Lösungen zu den Klausuraufgaben des Jahres 1998

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Einstufung des krebserzeugenden Potentials:

Kategorie	1:		Stoffe, die beim Menschen bekanntermaßen krebserzeugend wirken. (1 P)
Kategorie	2:		Stoffe, die als krebserzeugend für den Menschen angesehen werden sollten. Die Annahme beruht i.a. auf Tierversuchen oder sonstigen relevanten Informationen. (1 P)
Kategorie	3:		Stoffe, die möglicherweise krebserzeugend für den Menschen sind. Das Datenmaterial reicht aber derzeit nicht aus, um die Stoffe in Gruppe 2 einzustufen. (1 P)

Stoffe der Gruppen 1 und 2 sind mit Warnsymbol "T" zu kennzeichnen. (1 P)

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1. Gefäße dürfen nicht fest verschlossen werden, da durch entwickeltes Wasserstoffgas Bersten des Gefäßes möglich ist.
   Punkt für Stichwort: Nicht fest verschließen

2. Gefäße sind dennoch so zu verschließen, daß das Eindringen von Wasser (durch Spritzer o.ä.) ausgeschlossen ist. Die nach oben zeigende Öffnung muß also abgedeckt werden. Bei Schliffgeräten verwendet man am besten ein nach unten abgeknicktes Trockenrohr.
   Punkt für Stichwort: Eindringen von Wasser verhindern.

Eine skizzierte Apparatur muß den genannten Anforderungen gerecht werden.

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Peroxidbildung verhindern:

1. Lagerzeiten kurz halten

2. Lichteinfall vermeiden

3. Erhitzen vermeiden

4. Flasche dicht verschlossen halten

5. Aufbewahren über Kaliumhydroxid

Für jede richtige Nennung 1 Punkt; max. 2 Punkte

Peroxide vernichten/abtrennen:

1. Ausschütteln mit Reduktionsmittel (Eisen(II)sulfatlösung), wäßrige Phase abtrennen und Ether trocknen.

2. Chromatografie an Aluminiumoxid

1 Punkt für eine richtige Nennung

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pH-Papier anfeuchten (1 Punkt)

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a) Anfeuchten (am besten mit Wasser oder Glycerin. Wenn Fett verwendet wird, springt der Schlauch auch leicht wieder ab!) (1 Punkt)

b) in warmes Wasser tauchen. Das PVC wird dadurch weich und geschmeidig. Kaltes Wasser bringt hier nichts. Auch möglich, aber etwas heikler ist das Anfeuchten mit Lösungsmitteln: Durch Eintauchen in z.B. Aceton wird das PVC etwas angelöst und dadurch ebenfalls kurzzeitig geschmeidig und erhält zudem eine gleitfähige Oberfläche. Es ist zu bedenken, daß Lösungsmittel grundsätzlich die Materialeigenschaften ändern können, indem sie z.B. die Weichmacher herauslösen. Der Kunststoff verhärtet dadurch. Das darüber hinaus Lösungsmittel mit unvertretbarem Gefahrenpotential nicht in Frage kommen versteht sich von selbst. (1 Punkt für eine richtige Nennung.)

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Dioxan:

gesundheitsschädlich	Diese Eigenschaft ist aus der Struktur nicht ableitbar. Es gibt daher ½ Punkt, egal, ob hier ein Kreuz gesetzt worden ist oder nicht.
nicht reizend oder ätzend	Die Substanz ist ein Ether. Diese haben i.a. nicht diese Eigenschaften.
leicht entzündlich	In Verbindung mit dem angegebenen Siedepunkt läßt sich das analog zu strukturähnlichen prominenten Substanzen schlußfolgern, z.B. Diethylether, Tetrahydrofuran.
Bildet Peroxide	Das tun ALLE unverzweigten Ether, also auch das Dioxan.

