Gaschromatographische Analyse und Trennung geradkettiger isomerer Halogenkohlenwasserstoffe

Abstract

Blitzlichtlampen sollen wahrend einiger Millisekunden eine moglichst groBe Lichtmenge ausstrahleii; die Farbtemperatur des Blitzes sol1 dem Tageslicht (d. h. der Farbtemperatur des schwarzen Korpers bei 6000 bis 6500 OK) moglichst entsprechen, und dieLamprn sollen klein, handlichundsichersein. Zu diesem Zweck wird in den ublichen Verbrennungsblitzlampen Zirkonium als feine Wolle mit Sauerstoff verbrannt. Im Prinzip ist eine Verbrennungsblitzlanipe ein thermischer Strahler: Die ReaktionswLrnie erhitzt die zu verbrennende oder bereits verbrannte Substanz und bringt sie zum Strahlen. Die Emission sichtbarer Strahlung nimmt rnit steigender Temperatur stark zu. Die Verbrennung muB also moglichst vie1 Warme pro umgesetzter Stoffmcnge liefern. Djese Wirnie ist fiir viele Reaktionen (Beispiele in Tabelle 1) bei 25 "C und 1 atm gleich dem negativen Wert der Bildungsenthalpie AH der gebildeten Verbindung. Chlor-n-Brom-n-Chlor-nheptane heptane octane Isomeren ____ X-R 1 tdr 1) j tdr 9. 1 tdr 9. b i n 1 [%I [mini [%I [ n h l 1x1 Tabelle 1. Bildungsenthalpien AH [kcal/Moll bei 1 atm und 25 "C. Reaktion I AH Brom-n-Chlor-noctane decane tdr 9 1 tdr 9. [mini [%I b i n 1 [%I Hz + 0,5 0 2 + HzO H z t Fz -2 H F Be + 0,5 0 2 -B e 0 B e + Fz +BeFz Zr+ 0 2 -ZrOz Z r + 2Fz +ZrF4 S i + 0 2 -SiOz Sif 2 Fz +SiF4 2 0 2 + 2 Zr 2 N F , + 1.5 Zr + 1,5 ZrF4 t N2 2 OF2 t 2 Zr + 2 ZrOz + ZrF4 --f ZrF4 I-ZrOz 2 Fz + Zr -58 -128 -146 --227 -258 -457 -205 -370 -516 -457 -630 -729 Die wichtigsten Ergebnisse der Experimente mit Fluoi-Reaktionen in Blitzlichtlampen lassen sich wie folgt zusammenfassen : 1. Sowohl Fluor als auch einige Fluorverbindungen (z. B. NF3 und OF?) liefern bei der Reaktion mit feinverteilten Metallen (z. B. Zr) Licht. 2. Die Farbtemperaturen des bei Fluor-Reaktionen emittierten Lichtes sind bis zu 20 % hoher als bei analogen Sauerstoff-Reaktionen. 3. Die auf gleiche Stoffumsatze bezogenen Lichtmengen sind bis zu 50 grof3er als bei Verbrennungen rnit Sauerstoff. Bei der Chlorierung und Bromierung hohermolekularer gerddkettiger Paraffinkohlenwasserstoffe rnit speziellen Chlorierungs-bzw. Bromierungsagentien, z. B. N-Chlor-bzw. N-Bromsuccinimid, tert.Butylhypcchlorit bzw. -bromit [I] konnten die isomeren Chloride des n-Heptans, n-Qctans, n-Decans und die isomeren Bromide des n-Heptans und n-Octans gaschromatographisch mit einer Ucon LB 550 X-Golaysauie (200 m ; Innendurchmesser: 0,5 mm) cluantitativ getrennt werden. Renutzt wurde ein Kapillarchromatograph eigener Konstruktion mit einem Flammenionisationsdetektor. Als Tragergas diente Helium (4,5 nl/min). Die Temperaturen sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1. Temperaturen des Verdampfers, der Saule und des Detektors fur die einzelnen Isomerengemische. Die bei einer Verbrennung erreichbare Temperatur wird LI. a. durch die Dissoziation derverbrennungsprodukte beschrankt. Um hohe Temperaturen zu erreichen, mussen die bei der Verbrennung gebildeten Verbindungen moglichst stabil sein; die Stabititsit wird u. a. durch die freie Bildungsenthalpie hG (siehe Tabelle 2) bestinimt. Tabelle ...