月: 2023年7月

Was ist eine Cobaltsulfat?

Cobaltsulfat ist eine anorganische Verbindung des Sulfats von Cobalt.

Es gibt zwei Arten von Cobaltsulfat: Cobalt(II)-sulfat und Cobalt(III)-sulfat. Cobaltsulfat (II) ist als Anhydrat, Monohydrat und Heptahydrat bekannt.

Cobaltsulfat-Heptahydrat ist ein dunkelroter, säulenförmiger Kristall. Es ist auch als roter Van (englisch: bieberite) bekannt. 

Anwendungen von Cobaltsulfat

Cobaltsulfat (II) kann für die Kobaltbeschichtung, für magnetische Materialien, Keramikglasuren und die Herstellung von Kobaltsalzen verwendet werden. Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere Verwendungsmöglichkeiten, z. B. als Rohstoff für Korrosionsschutzmittel, verschiedene Oberflächenbehandlungen und Akkumulatorenbatterien, als Trockenmittel für Druckfarben, als Pigment zum Färben von Glas und Keramik, als Katalysator, als Metallseife und als Rohstoff für unsichtbare Druckfarben.

Im pharmazeutischen Bereich wird Cobaltsulfat (II) als mineralischer Bestandteil in Arzneimitteln gegen Blutarmut verwendet. Für den gleichen Zweck kann es auch als Futtermittelzusatz in der Landwirtschaft verwendet werden.

Cobaltsulfat (III) wird dagegen als starkes Oxidationsmittel verwendet.

Eigenschaften von Cobaltsulfat

1. Cobalt(II)-sulfat

Der Schmelzpunkt von Cobaltsulfat(II)-anhydrid liegt bei 735 °C und der von Cobalt(II)-heptahydrat bei 74 °C. Die Hydrate von Cobaltsulfat (II) sind an der Luft brüchig. Das Anhydrid bildet sich, wenn das Hydrat auf 250 °C erhitzt wird.

Das Anhydrid von Cobalt(II)-sulfat kann in Wasser, Methanol oder Ethanol gelöst werden.

2. Cobalt(III)-sulfat

Cobaltsulfat (III) ist ein starkes Oxidationsmittel, das Ethanol zu Acetaldehyd und Salzsäure zu Chlor oxidiert.

Struktur von Cobaltsulfat

1. Cobalt(II)-sulfat

Die chemische Formel von Cobaltsulfat (II) ist CoSO4 mit einer Molmasse von 155,00 g/mol. Die chemische Formel für Cobaltsulfat-Monohydrat ist CoSO4・H2O mit einer molaren Masse von 173,01 g/mol, während die chemische Formel für Cobalt(II)-Heptahydrat CoSO4・7H2O mit einer molaren Masse von 281,103 g/mol lautet.

Das Anhydrid und das Monohydrat von Cobaltsulfat (II) sind rötliche Kristalle, während das Heptahydrat von Cobaltsulfat (II) säulenförmige Kristalle bildet, die der Form von FeSO4・7H2O entsprechen. Die Dichte von Kobalt(II)-sulfatanhydrid beträgt 3,71 g/cm³, die von Kobalt(II)-monohydrat 3,08 g/cm³ und die von Kobalt(II)-heptahydrat 2,03 g/cm³.

2. Cobalt(III)-sulfat

Cobaltsulfat-Octahydrat ist ein blau gefärbter, nadelförmiger Kristall. Die chemische Formel von Cobaltsulfat-Oktahydrat lautet Co2(SO4)3-18H2O mit einer molaren Masse von 730,33 g/mol.

Weitere Informationen über Cobaltsulfat

1. Herstellung von Cobaltsulfat

Cobaltsulfat (II) wird in der Natur als Biberit gewonnen. Biberit ist ein magnesiumhaltiger Hydrocalcilutit und wird auf der Biberinsel im Michigansee, USA, gefunden. 

2. Synthese von Cobaltsulfat

Kobalt(II)-sulfat-Heptahydrat kann durch Auflösen von Kobaltoxid in Schwefelsäure und Ausfällen bei Temperaturen unter 41,5 °C hergestellt werden. Cobalt(III)-sulfat zersetzt sich bei 35 °C, ist aber in Schwefelsäure ohne Zersetzung löslich. Bei der Hydrolyse von Cobalt(III)-sulfat entsteht Sauerstoff, aus dem Cobalt(II)-sulfat entstehen kann.

Cobaltsulfat (III) hingegen wird durch Elektrolyse einer schwefelsauren Lösung von Cobalt(II)-sulfat bei niedrigen Temperaturen hergestellt.

3. Gefahren von Cobaltsulfat

Das Einatmen von Cobaltsulfat (II) hat sich in Versuchen mit Mäusen als giftig und krebserregend erwiesen. Die Mutagenität wurde auch in Versuchen mit Salmonella-Bakterien bestätigt.

In einer Brauerei in Quebec, Kanada, führte eine Vergiftung mit Cobaltsulfat zu 16 Todesfällen. Cobaltsulfat (II) ist nicht brennbar, zersetzt sich jedoch beim Erhitzen und erzeugt giftige Dämpfe, die Schwefeloxide enthalten.

Was ist eine Blei(II)-sulfid?

Blei(II)-sulfid ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel PbS.

Es ist auch als Blei(II)-sulfid oder Bleiglanz bekannt. Es kommt als Mineral namens tetragonales Bleierz vor und ist eine wichtige Bleiverbindung.

Beim Erhitzen von Blei(II)-sulfid entstehen giftige Pb- und SOx-Gase, und es ist im PRTR-Gesetz als “designierter chemischer Stoff der Klasse 1” aufgeführt. 

Anwendungen von Blei(II)-sulfid

Blei(II)-sulfid wird häufig in Pigmenten, Farben, Keramikglasuren, Reibungsadditiven in Schmiermitteln und als Legierungsmaterial verwendet.

Bleigelb und Molybdat-Orange in Farben können durch die Kombination von Bleichromat mit Bleisulfat und Bleimolybdat hergestellt werden. Angesichts der schädlichen Auswirkungen von Blei auf die menschliche Gesundheit wurde auf der Zweiten Internationalen Konferenz über Chemikalienmanagement das Ziel festgelegt, Bleifarben zu eliminieren. 

