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Was ist Triethanolamin?

Triethanolamin ist eine organische Verbindung, die zur Familie der aliphatischen Amine gehört.

Eine andere Bezeichnung ist Trihydroxytriethylamin. Es hat einen ammoniakartigen Geruch und ist bei Raumtemperatur eine farblose, transparente, viskose Flüssigkeit. Bei niedrigeren Temperaturen fällt ein weißer, kristalliner Feststoff aus.

Triethanolamin wird aus Ethylenoxid und wässrigem Ammoniak synthetisiert. Bei der Synthesereaktion entstehen gleichzeitig auch Monoethanolamin und Diethanolamin, wobei das Verhältnis der entstehenden Produkte durch Anpassung der Mengen der Reaktionspartner gesteuert werden kann.

Anwendungen von Triethanolamin

Triethanolamin wird beispielsweise als Basenkatalysator in organischen Synthesereaktionen verwendet. Andere Verwendungen sind in synthetischen Waschmitteln als oberflächenaktives Hilfsmittel. Außerdem wird es in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. als Reinigungsmittel für elektronische Materialien, als Korrosionsschutzmittel für Metalle, als Zementzusatz, als agrochemischer Rohstoff, als Polyurethan-Schaummittel, als Frostschutzmittel, als Rostschutzmittel und als Schneidmittel.

Eine bekannte Anwendung von Triethanolamin ist die Verwendung in Shampoos, Spülungen und Körperseifen zur Einstellung des pH-Werts oder als Emulgierhilfe. Es kann auch in Basiskosmetika wie Emulsionen und Lotionen sowie in Make-up-Kosmetika wie Lippenstift und Lidschatten verwendet werden.

Darüber hinaus kann Triethanolamin intravenösen Injektionen als Auflösungshilfe und topischen Zubereitungen als pharmazeutischer Zusatzstoff zugesetzt werden.

Eigenschaften von Triethanolamin

Das wichtigste Merkmal von Triethanolamin ist, dass es basisch ist: Der pH-Wert einer 0,1-N-Konzentration in wässriger Lösung beträgt etwa 10,5. Sein Schmelzpunkt (Gefrierpunkt) liegt bei etwa 20 °C und sein Siedepunkt bei etwa 340 °C. Triethanolamin ist eine nützliche Verbindung, die, wie oben beschrieben, in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden kann, aber andererseits ist es eine Verbindung, bei der in Bezug auf die Sicherheit Vorsicht geboten ist.

Triethanolamin ist reizend für die Atemwege, wenn es eingeatmet wird. Langfristige orale Aufnahme oder anhaltender Kontakt mit der Haut kann zu Schäden im menschlichen Körper führen. Besonderes Augenmerk sollte auf die Zerstäubungsform verdünnter wässriger Lösungen von Triethanolamin gelegt werden.

Auch wenn die Konzentration von Triethanolamin gering ist, ist das Einatmen einer nebligen wässrigen Lösung oder der Kontakt mit den Augen schädlich, da sie die Schleimhäute reizt. Die Sicherheit von Triethanolamin, insbesondere im Hinblick auf seine Karzinogenität, wurde international untersucht.

Die IARC 77 (2000) stuft es hinsichtlich der Karzinogenität als Gruppe 3 ein. Es ist zwar nicht eindeutig bewiesen, dass Triethanolamin krebserregend ist, aber es ist noch nicht sicher, dass es nicht krebserregend ist.

Molekulare Struktur von Triethanolamin

Die Molekularstruktur von Triethanolamin ähnelt drei Ethanolen, die an ein Stickstoffatom (N) gebunden sind; es handelt sich um ein tertiäres Amin mit drei an N gebundenen Kohlenstoffen (C). Die drei Hydroxygruppen machen es gut wasserlöslich. Es kann durch (HOCH2CH2)3N dargestellt werden.

Triethanolamin hat drei Hydroxygruppen (-OH) im Molekül und kann daher in Wasser chelatisieren. Durch Zugabe einer kleinen Menge Triethanolamin zu Wasser können daher die im Wasser vorhandenen Metallionen stabilisiert und in einen chelatbildenden Zustand überführt werden.

Weitere Informationen zu Triethanolamin

Vorschriften für Triethanolamin

Triethanolamin steht auf der Liste 3, Teil B des Chemiewaffenübereinkommens, um seine Verwendung in chemischen Waffen zu verhindern.

Was ist Dimethylterephthalat?

Dimethylterephthalat, auch DMT genannt, ist eine organische Verbindung, deren Struktur aus einer Methylestergruppe besteht, die an die para-Position (1,4) von Benzol gebunden ist. Es ist bei Raumtemperatur ein weißer Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 140-142 °C und einem Siedepunkt von 288 °C. Beim Erhitzen bildet es reizende Dämpfe und Gase.

Das typische Herstellungsverfahren für Dimethylterephthalat ist das Witten-Hercules-Verfahren. Das durch Luftoxidation von Paraxylen und p-Toluylat erhaltene Oxidationsreaktionsgemisch wird unter hohen Temperatur- und Druckbedingungen mit Methanol verestert, und bei der Abtrennung und Reinigung des Veresterungsreaktionsgemisches wird Dimethylterephthalat gewonnen.