Fumarsäuredinitril

giftig (beim Verschlucken)	Alle Nitrile bergen die Gefahr einer Blausäureabspaltung. Die Wirkung entspricht denn auch einer Blausäurevergiftung, allerdings ist vor Ausbildung der Symptome meist eine Latenzphase zu beobachten, weil die Freisetzung des Cyanids im Körper einige Zeit in Anspruch nimmt.
nicht entzündlich	Auch Fumarsäure selbst ist nicht leicht entzündlich. Dazu ist das Molekül schon zu sauerstoffreich.
nicht reizend, nicht ätzend	Mit diesen Eigenschaften wäre bei der Fumarsäure selbst zu rechnen.
Bildet keine Peroxide	Das tun nur Ether oder Olefine.

Dicyclohexylamin

Kein Giftpotential	Bei "Standardaminen" steht das reizende bis ätzende Potential im Vordergrund.
Nicht leicht entzündlich	Bei einem Siedepunkt von 256 °C ist mit der Bildung leicht entzündlicher Dämpfe nicht zu rechnen. Kleinere Moleküle, z.B. Diethylamin sind dagegen sehr wohl noch leichtentzündlich.
Ätzend	Die Substanz kann in diesem Zusammenhang als Ammoniak-Analogon aufgefaßt werden. Die Cyclohexylsubstituenten verstärken durch +I-Effekt die Basizität des Stickstoffs. Starke Basen sind bekanntlich ätzend.
Bildet keine Peroxide	Das tun nur Ether oder Olefine.

Harnstoff

ist kein Gefahrstoff

Schon der Name sagt, daß es sich um ein "Naturprodukt" handelt. Harnstoff ist das Diamid der Kohlensäure. Letztere erfreut sich großer Beliebtheit als Getränkezusatz. Carbonsäureamide sind bis auf einige ausgewählte Vertreter (z.B. Formamid) nicht toxisch. Da der Kohlenstoff hier bereits in der Oxidationsstufe +3 vorliegt, wäre die Unterstellung einer leichten Entzündbarkeit geradezu absurd. Außerdem ist die Substanz fest. Amide verhalten sich pH-neutral, so daß auch eine ätzende Wirkung nicht vorliegt. Zwar gibt es auch andere Gründe für ein ätzendes oder reizendes Potential, jedoch setzen diese immer eine bestimmte Reaktionsbereitschaft voraus. Amide sind jedoch generell äußerst träge, was in dem mesomeren Wechselspiel zwischen dem Carbonylsauerstoff und dem Amidstickstoff begründet ist. Natürlich ist deshalb auch nicht mit einer Peroxidbildung zu rechnen.

Jedes richtig angekreuzte bzw. freigelassene Feld = ½ Punkt
Jedes falsch angekreuzte bzw. freigelassene Feld = ½ Punkt Abzug (Summe der Punkte aber nicht kleiner als "0")

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68

giftig	toxic
krebserzeugend	carcinogenic
erbgutverändernd	mutagenic
fortpflanzungsgefährdend	teratogenic

1 Punkt für jede richtige Antwort / 1 point for every correct answer

Hinweis: Für das akut toxische Potential gibt es die Abstufung "giftig" / "sehr giftig", für alle anderen die Abstufungen 1="Beim Menschen sicher wirksam" und 2="Wahrscheinlich auch beim Menschen wirksam."

Advice: Gradations for the toxic potential are "Toxic" and "Highly Toxic". For all other types gradations are 1="Active for human beeings" and 2="Probably active for human beeings"

Eine exakte Information über die vorliegende Gefährdung liefern die R-Sätze (1 Punkt)

Exact information about the hazardous potential is given by the R-phrases. (1 point)