Darüber hinaus ist Blei(II)-sulfid das Hauptmineral von Blei und trägt auch wesentlich zur chemischen Umwandlung bei. Durch Reduktion des Hauptoxids wird metallisches Blei gewonnen.

Eigenschaften von Bleisulfid

Blei(II)-sulfid hat einen Schmelzpunkt von 1114 °C und einen Siedepunkt von 1281 °C. Blei(II)-sulfid hat eine geringe Löslichkeit und ist praktisch harmlos. Bei seiner thermischen Zersetzung in der Schmelze entsteht jedoch ein gefährlicher Staub. Bleicarbonat ist sehr gut löslich und führt bei der Gewinnung von Bleisulfid aus Bleicarbonat zu Bleivergiftungen.

Struktur von Blei(II)-sulfid

Blei(II)-sulfid bildet schwarze kubische Kristalle. Wie Blei(II)-tellurid und Blei(II)-selenid weist es halbleitende Eigenschaften auf und ist der älteste verwendete Halbleiter. Im Gegensatz zu den Halbleitern der IV-VI-Gruppe weist es jedoch eine Kristallstruktur vom Typ Natriumchlorid auf. Die Koordinationsstruktur ist oktaedrisch und die Gitterkonstante beträgt a = 5,936 Å.

Blei(II)-sulfid-Nanopartikel und Quantenpunkte sind ebenfalls untersucht worden. Traditionell werden sie durch die Kombination von Blei(II)-sulfiden mit beliebigen Sulfidionen hergestellt. In den letzten Jahren haben sich Blei(II)-sulfid-Nanopartikel als vielversprechend für den Einsatz in Solarzellen erwiesen.

Weitere Informationen über Blei(II)-sulfid

1. Synthese von Blei(II)-sulfid

Wenn Schwefelwasserstoff oder Sulfid zu einer wässrigen Lösung von Blei-Ionen hinzugefügt wird, bildet sich ein schwarzer Niederschlag von Blei(II)-sulfid. Die Gleichgewichtskonstante für diese Reaktion beträgt 3 x 106 mol/l. Wegen des dramatischen Farbumschlags von farblos oder weiß nach schwarz wurde es für die qualitative anorganische Analyse verwendet. Noch heute werden Bleiacetat-Teststreifen zum Nachweis von Schwefelwasserstoff und Sulfiden verwendet.

2. Anwendungen von Blei(II)-sulfid

Blei(II)-sulfid wird seit langem in Infrarotsensorelementen verwendet. Im Gegensatz zu thermischen Sensoren, die auf einen Anstieg der Temperatur des bestrahlten Elements reagieren, reagiert es direkt auf Photonen.

Der schwache Strom, der beim Auftreffen eines Photons auf das Element entsteht, und die Änderung des elektrischen Widerstands des Elements werden beobachtet. Bei Raumtemperatur reagiert Blei(II)-sulfid auf Strahlung mit einer Wellenlänge von 1 – 2,5 µm, wobei der Wellenlängenbereich auf der kurzwelligen Seite des Infrarotbereichs liegt, den nur heiße Objekte abstrahlen. Wenn das Blei(II)-sulfid-Element durch ein Peltier-Element oder flüssigen Stickstoff gekühlt wird, ändert sich der erfasste Wellenlängenbereich auf etwa 2-4 µm.

Quecksilber-Cadmium-Tellurid (HgCdTe) und Indium-Antimonid (InSb) eignen sich hervorragend für die Erfassung längerer Infrarot-Wellenlängen. Sie haben eine hohe Dielektrizitätskonstante und sind langsamere Detektoren als Germanium, Silizium, HgCdTe und InSb.

3. Merkmale von Blei(IV)-sulfid

Blei(IV)-sulfid (PbS2) ist eine Verbindung mit der chemischen Formel PbS2 und einer molaren Masse von 271,332 g/mol. Es wird durch die Reaktion von Schwefel und Blei(II)-sulfid unter hohem Druck bei Temperaturen über 600 °C gewonnen.

Blei(IV)-sulfid kristallisiert wie Zinn(IV)-sulfid (SnS2) in einer cadmiumiodidartigen Struktur, wobei Pb die formale Oxidationszahl +4 annimmt. Blei(IV)-sulfid ist ein Halbleiter vom p-Typ und kann als thermoelektrisches Material verwendet werden.

Was ist Mangansulfid?

Mangansulfid ist eine Verbindung aus Mangan und Schwefel.

Es kommt in Mineralien wie Alabandin und Rambergit vor. Mangansulfid liegt im Allgemeinen als Monosulfid oder Disulfid vor. Mangan(II)-sulfid hat drei Umwandlungsformen: Alpha, Beta und Gamma.

Ein ähnlicher Name ist Mangansulfat, aber es handelt sich um eine völlig andere Verbindung, da sie Sauerstoff enthält oder nicht enthält. 

Anwendungen von Mangansulfid

Mangansulfid wird hauptsächlich als Zusatzstoff in der Pulvermetallurgie verwendet, um die Bearbeitbarkeit von Sinterteilen zu verbessern.

Die Pulvermetallurgie ist ein Herstellungsverfahren, bei dem Metallpulver geformt und gesintert wird, um Metallprodukte herzustellen. Kleine Motorenteile für Waschmaschinen, Ventilatoren, Festplatten usw. sind Beispiele für Gegenstände, die in diesem pulvermetallurgischen Verfahren verarbeitet werden.

Eigenschaften von Mangansulfid

• Alpha-Form des Mangan(II)-sulfids
  Es ist ein grüner kubischer Kristall. Der Schmelzpunkt liegt bei 1620 °C. Es ist antiferromagnetisch.
• Mangan(II)-sulfid Beta-Form
  Es sind rote kubische Kristalle.
• Mangan(II)-sulfid Gamma-Form
  Es sind  blassrote kubische Kristalle; bei 700 °C ist es ein p-Typ-Halbleiter.

Unter den Mangan(II)-sulfiden  sind die β- und γ-Formen instabil. Sie werden daher schnell zur α-Form oxidiert. Bei der Verwendung in der Pulvermetallurgie wird die stabile α-Form verwendet.