Anwendungen von Dimethylterephthalat

Dimethylterephthalat wird als Rohstoff für Polyethylenterephthalat- (PET) und Polybutylenterephthalat- (PBT) Harze verwendet.

PET wird häufig für Polyesterfasern, Polyesterfolien und PET-Flaschen verwendet. PBT zeichnet sich durch hervorragende Formbarkeit, elektrische Eigenschaften, Flammbeständigkeit und Einfärbbarkeit aus und wird als technischer Kunststoff für Automobilteile sowie elektrische und elektronische Komponenten verwendet.

Darüber hinaus wird Dimethylterephthalat als Porenbildner in Schleifscheiben verwendet.

Was ist Terephthalsäure?

Terephthalsäure ist eine aromatische Dicarbonsäure mit der Summenformel C6H4(COOH)2, auch bekannt als TPA, PTA oder p-Phthalsäure.

Sie wird im Allgemeinen industriell hergestellt, indem aus Erdöl gewonnenes Paraxylen mit Essigsäure unter Verwendung eines Katalysators wie Kobalt oder Mangan gemischt wird.

Anwendungen von Terephthalsäure

Terephthalsäure wird als Rohstoff für Polyesterfasern, die am weitesten verbreiteten Kunstfasern, für PET-Harz (Polyethylenterephthalat), das als Basisfolie für verschiedene Industrieprodukte verwendet wird, und für PET-Flaschen, die als Getränkebehälter weit verbreitet sind, eingesetzt.

Es wird auch als Rohstoff für chemische Zwischenprodukte, organische Chemieprodukte (Kunstfasern, Kunstharze), Kunstfasern auf Polyesterbasis (Tetoron), Tetoronfolien (Lumirror, Dytefoil) und technische Kunststoffe für Flaschen (Polyarylate) verwendet.

Weitere Anwendungen sind mechanische Komponenten wie medizinische Stents und künstliche Herzklappen sowie Rohstoffe für Farbstoffe, Pigmente und Agrochemikalien.

Eigenschaften von Terephthalsäure

Terephthalsäure hat die Summenformel C8H6O4, ein Molekulargewicht von 166,13 und die CAS-Registriernummer 100-21-0.

1. Physikalische Eigenschaften

Terephthalsäure ist ein weißes, geruchloses, kristallines Pulver. Sie hat ein spezifisches Gewicht von 1,51 und eine Dampfdichte von 5,74. Sie ist ein brennbarer Stoff (Gas) ohne Schmelzpunkt, mit einem Flammpunkt von 260 °C, Sublimation bei 402 °C und Selbstentzündung bei 496 °C.

Aufgrund seiner geringen Entflammbarkeit ist es für die Herstellung von Textilien und Harzen geeignet. Es zeichnet sich auch durch seine Beständigkeit gegen Umwandlung bei hohen Temperaturen aus.

2. Chemische Eigenschaften

Die Löslichkeit in Wasser beträgt 0,28 g/100 ml, womit es praktisch unlöslich ist. Es ist extrem unlöslich in Ethanol und schwach löslich in Natriumhydroxidlösung.

Bei normaler Handhabung ist es sicher, reagiert jedoch bei Kontakt mit starken Oxidationsmitteln heftig und erzeugt bei der Verbrennung Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, so dass der Kontakt mit hohen Temperaturen und starken Oxidationsmitteln vermieden werden sollte.

Weitere Informationen zu Terephthalsäure

1. Sicherheit

Sie verursacht schwere Augenschäden, Augenreizungen und Hautreizungen und kann die Atemwege reizen. Bei der Handhabung ist Vorsicht geboten, da bei langfristiger oder wiederholter Exposition die Gefahr einer Organschädigung des Atmungssystems besteht.

Bei versehentlicher Einatmung oder oraler Aufnahme ist unverzüglich ein Arzt aufzusuchen und eine Behandlung einzuleiten.

2. Hinweise zur Handhabung

Tragen Sie geeigneten Atemschutz, Schutzhandschuhe, Schutzbrille (Standardbrille, Standardbrille mit Seitenscheiben, Schutzbrille), Schutzkleidung, Gesichtsschutz, chemikalienbeständige Stiefel und ggf. eine Frontabdeckung (zur Vermeidung statischer Elektrizität).

In dem Arbeitsbereich, in dem das Produkt gehandhabt wird, sollten Augenspülungen und Sicherheitsduschen installiert werden, und es sollten Maßnahmen ergriffen werden, um die Exposition gegenüber Dämpfen und Pulvern zu verhindern, wie z. B. Versiegelung oder lokale Absaugung.

Bei der Verwendung des Produkts nicht essen, trinken oder rauchen und nach dem Umgang mit dem Produkt die Hände gründlich waschen, um Kontakt mit Haut und Augen zu vermeiden.

