Was ist Triethylaluminium?
Triethylaluminium (TEA) ist eine Aluminiumalkylverbindung (Organoaluminiumverbindung) mit der chemischen Formel C6H15Al und der Summenformel Al(C2H5)3 mit der CAS-Nummer 97-93-8.
Es hat ein Molekulargewicht von 114,165, einen Schmelzpunkt von -50 °C, einen Siedepunkt von 128-130 °C und ist eine farblose, transparente Flüssigkeit mit einer Dichte von 0,8324 g/ml bei Raumtemperatur. Es ist unlöslich in Wasser (Löslichkeit 0,002 g/100 ml bei 20 °C), aber mischbar in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol und Ether.
Es ist ein flüchtiger Stoff, es ist ätzend und entzündet sich spontan an der Luft. Der Kontakt mit Luft, Luftfeuchtigkeit und Wasser sollte vermieden werden. Der Inhalt sollte unter Inertgas gelagert werden.
Anwendungen von Triethylaluminium
Triethylaluminium wird häufig als Bestandteil von Hochleistungstreibstoffen verwendet, z. B. als Zünder für Raketentriebwerke, als Napalmmittel und als Zusatz zu Hochleistungstreibstoff. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Triethylaluminium leicht oxidiert und an der Luft spontan verbrennt.
Aufgrund seiner hohen Reaktivität wird es auch häufig als chemischer Stoff und Reaktant verwendet. Typische Anwendungen sind Rohstoffe für die Herstellung von Aluminiumnitrid, Aluminiumbeschichtungen und Triethylgallium (TEG) sowie Reagenzien für die pharmazeutische Synthese und Polymerisationskatalysatoren in der chemischen Industrie.
Weitere Anwendungen sind die allgemeine organische Synthese im Labormaßstab als aluminiumorganische Reagenzien.
Funktionsweise von Triethylaluminium
Die Funktionsweise von Triethylaluminium wird anhand seiner Synthesemethode und seiner chemischen Eigenschaften erläutert.
1. Synthese von Triethylaluminium
Triethylaluminium kann durch die Reaktion von Aluminium mit Diethylzink synthetisiert werden. Industriell wird es durch eine mehrstufige Reaktion unter Verwendung von Ethylen, Wasserstoff und Aluminium effizient synthetisiert. Es gibt auch andere Synthesewege, wie die Synthese aus Al2Cl3Et3.
2. Chemische Eigenschaften von Triethylaluminium
Triethylaluminium wird als AlEt3 bezeichnet, liegt aber in Wirklichkeit in einer Struktur wie Al2Et6 mit zwei assoziierten Molekülen vor. Es handelt sich um eine hochreaktive metallorganische Verbindung, die als Reduktionsmittel in verschiedenen Reaktionen eingesetzt wird. Aufgrund seiner Oxidationsanfälligkeit ist Triethylaluminium an der Luft spontan brennbar.
Außerdem reagiert es explosionsartig mit Wasser. Diese Eigenschaften machen es zu einer Verbindung, die vor dem Kontakt mit Luft, Luftfeuchtigkeit und Wasser geschützt gelagert werden muss. Es ist in Kohlenwasserstoffkatalysatoren wie Hexan und Toluol löslich und wird daher häufig in Kohlenwasserstofflösungen gehandhabt. Alternativ dazu wird es unter Inertgas gelagert.
Mischungen von Titantetrachlorid (TiCl4) oder Titantrichlorid (TiCl3) mit Triethylaluminium sind als Ziegler-Natta-Katalysatoren bekannt und werden für die Polymerisation von Olefinen verwendet. Triethylaluminium hat in diesen Katalysatoren die Aufgabe, Titantetrachlorid (TiCl4) oder Titantrichlorid (TiCl3) zu aktivieren.
Arten von Triethylaluminium
Auf dem Markt sind verschiedene Arten von Triethylaluminium erhältlich, darunter auch Produkte als Reagenzien für die synthetische organische Chemie und für industrielle Chemieprodukte. Triethylaluminium ist an der Luft selbstentzündlich, daher werden Laborreagenzien in der Regel in Form von Hexan- oder Toluollösungen gehandhabt.
Die gebräuchlichsten Produkte sind z. B. 100 ml einer 1,0 mol/l-Lösung. Diese Lösungsprodukte neigen ebenfalls zur Hydrolyse und fallen in Kontakt mit Wasser leicht aus. Daher ist es notwendig, beim Sammeln solcher Reagenzien gut getrocknete und mit Stickstoff gefüllte Spritzen zu verwenden.
Reine Triethylaluminium-Produkte sind zwar auch in Industrieprodukten erhältlich, aber sie sind sehr gefährlich und sollten in speziellen Behältern gehandhabt werden, die vor Wasser und Luft geschützt sind. Das Fassungsvermögen reicht von nur 150 ml bis zu 0,4 l, 1 l Vortragsflaschen, 10 l, 20 l, 100 l Stahlflaschen und 1,45 m3 Spezialstahlflaschen.