Im Gegensatz dazu ist Mangan(IV)-sulfid ein schwarz-brauner kubischer Kristall. Es weist antiferromagnetische Eigenschaften auf.

Struktur von Mangansulfid

Die chemische Formel von Mangan(II)-sulfid lautet MnS, mit einem Molekulargewicht von 87,00. Die Alpha-Form von Mangan(II)-sulfid hat eine Struktur vom Natriumchlorid-Typ, mit einem Mn-S-Abstand von 0,261 nm und einer Dichte von 4,05 g/cm3.

Die β-Form des Mangan(II)-sulfid hat eine Struktur vom Typ Scherzinkerz; der Mn-S-Abstand beträgt 0,243 nm und die Dichte 3,27 g/cm3.

Mangan(II)-sulfid in der γ-Form hat eine Struktur vom Wurtzit-Typ, mit einem Mn-S-Abstand von 0,241 nm und einer Dichte von 3,26 g/cm3.

Mangan(IV)-sulfid hingegen hat die chemische Formel MnS2 und ein Molekulargewicht von 119,07. Es hat eine pyrithaltige Struktur. Seine Dichte beträgt 3,463 g/cm3, der Mn-S-Abstand liegt bei 0,259 nm und der S-S-Abstand bei 0,209 nm.

Weitere Informationen zu Mangansulfid

1. Herstellung von Mangan(II)-sulfid 

Mangan(II)-sulfid ist auch als Manganmonosulfid bekannt. In der Natur kommt die Alpha-Form des Mangan(II)-sulfids als Sphalerit vor. Sphalerit ist ein Mineral, das Mangan(II)-sulfid in einer kubischen Struktur enthält.

Sphalerit wird auch als Manganitsulfid oder Alabandin bezeichnet. Die Alpha-Form von Mangan(II)-sulfid erhält man, indem man eine Lösung von Mangan(II)-chlorid  in Gegenwart einer kleinen Menge Kaliumoxalat kocht, etwas überschüssiges Ammoniakwasser hinzufügt und Schwefelwasserstoff passieren lässt. Die Beta-Form von Mangansulfid wird durch Durchleiten von Schwefelwasserstoff durch eine Lösung von Mangan(II)-acetat in kaltem Wasser hergestellt.

Die γ-Form des Mangansulfids erhält man als Niederschlag, indem man eine wässrige Mangan(II)-chlorid-Lösung kocht, Ammoniumchlorid hinzufügt, Schwefelwasserstoff hindurchleitet und Ammoniakwasser hinzufügt.

2. Herstellung von Mangan(IV)-sulfid  

Mangan(IV)-sulfid ist auch als Mangandisulfid bekannt. Es kommt in der Natur als Hauerit vor. Mangan(IV)-sulfid kann durch Zugabe von Schwefel und Kaliumpolysulfid zu einer wässrigen Mangan(II)-sulfatlösung und Erhitzen in einem geschlossenen Rohr gewonnen werden.

Beim Erhitzen zersetzt sich Mangan(IV)-sulfid unter Freisetzung von Schwefel. Mangan(IV)-sulfid reagiert mit Salzsäure unter Bildung von Mangan(II)-chlorid.

Was ist Selendioxid?

Selendioxid ist eine Art von Selenoxid.

Es wird auch als Selenigsäureanhydrid bezeichnet, durch Verbrennen von Selen oder durch Oxidation mit Salpetersäure gebildet und ist bei Raumtemperatur ein farbloser Kristall.

Es wird als Gefahrstoff eingestuft.

Anwendungen von Selendioxid

Selendioxid kann als Oxidationsmittel in der organischen Chemie verwendet werden. Mit Selendioxid als Oxidationsmittel lassen sich Stoffe, die mit anderen synthetischen Methoden nur schwer zu gewinnen sind, leicht herstellen. Es kann insbesondere zur Oxidation von Carbonylverbindungen, Olefinen, Acetylenen und Alkoholen verwendet werden.

Es wird auch als Zusatz zu Glas verwendet; Selendioxid, das Glas zugesetzt wird, verleiht diesem eine rote Farbe. Selendioxid wird manchmal Glas zugesetzt, das durch Verunreinigungen blau erscheint, um es farblos erscheinen zu lassen. Einfaches Selen, Selenit und Selenit sind für ähnliche Anwendungen ebenfalls erhältlich.

Eigenschaften von Selendioxid

Bei Raumtemperatur ist es ein farbloser, nadelförmiger Kristall. Der Sublimationspunkt liegt bei 315 °C, wo es zu einem gelb-grünen Gas wird; in einem verschlossenen Rohr wird es zu einer blauen Flüssigkeit mit einem Schmelzpunkt von 340 °C. Es ist in 100 g Wasser bei 25 °C in 73,3 g Wasser löslich.

Es hat einen charakteristischen unangenehmen Geruch und ist hochgiftig. Die 50-%ige letale Dosis (LD50) nach oraler Verabreichung bei Mäusen beträgt 23,3 mg/kg und 68,1 mg/kg nach oraler Verabreichung bei Ratten. Es wird durch Einatmen und über die Haut aufgenommen und sollte mit Vorsicht gehandhabt werden.

Struktur des Selendioxids

Die chemische Formel von Selendioxid lautet SeO2, mit einem Formelgewicht von 110,96 g/mol und einer Dichte von 3,95 g/cm3. Bei Raumtemperatur bildet es kettenartige Polymere. Es enthält abwechselnd Selen- und Sauerstoffatome, wobei jedes Selenatom die Form einer Pyramide hat, an deren Ende eine Oxidgruppe steht. Das verbrückende Se-O hat eine Größe von 179 pm und das endständige Se-O von 162 pm. Die Stereochemie des Selens wechselt entlang der Polymerkette.

In der Gasphase liegt Selendioxid in Form von Dimeren und Oligomeren vor und bei hohen Temperaturen wird es monomer. Das Monomer nimmt eine gekrümmte Struktur ähnlich wie Schwefeldioxid an und hat eine Bindungslänge von 161 pm. Das Monomer ist ein polares Molekül mit einem Dipolmoment von 2,62 D, das vom Mittelpunkt der beiden Sauerstoffatome aus auf das Selenatom gerichtet ist. Das Dimer hat eine zentrosymmetrische Stuhlform. Wenn Selendioxid in Selenoxydichlorid gelöst wird, kann das Trimer [Se(O)O]3 gebildet werden.