3. Umweltauswirkungen

Terephthalsäure ist nicht hydrolysierbar, da es keine chemischen Bindungen gibt, die für eine Hydrolyse anfällig sind. In Tests zur aeroben biologischen Abbaubarkeit wird sie als gut abbaubar bezeichnet, da sie bei Messungen des biochemischen Sauerstoffverbrauchs (BSB) zu 74,7 % und bei der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) zu 100 % abgebaut wird.

Anaerobe Tests zur biologischen Abbaubarkeit ergaben ebenfalls einen Abbau von 50 % nach 55 Tagen, was darauf hindeutet, dass der Stoff leicht biologisch abgebaut und entfernt werden kann, wenn er in die Umwelt entsorgt wird.

Was ist Tetrahydrofuran?

Tetrahydrofuran ist eine gesättigte fünfgliedrige heterocyclische Verbindung mit einem Sauerstoffatom im Ring.

Es ist auch als THF oder Oxolan bekannt. Jährlich werden etwa 200 000 Tonnen hergestellt, und das am häufigsten verwendete industrielle Herstellungsverfahren ist die säurekatalysierte Dehydratisierung von 1,4-Butandiol.

Unter Ausnutzung der Koordinationseigenschaften von Sauerstoff kann es als Ligand für Lewis-Säuren und Metallionen verwendet werden. Lösungen wie BH3-THF, ein stabiler Komplex mit Boran, sind im Handel erhältlich.

Tetrahydrofuran hat einen niedrigen Flammpunkt von -14,5 °C.

Anwendungen von Tetrahydrofuran

Tetrahydrofuran ist ein Lösungsmittel mit starker Lösekraft. Es wird in den folgenden Anwendungen eingesetzt, um seine Eigenschaften optimal zu nutzen:

• Lösungsmittel für Kunstharze wie Polyvinylchloridharz und organische synthetische Reaktionslösungsmittel
• Beschichtungslösungsmittel für Kunstleder usw.
• Lösungsmittel für Vinyl- und Epoxidklebstoffe
• Lösungsmittel für Druckfarben
• Lösungsmittel für Spezialharze wie lichtempfindliche Harze

Wie bereits erwähnt, werden sie häufig als Lösungsmittel verwendet. Es kann auch als Reaktionslösungsmittel bei Reaktionen wie der Grignard-Reaktion und der Wittig-Reaktion sowie als Reaktions- und Reinigungslösungsmittel bei der Herstellung von Arzneimitteln und Agrochemikalien verwendet werden.

Tetrahydrofuran wird auch als synthetischer Rohstoff für Nylon, Polyether und Polytetramethylenetherglykol verwendet. Tetrahydrofuran wird auch als Extraktionsmittel in der petrochemischen Industrie und in Anwendungen wie wärmeschrumpfenden Folien und Feuchtigkeitsschutzmitteln für Vinylchloridharz verwendet.

Eigenschaften von Tetrahydrofuran

Tetrahydrofuran ist eine farblose Flüssigkeit mit einem charakteristischen, dem Ether ähnlichen Geruch. Es ist in vielen organischen Lösungsmitteln und in Wasser gut löslich. Tetrahydrofuran hat eine Dichte von 0,8892 g/ml bei 20 °C, einen Schmelzpunkt von -108,4 °C und einen Siedepunkt von 66 °C.

Tetrahydrofuran kann auch durch Oxidation in Gamma-Butyrolacton umgewandelt werden. Tetrahydrofuran ist ebenfalls ein cyclischer Ether mit einem Sauerstoff in einem gesättigten fünfgliedrigen Ring. Die chemische Formel von Tetrahydrofuran ist C4H8O und sein Molekulargewicht beträgt 72,11.

Weitere Informationen zu Tetrahydrofuran

1. Synthese von Tetrahydrofuran

Tetrahydrofuran wird durch Hydrierung von 1,4-Butindiol hergestellt, das durch die Kondensation von Formaldehyd und Acetylen gewonnen wird.

Tetrahydrofuran kann auch durch Kontaktreduktion von Furan oder Maleinsäureanhydrid gewonnen werden.

Tetrahydrofuran kann auch durch Oxidation von n-Butan zu Maleinsäureanhydrid und anschließende Hydrierung gewonnen werden.

2. Bildung von Peroxiden durch Tetrahydrofuran

Tetrahydrofuran bildet bei längerem Kontakt mit Luft explosive Peroxide. Besonders gefährlich ist es, Tetrahydrofuran, das lange gelagert wurde, zu verdampfen und zu trocknen. Um die Oxidation von Tetrahydrofuran zu verhindern, werden handelsüblichen Produkten geringe Mengen von p-Kresol oder Hydrochinon zugesetzt.

3. Ringöffnende Polymerisation von Tetrahydrofuran

Durch ringöffnende Polymerisation von Tetrahydrofuran entsteht der Polyether Polytetramethylenetherglykol (Polytetramethylenetherglykol). Polytetramethylenetherglykol wird auch als PTMG oder PTMEG abgekürzt und auch als Polyoxytetramethylenglykol oder Polytetrahydrofuran bezeichnet.

