Nylon versuch 7 - produktionstechnik pflichtveranstaltung chemie labor praktikumsbericht 8 von PDF

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produktionstechnik
pflichtveranstaltung
chemie labor praktikumsbericht
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Nylon-Synthese, Versuch 7 Mit diesem Laborversuch soll am Beispiel der Nylon-Synthese eine Oberflächenpolymerisation demonstriert we rden. Dabei wird aus der Grenzfläche zweier Phasen in einem Gefäß eine feste Masse herausgezogen. Geräte/Chemikalien • 2 100ml Bechergläser • Spatel, Pasteurpipette, Einw egpipette, stumpfe Pinzette • 5ml und 10ml Messpipette mit Peleusball • 50ml Messzylinder • Waage und Waagschälchen • Wasserbad mit deutlich mehr als 42°C • 2,5ml 1,6-Diaminohexan (C 6

H 16

N 2

, 116g/mol, 0,83g/ml) aus dem Wasserbad • 1g Natriumcarbonat (Soda)

• 1,5ml Sebacinsäuredichlorid (C 10

H 16

Cl 2

O 2

, 238g/mol, 1,12g/ml) • 10ml Octan • 20ml Wasser Durchführung Zunächst mussten zwei verschiedene Lösungen vorbereitet werden. Lösung A: In einem Bechergl as wurden das Soda und das Sebacinsäuredichlorid im Wasser gelöst. Dabei war Vorsicht geboten , da das Sebacinsäuredichlorid erst bei 42°C schmilzt und deshalb schnell pipettiert werden musste. Lösung B: Im Messzylinder wurde das Oc tan mit dem Hexandisäuredichlorid versetzt. In einem Becherglas wurden nun beide Lösungen zu einander gegeben und einige Sekunden gewartet, bis sich zwei Phasen eindeutig absetzten. Mit der Pinzette

wurde nun die Grenzfläche zwischen den P hasen gefasst, aus dem Gefäß gezogen und um einen Glasstab gelegt. Mit dies em wurde nun der entstehende Faden aufgewickelt bis der Faden abriss. Das auf dem Glasstab entstandene Knäuel wurde leicht trocken getupft, vo m Stab geschoben und gewogen. Beobachtung/Auswertung Das aufgewickelte und abgetupfte Polyamid wog 13,15g. Aus der Dichte und den Molmassen der Ed ukte und des Produktes ergeben sich die (ein)gewogenen Stoffmengen: 1,6-Diaminohexan: Sebac insäuredichlorid: Als maximal reagierendes E dukt wurden also 7 mmol eingewogen, da die Edukte im Verhältnis 1:1 reagieren und so nur die je weils geringere Stoffmenge von Bedeutung ist.

mmol g mol g 0 , 027

500000 / 13 , 5 = 6 , 472 647 , 2 % 7 10 27 10 1678 3

6

mol mol mol = ≅ ⋅ ⋅ ⋅ −

−

Die Entstehung zweier Phasen ist dur ch die Verwendung ei ner wässrigen und lipophilen Lösung zu er klären. An der Grenzfläche r eagieren Sebacinsäuredichlorid und1,6-Diaminohexan unter HCl-B ildung zu 6.10 Polyamid. Setzt man voraus, dass Hexansäuredichlo rid und 1,6-Diaminohexan im Verhältnis 1:1 miteinander reagieren und dass Polyamid eine Molmasse von 500kg/mol besitzt, so ergibt sich folgende Reaktionsgleichung: 1678 C 6

H 16

N 2

+ 1678 C 10

H 16

Cl 2

O 2

+O Æ C 16

O 3

H 30

N 2

+ 3356 HCl Ausbeute: Zur Bereitstellung des Sauerstoffs und zu r Neutralisation der Salzsäure wurde das Natriumcarbonat zugegeben: Na 2

CO 3

+ 2 HCl Æ 2 NaCl + CO 2

+O Das entstehende CO 2

ging als Kohlensäure H 2

CO 3

im Wasser in Lösung und wurde mit dem entstehenden Faden, der noch Wasser enthielt mit aufgewickelt. Diese Gleichungen geben nur die Bildung

eines Polyamid Monomers wieder. Polyamide sind bedeutsame syn thetische Thermoplasten. Ihr Haupteinsatzgebiet ist die Herstellung von hochfesten Fasern, di e unter den Handelsm arken Nylon oder Perlon in zahlreichen Text ilprodukten enthalten sind. Zur Zeit der ersten wirtschaftlichen Nutzung der Polyamide (Anfang der 40er Jahre) waren sie für die Herstellernationen US A und das deutsche Reich ein wichtiges Kriegsgut, da man aus Polyamidfasern Fallschirme und andere hochfeste Ausrüstungsgegenstände herste llen konnte, die zuvor nur aus japanischer Seide hergestellt werden konnten. 1)

1) Alexander Stirn, Süddeutsche Ze itung 29.01.2008, Süddeutscher Verlag...