Weitere Informationen zu Selendioxid

1. Reaktion des Selendioxids

Selendioxid wird durch Ammoniak reduziert, wobei Selen entsteht. Durch Oxidation mit Wasserstoffperoxid oder Sauerstoff in Salpetersäure kann Selenit entstehen. Bei der Reaktion mit Wasser entsteht Selenit.

2. Reaktion mit Selendioxid

Selendioxid ist ein wichtiges Reagenz in der organischen Synthese. Bei der Oxidation von Paraldehyd, dem Trimer des Acetaldehyds, mit Selendioxid entsteht Glyoxal. Durch Oxidation von Cyclohexanon kann 1,2-Cyclohexandion entstehen.

Selendioxid wird zu Selen reduziert und fällt als roter amorpher Feststoff aus, der leicht abfiltriert werden kann. Die Oxidationsreaktion mit Selendioxid wird als Riley-Oxidation bezeichnet.

Sie kann auch für die Oxidation von Alkyl- und Arylverbindungen mit Allylgruppen verwendet werden. Es wird auch für die Synthese von 1,2,3-Selenadiazolen aus acylierten Hydrazonderivaten verwendet.

Was ist L-Leucin?

L-Leucin ist eine der 20 Aminosäuren, aus denen die Proteine bestehen. Diese Verbindung hat Isobutylgruppen in ihrer Seitenkette und ist daher stark hydrophob. Aufgrund ihrer strukturellen Merkmale wird sie zusammen mit Valin und Isoleucin zu den verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAA) gezählt. Sie ist eine optisch aktive Verbindung und liegt im L- und D-Körper vor, während Leucin als eiweißbildende Aminosäure im L-Körper liegt.

Leucin kann vom menschlichen Körper nicht synthetisiert werden und wird als essentielle Aminosäure eingestuft. Sie muss daher von außen zugeführt werden, z. B. über die Nahrung.

Physikalisch-chemische Eigenschaften von L-Leucin

1. Name

Britische Bezeichnung: L-Leucine
IUPAC-Bezeichnung: 2-Amino-4-methyl-pentansäure
3-Buchstaben-Abkürzung: Leu
1-Buchstaben-Abkürzung: L

2. Summenformel

C6H13NO2

3. Molekulargewicht

131.17

4. Schmelzpunkt

293-295 °C (Zersetzung)

5. Löslichkeit in Lösungsmitteln

Es ist schwach löslich in Wasser und unlöslich in Ethanol.

6. Geschmack

Es hat einen schwach bitteren Geschmack.

Wirkung und Anwendungen von L-Leucin

Leucin wird aufgrund seiner strukturellen Merkmale als verzweigtkettige Aminosäure (BCAA; Branched Chain Amino Acid) eingestuft; es enthält drei Arten von Aminosäuren (Leucin, Isoleucin und Valin), die die Hauptbestandteile der Proteine sind, aus denen die Muskelfasern bestehen und von denen daher eine muskelstärkende Wirkung erwartet wird. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass L-Leucin die für die Proteinsynthese erforderlichen Enzymkomplexe aktiviert und die Muskelproteinsynthese anregt. Aufgrund dieser Eigenschaften werden L-Leucin und andere BCAAs häufig als Ergänzungsmittel für das Krafttraining verwendet.

L-Leucin soll auch die Leberfunktion, den Stressabbau, die Glukosetoleranz, die Insulinempfindlichkeit und das Haarwachstum verbessern und wird in Arzneimitteln zur Aminosäurenergänzung und als Lebensmittelzusatzstoff verwendet.

Zusammenhang zwischen der Aufnahme von L-Leucin und Krankheiten

L-Leucin ist in einer Vielzahl von Lebensmitteln enthalten. Daher ist ein Mangel in der normalen Ernährung in den meisten Fällen unwahrscheinlich. Im Falle eines Mangels wurden jedoch Risiken wie eine beeinträchtigte Leberfunktion und eine daraus resultierende verminderte Insulinsekretion vermutet.
Eine übermäßige Zufuhr kann auch zu einem Ungleichgewicht mit anderen Aminosäuren führen, was nachteilige Auswirkungen wie z. B. eine verminderte Immunität, zur Folge haben kann.

Lebensmittel mit hohem L-Leucin-Gehalt

Es ist in Leber, Thunfisch, Stöcker, Hühnerfleisch, Milchprodukten, Sojaprodukten, Eiern und Joghurt enthalten.

Was ist Äpfelsäure?

Äpfelsäure ist eine organische Säure mit der chemischen Formel C4H6O5. Sie wird auch Hydroxybernsteinsäure genannt. Sie hat ein asymmetrisches Kohlenstoffatom, was bedeutet, dass es optische Isomere gibt. Die natürlich vorkommende Äpfelsäure ist die L-Form und kommt in Früchten wie Trauben und Äpfeln vor. Äpfelsäure wird durch Reduktion von L-Weinsäure mit Jodwasserstoff oder durch die Wirkung von Fumarase auf Fumarsäure hergestellt

Physikalisch-chemische Eigenschaften von Äpfelsäure

1. Name
Englischer Name: L-malic acid 
IUPAC-Bezeichnung: (2S)-2-Hydroxybutandisäure

2. Molekulare Formel
C4H6O5

3. Molekulargewicht
134.09

4. Schmelzpunkt
100 °C (L-Form)

5. Löslichkeit in Lösungsmitteln
Es ist leicht löslich in Wasser und Alkoholen.

Eigenschaften, physiologische Aktivität und Anwendungen von Äpfelsäure

1. Anwendung als Lebensmittelzusatzstoff

Äpfelsäure hat einen erfrischend sauren Geschmack und wird daher als Säuerungsmittel dem Trinkwasser und Lebensmitteln zugesetzt. Diese Verbindung hat allein eine bakterientötende Wirkung, aber es ist bekannt, dass ihre bakterientötende Wirkung durch Mischung mit verschiedenen organischen Säuren verstärkt werden kann. Aus diesem Grund wird sie als Lebensmittelzusatzstoff erforscht und entwickelt, von dem man sich eine bakterientötende Wirkung verspricht. Auch in der Lebensmittelindustrie ist die Apfelsäure wegen ihrer Rolle als pH-Regulator und Emulgator von großer Bedeutung. In der Lebensmittelindustrie wird in den meisten Fällen Apfelsäure in racemischer Form verwendet.