Gängige Polytetramethylenetherglykol-Produkte haben ein Molekulargewicht zwischen 1000 und 2000 und verfestigen sich bei etwa 20 °C zu einer wachsartigen Konsistenz. Es wird als Rohstoff für Polyurethane (Polyurethane) verwendet, typischerweise für die elastische Faser Spandex und thermoplastische Elastomere.

Was ist Tetrafluorethylen?

Tetrafluorethylen (TFE) ist eine organische Verbindung (Fluorkohlenstoff) mit Kohlenstoff-Fluor-Bindungen.

Es hat die Summenformel C2F2, wobei alle Wasserstoffatome des Ethylens durch Fluoratome ersetzt sind. Seine Bezeichnung nach der IUPAC-Nomenklatur ist Tetrafluorethen und seine CAS-Registrierungsnummer lautet 116-14-3. Andere Bezeichnungen sind Perfluorethylen, 1,1,2,2-Tetrafluorethylen und TFE.

Es ist ein farbloses, bei Raumtemperatur geruchloses Gas mit einem Molekulargewicht von 100,02, einem Schmelzpunkt von -131,15 °C und einem Siedepunkt von -75,9 °C. Es hat eine Dichte von 1,519 g/cm3 (-76 °C). Es ist ein extrem entzündliches und brennbares Gas und sollte mit Vorsicht gehandhabt werden.

Anwendungen von Tetrafluorethylen

Tetrafluorethylen wird hauptsächlich als Rohstoff für Fluorpolymere und fluorhaltige Verbindungen verwendet.

Eines der bekanntesten Fluorpolymere ist Polytetrafluorethylen (PTFE), d.h. Teflon. Teflon wird aufgrund seiner Hitzebeständigkeit, chemischen Beständigkeit, Schmierfähigkeit und Antihafteigenschaften häufig verwendet.

In der Industrie wird es z. B. zur Beschichtung von Ausrüstungsteilen, Maschinenteilen und elektrischen Teilen in der chemischen Industrie verwendet. Zu den Haushaltsprodukten gehören Beschichtungen für Bratpfannen.

Andere Fluorpolymere sind PFA (Polyfluorethylentetrafluorid/Perfluoralkoxyethylen-Copolymerisationsharz) und PFEP (Polyfluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymerisationsharz). Teflon wird in der chemischen Industrie als Auskleidungsmaterial und Chemikalienflaschen, in der Maschinenindustrie als Gleitlager und in der Elektroindustrie als Halbleiter und Drahtbeschichtung verwendet.

Funktionsweise von Tetrafluorethylen

Die Funktionsweisen von Tetrafluorethylen wird anhand von Produktionsmethoden und Eigenschaften erläutert:

1. Herstellungsmethode von Tetrafluorethylen

Tetrafluorethylen kann hauptsächlich durch Chloroform und Fluorwasserstoff synthetisiert werden. In diesem Fall besteht der Reaktionsmechanismus darin, dass Chloroform mit Fluorwasserstoff unter Bildung von Chlordifluormethan reagiert, das sich anschließend thermisch unter Bildung von TFE zersetzt.

Bei der Laborsynthese wird PTFE durch Pyrolyse unter vermindertem Druck hergestellt. Es kann auch durch die thermische Zersetzung von Pentafluorpropionsäure gewonnen werden.

2. Chemische Eigenschaften von Tetrafluorethylen

Tetrafluorethylen ist eine ungesättigte Kohlenstoff-Fluorid-Verbindung, was es zu einer nukleophilen und hochreaktiven organischen Verbindung macht. Es reagiert auch als Dienophil in der Diels-Alder-Reaktion. Wie bereits erwähnt, lässt sich aus der Verbindung durch Polymerisation leicht Polytetrafluorethylen (PTFE) herstellen.

Bei der Hydrolyse entsteht giftiger Fluorwasserstoff (HF). Außerdem reagiert es explosiv mit Metallen wie Natrium und Kalium und mit metallorganischen Verbindungen. Bei der Reaktion mit Brom entsteht eine farblose ölige Flüssigkeit (Dibromtetrafluorethan).

Arten von Tetrafluorethylen

Tetrafluorethylen selbst ist ein Gas und wird, wie bereits erwähnt, industriell für die Herstellung von Polymeren verwendet. Es wird jedoch im Allgemeinen nicht als eigenständiges Gas verkauft, sondern überwiegend in Form von polymerem PTFE (Polytetrafluorethylen).

Polymeres PTFE ist, wie bereits erwähnt, ein Harz und kann in einer Vielzahl von Formen und Anwendungen verwendet werden. PTFE, das als Reagenz oder Rohstoff verkauft wird, hat in der Regel die Form eines weißen Pulvers und kann bei Raumtemperatur gelagert werden.

Was ist Bariumtitanat?

Bariumtitanat ist eine synthetische anorganische Verbindung mit einer Perowskit-Struktur. Bei Raumtemperatur ist es ein weißer Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 1625 °C und einer Dichte von 6,02 g/cm³. Nach den jeweils geltenden Gesetzen über die Kontrolle giftiger und schädlicher Stoffe könnte es als schädlicher Stoff eingestuft sein.

