidationszahl von +6 ist es einer der umweltschädlichsten Stoffe.

Kaliumdichromat wird aus Chromit als Rohstoff hergestellt. Zunächst wird das Chromerz gebrannt und zerkleinert, dann werden Calciumoxid und Kaliumcarbonat zugesetzt, stark erhitzt und weiter an der Luft oxidiert. Durch Zugabe von Schwefelsäure kann Kaliumdichromat dann in kristalliner Form hergestellt werden.

Anwendungen von Kaliumdichromat

Kaliumdichromat wird vor allem für den Fotodruck, zum Anzünden von Streichhölzern und als Ausgangsstoff für Sprengstoffe verwendet.

In der Chemie ist es ein Rohstoff für die Herstellung von Dichromaten und Chromaten. Es ist ein starkes Oxidationsmittel und wird als Oxidationsmittel in der organischen Synthese und als analytisches Reagenz verwendet.

Kaliumdichromat ist ein wichtiger Stoff in vielen Bereichen, aber es ist giftig und muss mit Vorsicht gehandhabt werden. Dichromat wird als Gefahrstoff eingestuft. Wegen seiner stark oxidierenden Eigenschaften wurde es früher mit Schwefelsäure als Chromsäuregemisch zur Reinigung von Laborgeräten gemischt. Aufgrund der Umweltauswirkungen, der Toxizität und der komplizierten Behandlung von Abfällen wird es jedoch nur noch in besonderen Fällen verwendet.

Eigenschaften von Kaliumdichromat

Kaliumdichromat ist ein orange-roter, säulenförmiger Kristall. Sein Schmelzpunkt liegt bei 398 °C und es zersetzt sich bei 500 °C durch Sauerstoffzufuhr. Es ist unlöslich in Ethanol, aber löslich in Wasser.

Bei Zugabe von Alkali zu einer orange-roten Lösung, die Dichromat-Ionen enthält, bilden sich Chromat-Ionen und es entsteht eine gelbe Lösung. Durch Behandlung mit kalter Schwefelsäure erhält man rote Kristalle von Chromsäureanhydrid. Chromsäureanhydrid wird auch als Chromtrioxid bezeichnet und hat die chemische Formel CrO3. Wenn Kaliumdichromat zusammen mit konzentrierter Schwefelsäure erhitzt wird, entsteht Sauerstoff.

Struktur von Kaliumdichromat

Kaliumdichromat wird auch als Kaliumbichromat bezeichnet. Seine Kristallstruktur ist dreieckig-pyramidal und seine Koordinationsstruktur ist triklin. Es hat ein Molekulargewicht von 294,19 und eine Dichte von 2,676 g/cm3. Es ionisiert, wenn es in Wasser gelöst wird.

Kaliumdichromat wird normalerweise durch die Reaktion von Kaliumchlorid mit Natriumdichromat gewonnen. Es kann aus Kaliumchromat synthetisiert werden, indem Chromat-Erz mit Kaliumhydroxid geröstet wird.

Weitere Informationen zu Kaliumdichromat

1. Reaktionen von Kaliumdichromat

In der organischen Chemie ist Kaliumdichromat ein milderes Oxidationsmittel als Kaliumpermanganat. Es wandelt primäre Alkohole in Aldehyde und unter bestimmten Bedingungen auch in Carbonsäuren um. Kaliumpermanganat hingegen liefert nur Carbonsäuren. Sekundäre Alkohole können durch Kaliumdichromat in Ketone umgewandelt werden. Menthol kann zum Beispiel mit saurem Dichromat oxidiert werden, um Menthon zu synthetisieren. Tertiäre Alkohole werden nicht oxidiert.

Farbveränderungen in wässrigen Lösungen können zur Unterscheidung zwischen Ketonen und Aldehyden verwendet werden. Der Aldehyd reduziert die Oxidationszahl des Dichromats von +6 auf +3 und der Aldehyd wird zu der entsprechenden Carbonsäure oxidiert. Durch diese Reaktion färbt sich die wässrige Lösung von orange nach grün. Ketone hingegen werden nicht oxidiert, so dass keine Veränderung zu beobachten ist und die Lösung orange bleibt.

2. Gefahren von Kaliumdichromat

Kaliumdichromat ist eine der Ursachen für Chromdermatitis. Es ist sehr wahrscheinlich, dass es eine Sensibilisierung auslöst, die zu einer chronischen und schwer zu behandelnden Dermatitis an Händen und Unterarmen führt. Versuche mit Kaninchen und Nagetieren haben gezeigt, dass selbst bei niedrigen Konzentrationen von 14 mg/kg eine Sterblichkeitsrate von 50 % besteht. Wasserorganismen sind empfindlich und müssen gemäß den örtlichen Umweltvorschriften entsorgt werden.

Wie andere sechswertige Chromverbindungen ist auch Kaliumdichromat krebserregend. Es ist außerdem ätzend und eine Exposition kann zu schweren Augenschäden und Erblindung führen sowie reproduktive Schäden verursachen.