2. Anwendung im kosmetischen Bereich

Äpfelsäure wird in Zahnpasten wegen ihrer aufhellenden Wirkung verwendet, da sie das Anhaften von Zahnbelag und Zahnstein verhindert. Äpfelsäure hat auch puffernde Eigenschaften und wird daher manchmal in Shampoos als pH-Wert-Einsteller verwendet. Solche Shampoos mit niedrigem pH-Wert, die Äpfelsäure enthalten, haben Berichten zufolge die Wirkung, die Rauheit der Kopfhaut durch den Zusatz eines entzündungshemmenden Mittels wiederherzustellen und haben in den letzten Jahren unter dem Gesichtspunkt der Kopfhautpflege Aufmerksamkeit erregt.

3. Industrielle Anwendungen

Äpfelsäure hat chelatbildende Eigenschaften und ist in der Lage, mit Metallatomen Komplexe zu bilden. Sie wird daher als Reinigungsmittel für Metalloberflächen verwendet.

4. Rolle als Zwischenprodukt im Zitronensäurekreislauf

Die Verbindung ist eines der Zwischenprodukte im Zitronensäurekreislauf und wird durch Malatdehydrogenase in Oxalessigsäure umgewandelt. Die Verbindung spielt daher eine sehr wichtige Rolle im Energiestoffwechsel von sauerstoffatmenden Organismen.

Lebensmittel mit hohem Gehalt an Äpfelsäure

Einen hohen Gehalt an Äpfelsäure haben z.B. Äpfel und Weintrauben.

Was ist Eisen(II)-phosphat?

Eisen(II)-phosphat ist eine Art von Eisenphosphat.

Je nach Oxidationszahl des Eisens gibt es zwei Arten: Eisen(II)-phosphat und Eisen(III)-phosphat. Eisen(II)-phosphat wird auch als Orthophosphat, Eisen(II)-phosphat oder Eisen(II)-orthophosphat bezeichnet, während Eisen(III)-phosphat auch als Eisenorthophosphat, Eisen(III)-phosphat oder Eisen(III)-orthophosphat bezeichnet wird.

Eisen(II)-phosphat kommt in der Natur als Lanthanit vor, während Eisen(III)-phosphat als Strengstein und Coninckit vorkommt.

Anwendungen von Eisen(II)-phosphat

Eisenphosphat kann in Lebensmittelzusatzstoffen verwendet werden. In der Landwirtschaft wird es in Pestiziden zur Beseitigung von Schnecken und anderen Schädlingsbekämpfungsmitteln eingesetzt, da es im Vergleich zum herkömmlich verwendeten Metaldehyd eine äußerst geringe Toxizität für Haustiere und Wildtiere aufweist.

Kann bei der Behandlung von Eisenbeschichtungen verwendet werden, um die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung zu verbessern. Die Behandlung von Eisenbeschichtungen ist ein Verfahren, bei dem eine Lösung eines Eisenphosphat-Beschichtungsmittels auf Stahl aufgetragen oder aufgesprüht wird, um einen dünnen Eisenphosphatfilm zu bilden.

Lithium-Eisenphosphat wird auch als Kathodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien verwendet – Eisenphosphat-Systeme, die in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden. Das Eisenphosphatsystem hat eine geringere Energiedichte als das ternäre System (Nickel, Kobalt und Lithiummanganat) und den Nachteil einer geringeren Leistung bei niedrigen Temperaturen. Durch technologische Innovationen hat sich die Energiedichte von Eisenphosphat-Systemen verbessert, so dass sie in Bezug auf die Kosten relativ attraktiver sind als die Verwendung höherer ternärer Metalle.

Eigenschaften von Eisen(II)-phosphat

Eisen(II)-phosphat ist paramagnetisch. Es ist in Säuren löslich, aber nicht in Wasser. Es wird an der Luft oxidiert und färbt sich blau. Bei der Reaktion einer Phosphatlösung mit einer Eisen(II)-Salzlösung entsteht Eisen(II)-Phosphat.

Bei der Reaktion von Phosphorsäure oder Dinatriumhydrogenphosphatlösung mit Eisen(III)-Salzlösung kann Eisen(III)-Phosphat entstehen. Es ist in Salzsäure und Schwefelsäure löslich, nicht aber in Wasser oder Salpetersäure; das Löslichkeitsprodukt bei 20 °C beträgt Ksp = 1,3 x 10-22. Bei Zugabe von überschüssiger Phosphorsäure zu einer gelben wässrigen Lösung von Eisen(III)-chlorid bildet sich ein Phosphatkomplex und die Lösung wird farblos.

Struktur von Eisen(II)-phosphat

Die chemische Formel von Eisen(II)-phosphat lautet Fe3(PO4)2. Sein Molekulargewicht ist 357,48 und seine Dichte beträgt 2,58 g/cm³. Neben dem üblichen blau-weißen Oktahydrat gibt es auch dunkelgrünes Monohydrat und farbloses Hexahydrat; das Oktahydrat ist ein monokliner Kristall. Zu den Wasserstoffsalzen gehören FeHPO4∙nH2O (n=1, 2) und Fe(H2PO4)2∙2H2O.

Das Molekulargewicht von Eisen(III)-phosphat beträgt 150,82 und seine chemische Formel wird durch FePO4 dargestellt. Das Dihydrat von Eisen(III)-phosphat ist ein blassrotes monoklines Kristallsystem. Es hat eine Dichte von 2,87 g/cm³ und verliert bei 140 °C Wasser. Es gibt auch 2,5-Hydrat und Tetrahydrat, und zu den Wasserstoffsalzen gehören FeH3(PO4)2-2H2O und Fe(H2PO4)3-2H2O.