Die Kristallstruktur von Bariumtitanat ändert sich von niedrigen zu hohen Temperaturen in der Reihenfolge rhomboedrischer, orthorhombischer, tetragonaler und kubischer Kristalle. Von diesen Kristallen ist der tetragonale Kristall bei Raumtemperatur ein ferroelektrisches Material, während der kubische Kristall bei hohen Temperaturen (über 120 °C) als paraelektrisches Material von industrieller Bedeutung ist.

Anwendungen von Bariumtitanat

Bariumtitanat, auch bekannt als Bariumtitanat-Keramik, hat piezoelektrische und pyroelektrische Eigenschaften sowie dielektrische Eigenschaften, d. h. es speichert Elektrizität aufgrund interner Polarisierung, wenn eine Spannung angelegt wird. Diese Eigenschaften werden als Materialien für elektronische Bauteile wie Keramikkondensatoren, piezoelektrische Elemente, Thermistoren und Varistoren verwendet.

Piezoelektrische Elemente sind elektronische Bauteile, die ihre innere Ladung unter physischem Druck ändern oder vibrieren, wenn eine Spannung angelegt wird. Sie werden in elektronischen Feuerzeugen und Lautsprechern verwendet.

Thermistoren sind elektronische Bauteile, die ihre innere Ladung aufgrund von Temperaturänderungen durch Pyroelektrizität verändern. Sie werden in Temperatursensoren und zur Temperaturregelung von Heizgeräten verwendet.

Was Ist Kaliumtitanat?

Kaliumtitanat ist eine synthetische anorganische Verbindung mit der chemischen Formel K2O-nTiO2, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, z. B. wenn n = 6 ist, ist die Verbindung K2O-6TiO2 und wird “Kalium-6-Titanat” genannt.

Bei Kaliumtitanat bilden n=2 und 4 eine Schichtstruktur aus oktaedrischen Ketten, während n=6 und 8 eine Tunnelstruktur bilden. Obwohl beide letztlich in Faserform synthetisiert werden, sind ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften sehr unterschiedlich.

Kaliumtitanat kann nach dem Flussmittelverfahren hergestellt werden, bei dem K2MoO4 oder K2WO4 als Flussmittel verwendet wird, oder nach dem Schmelzverfahren, bei dem gemischte Rohstoffe (TiO2, K2CO3 und K2MoO4) bei 1.200-1.500 °C geschmolzen und dann bis zur Kristallisation abgekühlt werden.

Verwendungen von Kaliumtitanat

Kalium-6-Titanat und Kalium-8-Titanat werden aufgrund ihrer hervorragenden Hitzebeständigkeit, Wärmedämmung und chemischen Beständigkeit für industrielle Anwendungen eingesetzt. Die wichtigsten Anwendungen sind alternative Rohstoffe für Asbest, Reibungsmaterialien wie Bremsbeläge und Kupplungen, Verstärkungsmittel für technische Kunststoffe, Filter, Beschichtungsmaterialien, witterungsbeständige Farben, feuerfeste Isoliermaterialien und mehrschichtige Substrate.

Sie werden auch zu Filamenten (Gießharzen) für 3D-Drucker formuliert, wenn Formbarkeit, Präzision, Festigkeit und Steifigkeit erforderlich sind.

Was ist Natriumthiosulfat?

Natriumthiosulfat ist ein geruchloses weißes Pulver oder farblose Kristalle.

Es ist eine anorganische Verbindung, die aus Natrium, Schwefel und Sauerstoff besteht und in zwei Formen erhältlich ist: wasserfreies Natriumthiosulfat (Na2S2O3) und Natriumthiosulfat-Pentahydrat (Na2S2O3-5H2O). Die CAS-Nummern lauten 7772-98-7 bzw. 10102-17-7.

Das Pentahydrat hat zwei Polymorphe und das Anhydrid hat mehrere Polymorphe. Das Thiosulfat-Anion hat eine tetraedrische Struktur, und die Bindungsabstände deuten darauf hin, dass Schwefel untereinander einfach und Schwefel und Sauerstoff doppelt gebunden sind.

Eigenschaften von Natriumthiosulfat

Wasserfreies Natriumthiosulfat ist ein undurchsichtiges, kristallines Pulver mit einem hohen Schmelzpunkt von 220 °C. Es ist in Wasser löslich und in Ethanol unlöslich. Es besitzt ein starkes Reduktionsvermögen und zeichnet sich durch seine Neigung zur Feuchtigkeitsaufnahme aus. Natriumthiosulfat-Pentahydrat ist ein geruchloses, farbloses, monoklines Kristall mit einem Schmelzpunkt von nur 48,5 °C. Es wird allgemein als Hypo bezeichnet und in Bleichmitteln verwendet.

Anwendungen von Natriumthiosulfat

Die wichtigsten Anwendungen von Natriumthiosulfat sind:

1. Medizinische Versorgung

Natriumthiosulfat wird zur Behandlung von Zyanidvergiftungen verwendet. Weitere medizinische Verwendungszwecke sind die örtliche Behandlung von Ringelflechten, die Hämodialyse und die Linderung einiger Nebenwirkungen der Chemotherapie. Es steht auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation. In den USA wurde Natriumthiosulfat beispielsweise zugelassen, um das Risiko eines Hörverlusts bei pädiatrischen Krebspatienten zu verringern, die das Chemotherapeutikum Cisplatin erhalten.

2. Fotografische Verarbeitung

Natriumthiosulfat ist eine häufig verwendete Chemikalie als Fixiermittel in der Foto-, Film- und Druckplattenindustrie. Es ist ein typischer Bestandteil von fotografischen Emulsionen und hat die Eigenschaft, Silberhalogenid aufzulösen. Diese Eigenschaft wurde von dem britischen Chemiker John Herschel entdeckt.

3. Wasseraufbereitung

Natriumthiosulfat wird in der Wasseraufbereitung als Entchlorungsmittel und Desinfektionsmittel für Trinkwasser und Abwasser, als Kupferkorrosionsschutzmittel in der Kreislaufkühlung und als Desoxidationsmittel in Kesselwassersystemen eingesetzt. Reduktionsreaktionen wie die Entchlorung laufen in ähnlicher Form ab wie die Jodreduktionsreaktion. Natriumthiosulfat wird häufig in chemischen Labors zur sicheren Entsorgung von Brom, Jod oder anderen Oxidationsmitteln verwendet, da es mit Brom und Jod reagieren kann, um freies Brom aus der Lösung zu entfernen.

4. Sonstige Anwendungen

Weitere Anwendungen sind Goldgewinnung, Leder (Gerben), Bleichmittel zur Entfernung von Rückständen in der Papier- und Textilindustrie, Farbstoffsynthese, analytische Chemie und Nassschmelzen von Silber.

Weitere Informationen zu Natriumthiosulfat

1. Herstellungsverfahren von Natriumthiosulfat

Im industriellen Maßstab wird Natriumthiosulfat hauptsächlich aus den flüssigen Abfällen der Natriumsulfid- oder Schwefelfarbstoffproduktion hergestellt. Im Labor kann es durch Erhitzen einer Natriumsulfitlösung mit Schwefel oder durch Sieden einer Natriumhydroxidlösung mit Schwefel (6NaOH+4S→2Na2S+Na2S2O3+3H2O) hergestellt werden.

2. Reaktion von Natriumthiosulfat

Natriumthiosulfat zerfällt beim Erhitzen auf 300 °C in Natriumsulfat und Natriumpolysulfid. Aufgrund der stöchiometrischen Natur des Thiosulfat-Anions, das in wässriger Lösung mit Iod reagiert, wird Natriumthiosulfat auch als Titriermittel in der Iodometrie verwendet. Es kann auch charakteristisch durch Behandlung mit Säure unter Bildung von Thiosulfat (H2S2O3) zersetzt werden.

3.Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung

Bei der Handhabung und Lagerung sind folgende Vorsichtsmaßnahmen zu beachten:

• Behälter dicht verschließen und an einem kühlen, dunklen Ort ohne direkte Sonneneinstrahlung lagern
• Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden
• Bei der Verwendung Schutzhandschuhe und Schutzbrille tragen
• Nach der Handhabung die Hände gründlich waschen
• Bei Kontakt mit der Haut mit Wasser und Seife waschen
• Bei Berührung mit den Augen mehrere Minuten lang sorgfältig mit Wasser ausspülen

Was ist Thioharnstoff?

Thioharnstoff ist eine organische Verbindung mit einer Struktur, bei der das Sauerstoffatom des Harnstoffs durch ein Schwefelatom ersetzt ist.

Er ist auch als Thiourea bekannt. Es ist allgemein bekannt, dass er aus Cyanamid und Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Ammoniak synthetisiert wird. Er kann auch aus Kalkstickstoff und Schwefelwasserstoff oder Calciumhydrogensulfid hergestellt werden.

Es lässt sich nicht leicht hydrolysieren und ist hochgiftig für Algen, wenn es in die Umwelt freigesetzt wird. Beim Menschen führt das durch den Stoffwechsel entstehende Cyanamid zu einer Unterfunktion der Schilddrüse.

Anwendungen von Thioharnstoff

Thioharnstoff wird hauptsächlich für die Herstellung von Urethanharzen verwendet. Urethanharze sind Polymere mit Urethanbindungen, die auch als Polyurethan oder Urethangummi bekannt sind.

Thioharnstoff kann auch in Arzneimitteln (Sulfathiazol, Methionin, Thiouracil), Rodentiziden (Sulphanaphthylthioharnstoff), Farbstoffen (Sulfidfarbstoffe, Indigo) und organischen Kautschukadditiven (wie Diphenylthioharnstoff) verwendet werden. Auch als Rohstoff für Fotochemikalien und verschiedene organische Kunststoffe (z. B. Ammoniumthioglykolat) findet er breite Verwendung. Es wird auch als Rohstoff für Tenside, Metallkorrosionsinhibitoren und Kesselreiniger verwendet.

Analytische Reagenzien für Bismut, Palladium und Antimon (III) gehören ebenfalls zu seinen Anwendungen.