Weitere Informationen über Eisenphosphat

1. Methode der Synthese von Eisen(II)-phosphat

Wenn man unter Luftabschluss eine wässrige Lösung von Eisen(II)-sulfat zu einer wässrigen Lösung von Natriumacetat und Dinatriumhydrogenphosphat gibt und mehrere Tage stehen lässt, fallen Oktahydratkristalle aus. Mischungen aus Dinatriumhydrogenphosphat und Eisen(II)-Salzlösungen können auch durch Erhitzen in einem verschlossenen Rohr hergestellt werden. Erhitzt man Phosphorsäure und Eisen(III)-chlorid in einem verschlossenen Röhrchen mehrere Stunden lang auf 180 °C, so fällt Eisen(III)-phosphat-Dihydrat aus.

2. Merkmale von Eisen(II)-diphosphat

Die chemische Formel von Eisen(II)-diphosphat ist Fe2P2O7 und sein Molekulargewicht beträgt 285,63. Es wird auch als Eisen(II)-pyrophosphat oder Eisendiphosphat bezeichnet. Es wird durch die Reaktion von Natriumdiphosphat mit Eisen(II)-Salzlösung gebildet. Es ist ein weißes Pulver mit triklinen Kristallen. Es wird leicht an der Luft oxidiert und färbt sich braun. Es kann in Milchpulvern und Eisenverstärkern verwendet werden.

Die chemische Formel von Eisen(III)-diphosphat lautet Fe4(P2O7)3 und hat ein Molekulargewicht von 745,21. Es wird auch als Eisen(III)-pyrophosphat oder Eisen(III)-diphosphat bezeichnet. Es ist ein blassgelbes Pulver, das durch die Reaktion von Natriumdiphosphat und Eisen(III)-Salzlösung entsteht. Es ist unlöslich in Wasser, Essigsäure und Ammoniumchloridlösungen und löslich in anorganischen Säuren und Ammoniakwasser. Auch das Wasserstoffsalz, das blassrote Fe2H6(P2O7)3, ist bekannt. Es kann als Katalysator, Eisenverstärker und Rohstoff für nicht halogenierte Flammschutzmittel verwendet werden.

Was ist Lithiumphosphat?

Lithiumphosphat ist ein Phosphat von Lithium mit der chemischen Formel Li3PO4.

Es wird auch tertiäres Lithiumphosphat genannt. Es handelt sich um ein geruchloses weißes Pulver. Eine bekannte Methode zur Herstellung von Lithiumphosphat ist die Reaktion von Phosphorsäure mit Lithiumhydroxid.

Lithiumphosphat ist in der GHS-Klassifizierung als akut toxisch (oral) und augenreizend eingestuft. 

Anwendungen von Lithiumphosphat

1. Öl-Zusatzstoffe

Öladditive, die auch als Verdickungsmittel bezeichnet werden, sind Zusatzstoffe, die bei der Herstellung von Fetten zugegeben werden können, um deren Form in halbfest oder fest zu verändern. Sie sind auch wichtige Zusatzstoffe im Zusammenhang mit den Eigenschaften des Schmierfetts, da sich die Eigenschaften und die Leistung des Schmierfetts je nach Art des Verdickungsmittels ändern können.

2. Schmelzmittel

Schmelzmittel sind Zusatzstoffe, die das Schmelzen von Stoffen erleichtern. Lithiumphosphat ist vor allem in der Keramikindustrie weit verbreitet und wird daher bei der Herstellung von Glas, Keramik und Porzellan verwendet.

3. Batterien

Lithiumphosphat wird als Rohstoff für die Herstellung verschiedener Hochleistungs-Energiespeicher wie Lithium-Ionen-Batterien und andere wiederaufladbare Batterien auf Lithiumbasis verwendet. Lithiumphosphat-Batterien sind eine der am weitesten verbreiteten und wichtigsten Batterien in Mobiltelefonen, Laptops und anderen Geräten.

Lithium-Eisenphosphat-Batterien, die aus Lithiumphosphat hergestellt werden, haben auch Vorteile gegenüber anderen Lithiumbatterien, darunter eine längere Lebensdauer, Wartungsfreiheit, extreme Sicherheit, geringes Gewicht und hohe Entlade- und Ladeeffizienz.

4. Andere Anwendungen

Es wird als Polymer-Zwischenprodukt und als Katalysator für die Isomerisierung von Propylenoxid sowie als Rohstoff für Fermentationsfarben verwendet.

Eigenschaften von Lithiumphosphat

Lithiumphosphat ist ein weißes Pulver mit einem Molekulargewicht von 115,79 g/mol und der CAS-Nummer 10377-52-3. Es ist extrem unlöslich in Wasser (0,039 g/100 g bei 18 °C) und löslich in Säure oder Ammoniak.

Es ist chemisch stabil unter normalen atmosphärischen Bedingungen. Der Schmelzpunkt liegt bei 837 °C, es gibt keine Angaben zum Siede- oder Flammpunkt. Der Stoff ist nicht brennbar, kann aber Staubexplosionen verursachen, wenn er fein verteilt und in die Luft geblasen wird.

Starke Oxidationsmittel sind bei Kontakt als gefährliche Stoffe gekennzeichnet und im Falle eines Brandes usw. ist Vorsicht geboten, da gefährliche Zersetzungsprodukte wie Phosphat und Lithiumoxid entstehen können.

Weitere Informationen zu Lithiumphosphat

1. Sicherheit

Es verursacht starke Augenreizung und ist schädlich beim Verschlucken. Bei Augenkontakt sollten die Augen mehrere Minuten lang sorgfältig mit Wasser gespült und Kontaktlinsen, sofern sie getragen werden und leicht zu entfernen sind, herausgenommen und weitergespült werden. Bei Verschlucken den Mund ausspülen und bei Unwohlsein eine Giftnotrufzentrale oder einen Arzt aufsuchen.

Bei Berührung mit der Haut sofort mit Seife und reichlich Wasser abwaschen. Bei Einatmen an einen Ort mit Frischluft bringen und bei Unwohlsein einen Arzt aufsuchen.