Eigenschaften von Thioharnstoff

Thioharnstoff ist in Wasser und Ethanol löslich. Er hat einen Schmelzpunkt von 182 °C und ist bei Raumtemperatur ein weißer Feststoff. Beim Erhitzen zersetzt er sich, wobei giftige Gase wie Stickoxide (NOx) und Schwefeloxide (SOx) entstehen.

Bei der Reaktion von Thioharnstoff mit Alkylhalogeniden entsteht Isothiouronium. Durch Hydrolyse von Isothiouronium können die entsprechenden Thiole synthetisiert werden. Anders als bei der Verwendung von Schwefelwasserstoff oder seinen Salzen als Schwefelquelle wird kein Sulfid gebildet.

Struktur von Thioharnstoff

Die chemische Formel von Thioharnstoff lautet CH4N2S. Die molare Masse ist 76,12 g/mol und die Dichte beträgt 1,405 g/ml.

Thioharnstoff wird manchmal als Oberbegriff für Verbindungen mit einer Struktur wie R2N-C(=S)-NR2 verwendet, wobei R in R2N-C(=S)-NR2 eine Methyl- oder Ethylgruppe ist. In den letzten Jahren hat Thioharnstoff als Grundgerüst für die Organokatalyse an Bedeutung gewonnen.

Thioharnstoff ist ein planares Molekül: Der C=S-Bindungsabstand beträgt 1,71 Å und der durchschnittliche C-N-Bindungsabstand 1,33 Å. Der Thioharnstoff hat Tautomere. In wässriger Lösung ist die Thionform häufiger als die Thiolform und die Gleichgewichtskonstante Keq wird mit 1,04×10-3 berechnet.

Weitere Informationen zu Thioharnstoff

1. Reduktionsreaktionen mit Thioharnstoff

Thioharnstoff ermöglicht die Reduktion von Peroxiden zu den entsprechenden Diolen. Die Zwischenprodukte bei dieser Reaktion sind instabile Endoperoxide.

Wenn Thioharnstoff als Reduktionsmittel beim Ozonabbau eingesetzt wird, entstehen Carbonylverbindungen. Dimethylsulfid ist ebenfalls ein wirksames Mittel zur Zersetzung von Ozon, aber es ist mit einem Siedepunkt von 37 °C sehr flüchtig und hat einen unangenehmen Geruch. Thioharnstoff hingegen ist geruchlos und weniger flüchtig.

2. Thioharnstoff als Schwefelquelle

Thioharnstoff kann als Quelle für Schwefelatome verwendet werden, z. B. bei der Umwandlung von Alkylhalogeniden in Thiole. Zum Beispiel kann Ethan-1,2-dithiol aus 1,2-Dibromethan synthetisiert werden.

Wenn Thioharnstoff mit Metallionen reagiert, dient er als Quelle für Sulfide. Insbesondere bei der Behandlung von Quecksilberionen in wässriger Lösung mit Thioharnstoff entsteht Quecksilbersulfid. Solche Sulfidreaktionen sind für die Synthese vieler Metallsulfide geeignet und erfordern in der Regel Wasser und Erhitzen.

Pyrimidin-Derivate können durch Kondensation von Thioharnstoff mit β-Dicarbonylverbindungen synthetisiert werden. Zunächst kondensiert die Aminogruppe des Thioharnstoffs mit der Carbonylgruppe. Anschließend erfolgt eine Zyklisierung und Tautomerisierung, und durch Desulfurierung erhält man Pyrimidin. Bei der Reaktion von Thioharnstoff mit α-Halogenketonen können Aminothiazole synthetisiert werden.

Was ist Mercaptoessigsäure ?

Mercaptoessigsäure (TGA) ist eine schwefelorganische Verbindung mit der Summenformel C2H4O2S.

Diese farblose Flüssigkeit hat einen stark stechenden Geruch und ist leicht in Wasser und polaren organischen Lösungsmitteln löslich. Mercaptoessigsäure , auch bekannt als Thioglykolsäure, 2-Mercaptoessigsäure oder Thiovansäure, ist eine Verbindung, die Thiol- und Carbonsäuregruppen enthält und in vielen chemischen Reaktionen und industriellen Anwendungen eingesetzt wird.

Sie hat einen Schmelzpunkt von -16,5 °C und einen Siedepunkt von 96 °C. Sie ist eine blassgelbe bis farblose Flüssigkeit, die bei Raumtemperatur einen starken und stechenden Geruch hat. Beim Erhitzen bildet es giftiges SOx-Gas. Sie ist außerdem stark ätzend und sollte an einem kühlen, dunklen Ort in einem dicht verschlossenen Behälter gelagert werden.

Mercaptoessigsäure wird hauptsächlich durch die Reaktion von Monochloressigsäure oder ihren Salzen mit Kaliumhydrogensulfid oder Schwefelwasserstoffsalzen hergestellt.

Anwendungen von Mercaptoessigsäure

Mercaptoessigsäure findet breite Verwendung in der Polymermodifikation, in Kautschukchemikalien (Stabilisatoren), Fotochemikalien, pharmazeutischen und agrochemischen Zwischenprodukten. Die wichtigsten Anwendungen sind die folgenden:

1. Dauerwellenlösungen und Enthaarungsmittel

Mercaptoessigsäure wirkt durch Spaltung der Disulfidbindungen im Keratinprotein des Haares. Dadurch kann das Haar seine Form verändern und wird daher häufig als Dauerwellenlösung verwendet.

Aufgrund seiner ähnlichen reduzierenden Wirkung wird es auch als Rohstoff für Enthaarungsmittel und Enthaarungsmittel für Lederprodukte verwendet.

2. Herstellung von Kunstharzen

Mercaptoessigsäure wird bei der Herstellung von Kunstharzen durch Veresterungs- und Polymerisationsreaktionen verwendet. Kunstharze, bei denen Mercaptoessigsäure verwendet wird, finden eine breite Anwendung in der Automobil-, Luftfahrt-, Elektronik-, Textil- und Baumaterialindustrie.

3. Komplexbildner und Reduktionsmittel

Mercaptoessigsäure hat die Eigenschaft, mit Metallionen stabile Komplexe zu bilden und wird in der analytischen Chemie (z. B. chelatometrische Titration und kolorimetrische Analyse von Eisen) sowie bei der Metallraffination und -rückgewinnung eingesetzt. Manchmal wird es auch als Reduktionsmittel verwendet.

Eigenschaften von Mercaptoessigsäure

Mercaptoessigsäure ist gut löslich in Wasser und polaren organischen Lösungsmitteln (z. B. Aceton, Ethanol, Dimethylfolamid). Diese hohe Löslichkeit ist auf die Bildung von Wasserstoffbrücken zwischen den Carbonsäuregruppen zurückzuführen.

Die Thiolgruppe der Mercaptoessigsäure ist gegenüber Redoxreaktionen sehr reaktiv. Bei Reaktionen mit Reduktionsmitteln spaltet die Thiolgruppe die Disulfidbindung und bei Reaktionen mit Oxidationsmitteln bildet sie eine Disulfidbindung. Dadurch kann die Thiolgruppe auch regeneriert werden.

Diese Redoxreaktivität ist ein Grund dafür, dass Mercaptoessigsäure bei chemischen Reaktionen und industriellen Anwendungen eingesetzt wird. Mercaptoessigsäure hat die Fähigkeit, mit Metallionen Komplexe zu bilden. Die Thiolgruppen des Moleküls binden sich an Metallionen und bilden stabile Komplexe, die bei der Metallveredelung, -rückgewinnung, analytischen Chemie und anderen Gebieten eingesetzt werden.

Struktur der Mercaptoessigsäure

Die chemische Struktur der Mercaptoessigsäure ist durch das Vorhandensein von zwei funktionellen Gruppen gekennzeichnet, einer Thiolgruppe und einer Carbonsäuregruppe. Diese Struktur ermöglicht es der Mercaptoessigsäure, an zahlreichen chemischen Reaktionen teilzunehmen.

Die Thiolgruppe der Mercaptoessigsäure hat die Fähigkeit, sich mit Metallionen zu verbinden und Komplexe zu bilden. Aufgrund dieser Eigenschaften kann Mercaptoessigsäure als Komplexbildner oder Reduktionsmittel verwendet werden.

Die Carbonsäuregruppen können Wasserstoffbrückenbindungen bilden, die die Löslichkeit von Mercaptoessigsäure beeinflussen.

Weitere Informationen zu Mercaptoessigsäure

Methoden zur Herstellung von Mercaptoessigsäure

Es gibt mehrere typische Verfahren zur Herstellung von Mercaptoessigsäure. Die wichtigsten Herstellungsverfahren werden im Folgenden ausführlich beschrieben:

1. Reaktion von Chloressigsäure mit Schwefelwasserstoff
Mercaptoessigsäure kann durch Reaktion von Chloressigsäure mit Schwefelwasserstoff synthetisiert werden. Die Reaktion erfolgt durch die Substitution der Chlorgruppe der Chloressigsäure durch das Schwefelatom des Schwefelwasserstoffs. Die Reaktionsbedingungen werden im Allgemeinen in wässriger Lösung unter Wärme durchgeführt.　

2. Reaktion von Glykolsäure mit Schwefel
Mercaptoessigsäure kann auch durch die Reaktion von Glykolsäure mit Schwefel synthetisiert werden. Dies geschieht im Allgemeinen unter erhitzten, sauren Bedingungen und beinhaltet die Substitution der Hydroxylgruppe der Glykolsäure durch ein Schwefelatom zur Bildung von Mercaptoessigsäure.

3. Reaktion von Glykolsäureestern mit Schwefelwasserstoff
Bei dieser Methode reagieren die Glykolatester mit Schwefelwasserstoff. Die Hydroxylgruppe des Glykolatesters wird durch das Schwefelatom des Schwefelwasserstoffs ersetzt, wodurch Thioglykolat entsteht, der zu Mercaptoessigsäure hydrolysiert wird.