2. Handhabungsmethoden

Die Arbeitnehmer sollten Schutzhandschuhe, Schutzkleidung, Schutzbrille, Schutzmaske und Gesichtsschutz tragen. Bei Arbeitsplätzen in Innenräumen ist die Quelle abzudichten oder eine örtliche Absaugung einzurichten und in der Nähe des Arbeitsbereichs sind Sicherheitsduschen, Hand- und Augenwaschvorrichtungen vorzusehen, deren Lage deutlich gekennzeichnet sein muss.

Essen, Trinken und Rauchen sollten während der Handhabung verboten sein und Gesicht, Hände und Haut sollten nach der Handhabung gründlich gewaschen werden.

3. Lagerung

An einem kühlen, gut belüfteten Ort lagern, fern von hohen Temperaturen und direkter Sonneneinstrahlung. Polypropylen und Polyethylen sind geeignete Behälter- und Verpackungsmaterialien. Die Entsorgung des Inhalts und kontaminierter Behälter usw. muss in Übereinstimmung mit den entsprechenden regionalen, nationalen und lokalen Gesetzen und Vorschriften erfolgen.

4. Maßnahmen im Falle eines Brandes

Da kein Feuerlöschmittel angegeben ist, ist das Feuer mit einem geeigneten Löschmittel zu löschen, das den Bedingungen vor Ort und den Umgebungsbedingungen entspricht. Da Lithiumphosphat bei einem Brand reizende, brennbare und giftige Gase und Dämpfe freisetzen kann, sollte bei der Brandbekämpfung persönliche Schutzausrüstung getragen werden, und die Feuerwehrleute sollten umluftunabhängige Atemschutzgeräte und Feuerlöschgeräte tragen.

Was ist Magnesiumphosphat?

Magnesiumphosphat ist die allgemeine Bezeichnung für Phosphate, die aus Magnesium und Phosphorsäure bestehen.

Allgemein bekannt sind primäre, sekundäre und tertiäre Magnesiumphosphate, Magnesiumpyrophosphat und Magnesiummetaphosphat. Die gebräuchlichste Methode zur Herstellung von Magnesiumtertiärphosphat ist die bekannte Methode der Reaktion von Magnesiumammoniumphosphat in einer Ammoniak-Alkalilösung zur Gewinnung von Oktahydrat.

Magnesiumtertiärphosphat fällt unter keine der GHS-Einstufungen. 

Anwendungen von Magnesiumphosphat

1. Primäres Magnesiumphosphat

Eisenmagnesiumphosphat wird als Rohstoff für Keramiken und als Mittel für die Zahnbehandlung verwendet. Es wird auch in Nahrungsergänzungsmitteln als Magnesiumlieferant und als pH-Regulator in Lebensmitteln verwendet.

Weitere Anwendungen sind feuerfeste Bindemittel und Mittel zur Oberflächenbehandlung von Metallen.

2. Sekundäres Magnesiumphosphat

Magnesiumphosphat wird als sekundäres Phosphat in feuerfesten Bindemitteln, petrochemischen Katalysatoren, pharmazeutischen Zusatzstoffen, pharmazeutischen Formulierungen und Farbzusätzen verwendet.

3. Magnesiumtertiärphosphat

Magnesiumtertiärphosphat wird in Zahnpastastabilisatoren, petrochemischen Katalysatoren, pharmazeutischen Zusatzstoffen, pharmazeutischen Zubereitungen und Farbzusatzstoffen verwendet.

Es kann auch im Lebensmittelbereich als stabiler Phosphor- und Magnesiumzusatz ohne Bitterstoffe verwendet werden.

4. Magnesiumpyrophosphat

Magnesiumphosphat ist ein Magnesiumsalz, das aus Phosphorsäure und Magnesiumhydroxid hergestellt wird. Es wird hauptsächlich als Rohstoff für Keramik verwendet.

5. Magnesiummetaphosphat

Magnesiummetaphosphat ist ein Magnesiumsalz, das aus Phosphorsäure und Magnesium hergestellt wird. Es wird als Rohstoff für Keramiken und optisches Glas verwendet.

Eigenschaften von Magnesiumphosphat

1. Primäres Magnesiumphosphat

Es handelt sich um ein weißes, geruchloses, kristallines Pulver mit der chemischen Formel Mg (H2PO4) 2-4H2O und der CAS-Nr. 15609-87-7. Es ist in Wasser löslich.

2. Sekundäres Magnesiumphosphat

Es handelt sich um ein weißes, geruchloses kristallines Pulver mit der chemischen Formel MgHPO4-3H2O mit der CAS-Nr. 7757-86-0. Es ist unlöslich in Wasser.

3. Magnesiumtertiärphosphat

Es handelt sich um ein geschmackloses, geruchloses weißes Pulver mit der chemischen Formel Mg3 (PO4) 2⋅8H2O mit der  CAS-Nr. 13446-23-6. Es ist unlöslich in Wasser und Ethanol und löslich in organischen und anorganischen Säuren.

4. Magnesiumpyrophosphat

Es handelt sich um ein weißes Pulver mit der chemischen Formel Mg2P2O7 und der CAS-Nr. 13446-24-7.

5. Magnesium-Metaphosphat

Es handelt sich um ein geschmack- und geruchloses weißes Pulver mit der chemischen Formel Mg(PO3)2 und der CAS-Nr. 13573-12-1. Es ist unlöslich in Wasser, Ethanol und organischen und anorganischen Säuren.

Weitere Informationen zu Magnesiumphosphat

1. Markt

Der Markt für Magnesiumphosphat wird bis 2030 schätzungsweise auf 2 Mrd. USD anwachsen und soll im Prognosezeitraum 2022-2031 mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate (CAGR) von 4,3 % expandieren.

Derzeit wird das Marktwachstum dem zunehmenden Bewusstsein der Menschen für die Vorteile des Konsums von Magnesiumphosphat zugeschrieben, das auf die wachsende Sorge um Lebensmittelsicherheit und eine gesunde Lebensweise zurückzuführen ist. Eine steigende Nachfrage wird auch von den Entwicklungsländern erwartet, in denen die Verwendung von Magnesiumphosphat-Düngemitteln als Bodenverbesserer aufgrund des Bevölkerungswachstums und der zunehmenden Anbauflächen wahrscheinlich zunehmen wird.

2. Auswirkungen auf den menschlichen Körper

Magnesiumphosphat ist in der Natur in Gemüse, Knochen, Vollkorngetreide, Hülsenfrüchten, Avocadosamen und Nüssen reichlich vorhanden. Es trägt zur Muskelentspannung bei, kontrolliert Muskelkrämpfe, beugt Vitamin-E-Mangel vor und steuert die neuromuskuläre Aktivität von Herz und Gehirn.

Andererseits ist es für die Gesundheit wichtig, es in angemessenen Mengen zu konsumieren, da hohe Dosen zu niedrigem Blutdruck, Atemproblemen und Herzrhythmusstörungen führen können.

Was ist Ammoniumphosphat?

Ammoniumphosphat ist eine anorganische Verbindung, die durch die Säure-Base-Reaktion von Phosphorsäure und Ammoniak entsteht.

Es gibt drei Arten: Monoammoniumphosphat (NH4H2PO4), Diammoniumphosphat ((NH4)2HPO4) und Triammoniumphosphat ((NH4)3PO4), wobei Ammoniumphosphat die allgemeine Bezeichnung ist.

Anwendungen von Ammoniumphosphat

Die beiden in der Industrie weit verbreiteten Ammoniumphosphat-Typen sind Monoammonium- und Diammoniumphosphat. Obwohl sich diese beiden Ammoniumphosphat-Typen in ihrer Zusammensetzung unterscheiden, haben sie viele gemeinsame Verwendungen:

1. Monoammoniumphosphat

Es wird als Löschmittel in ABC-Feuerlöschern verwendet, bei denen es sich um Universalfeuerlöscher handelt, die gegen verschiedene Arten von Bränden wirksam sind.

2. Diammoniumphosphat

Es ist als Ammoniumphosphat bekannt und wird häufig als Rohstoff für chemische Düngemittel verwendet. In der Industrie wird es als Metalloberflächenbehandlungsmittel, organischer synthetischer Katalysator, Metalloberflächenbehandlungsmittel, Abwasserbehandlungsmittel, Färbehilfsmittel und Emailleglasur verwendet.

In der pharmazeutischen Industrie und in der Lebensmittelindustrie wird es als Reagenz, Biowirkstoff, Brauereizusatz, Expander für Arzneimittel und Lebensmittel, Emulgator, Basis für mikrobielle Kulturen, pH-Einsteller in Kosmetika, Puffer und Mundpflegemittel verwendet.

Eigenschaften von Ammoniumphosphat

1. Ammoniumphosphat (NH4H2PO4)

Es handelt sich um ein farbloses oder weißes kristallines Pulver mit einem Molekulargewicht von 115,03. Es hat ein spezifisches Gewicht von 1,803, einen Schmelzpunkt von 190 °C und ist an der Luft stabil. Es ist gut wasserlöslich und wässrige Lösungen sind bei einem pH-Wert von 4,0-5,0 leicht sauer und haben eine puffernde Wirkung.

Es reagiert mit löslichen Erdalkalimetallen unter Bildung unlöslicher Salze, ist kaum löslich in Ethanol und zersetzt sich beim Erhitzen bei Temperaturen über 216 °C unter Bildung von Ammoniak.

2. Diammoniumphosphat ((NH4)2HPO4)

Es hat ein Molekulargewicht von 132,06 und ist ein farbloses oder weißes kristallines Pulver mit dem spezifischen Gewicht von 1,619 und einem Schmelzpunkt von 190 °C; es ist an der Luft relativ stabil. Es ist gut wasserlöslich und weist in wässrigen Lösungen eine schwache Alkalität von pH 7,6-8,4 auf, mit puffernder Wirkung.

Es reagiert mit löslichen Erdalkalimetallen unter Bildung unlöslicher Salze, ist kaum löslich in Ethanol und zersetzt sich beim Erhitzen bei Temperaturen über 155 °C unter Bildung von Ammoniak.

3. Triammoniumphosphat ((NH4)3PO4/3H2O)

Es ist als Hydrat erhältlich, ein weißes kristallines Pulver mit einem Molekulargewicht von 203,13, das an der Luft instabil ist und Ammoniak bildet, der sich in Ammoniumphosphat umwandelt und einen starken Ammoniakgeruch verursacht.

Es ist gut in Wasser löslich, wobei wässrige Lösungen eine Alkalität von pH 10 aufweisen. In Ethanol ist es kaum löslich.

Weitere Informationen zu Ammoniumphosphat

Methoden zur Herstellung von Ammoniumphosphat

Ammoniumphosphat wird durch die Reaktion von Phosphorsäure und Ammoniak in wässriger Lösung hergestellt. Durch Veränderung des Verhältnisses von Phosphorsäure und Ammoniak in dieser Reaktion können drei verschiedene Arten von Ammoniumphosphat hergestellt werden:

• H3PO4 + NH3 → NH4H2PO4
• H3PO4 + 2NH3 → (NH4)2HPO4
• H3PO4 + 3NH3 → (NH4)3PO4

Für die Herstellung von Phosphorsäure, dem Ausgangsstoff für Ammoniumphosphat, sind zwei Verfahren bekannt: das Nass- und das Trockenverfahren. Obwohl beide Verfahren Phosphat als Rohstoff verwenden, wird bei der Nassmethode das Phosphat mit Schwefelsäure zersetzt, während bei der Trockenmethode das Phosphat in einem Elektroofen thermisch zersetzt wird.

Das Trockenverfahren ist zwar aufgrund der Energiekosten teurer in der Herstellung, liefert aber auch eine reinere Phosphorsäure. Aus diesem Grund wurde das Nassverfahren für Düngemittelanwendungen eingesetzt, bei denen keine hohe Reinheit erforderlich ist, während die im Trockenverfahren hergestellte Phosphorsäure für andere Anwendungen verwendet wurde.

Andererseits hat sich die Raffinationstechnologie zur Entfernung von unreinen Metallen und organischen Substanzen im Nassverfahren im Laufe der Jahre weiterentwickelt. Heutzutage wird Phosphorsäure, die nach dem Nassverfahren hergestellt wird, auch produziert, um die Qualitätsanforderungen von Industrie- und Lebensmittelanwendungen zu erfüllen.