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1. Sicherheitswaschflaschen fehlen. Bei einem Zurücksteigen gelangt sowohl die Reaktionsmischung in die Schwefelsäure als auch die Schwefelsäure in die Stahlflasche.
   Safety flasks are missing. If the gas flow is reversed, the reaction mixture gets into the acid and the acid gets into the gas supply bomb.
2. Die Gaseinleitung erfolgt durch eine Kapillare. Bei stärkerem Gasstrom gerät dadurch die Zuleitung unter Druck. Außerdem kann die Kapillare leicht verstopfen. Auch dann gerät die Zuleitung unter Druck.
   A capillary tube is used as gas supply. If the gas flow is forced the supply line may get high pressure. Additionally the capillary tube may get tamped. This also causes a high pressure in the supply line.
3. Das eingeleitete Gas kann aus der Apparatur nicht entweichen. Es fehlt die "Öffnung nach draußen".
   The gas flow cannot escape from the apparatus. An opening is missing.
4. Ethanol befindet sich bei 60 °C schon relativ dicht am Siedepunkt. Das durch die Apparatur hindurchzuleitende Inertgas wird deshalb erhebliche Mengen Ethanol aufnehmen. Die "Öffnung nach draußen" muß daher über einen Dimroth-Kühler erfolgen.
   At a temperature of 60 °C ethanol is quite close to its boiling point. Therefore the gas which has to be passed through the apparatus will pick up considerable amounts of ethanol. So the outlet has to be prepared using a dimroth condenser.
5. Das Thermometer hat eine zu kurze Eintauchtiefe und mißt deshalb nicht die korrekte Temperatur.
   The thermometer has a stem length which is too short and therefore does not measure the correct temperatur.
6. Das Heizbad ist nicht absenkbar, weil die Hebebühne fehlt. Bei einer Überhitzung kann die Heizung daher nicht augenblicklich entfernt werden.
   The heating bath cannot be lowered, because a lifting platform is missing. Therefore the heating power cannot be removed at onces when the mixture is overheated.
7. Die Stickstoffzuleitung muß eine Überdrucksicherung haben. Thematisch gehört das eher zum sicheren Betrieb der Stickstoffquelle und wird daher hier nicht verlangt. Aber gut: Wer hier das Überdruckventil vermißt, kann meinetwegen einen extra Punkt bekommen.
   The nitrogen supply line must be secured against overpressure (e.g. a relief valve). This rather belongs to safe operation of the nitrogen source and is therefore not asked here. But OK: If you have missed a measure against overpressure, I don’t mind if you get an extra point for this.

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Tetrachlormethan / tetrachloro methane

giftig / toxic Tetrachlormethan ist das prominenteste Beispiel für einen giftigen Chlorkohlenwasserstoff. Tetrachloro methane is the best known example for toxic halogenated hydrocarbons.

nicht entzündlich / not inflammable Tetrachlormethan ist früher als Feuerlöschmittel verwendet worden. Tetrachloro methane has been used as a fire extinguishing agent.

nicht reizend, nicht ätzend / not irritant, not corrosive Halogenkohlenwasserstoffe haben i.a. nicht diese Eigenschaften. Halogenated hydrocarbons normally do not have such properties.

bildet keine Peroxide / does not give peroxides Das tun nur Ether oder Olefine. Peroxides are only formed by ethers or olefins.

Buttersäureanhydrid / butyric anhydride

kein Giftpotential / not harmful Die sich von den n-Alkanen ableitenden Carbonsäuren sind nicht toxisch. Carboxylic acids derived from n-alkanes are not harmful.

nicht leicht entzündlich / not highly flammable Bei einem Siedepunkt von 195 °C ist mit der Bildung leicht entzündlicher Dämpfe nicht zu rechnen. With a boiling point of 195 °C evolution of highly flammable vapors is not expected.

ätzend / corrosive Niedere Carbonsäuren sind ätzend, die jeweiligen Anhydride ätzen ebenfalls. Carboxylic acids of lower mw are all corrosive. So are their anhydrides.

bildet keine Peroxide / does not give peroxides Das tun nur Ether oder Olefine. Peroxides are only formed by ethers or olefins.

Stearinsäure / stearic acid

ist kein Gefahrstoff. Durch die lange Kohlenwasserstoffkette ist die Wasserlöslichkeit so gering, daß die Carbonsäuregruppe keine pH-Verschiebung mehr verursacht.
Stearic acid is not a hazardous substance. Because of the long hydrocarbon chain the water solubility is so poor, that the carboxylic acid group does not change the pH-value any more.

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• Es liegt für den Stoff keine "offizielle Einstufung" vor. (Es handelt sich um eine sogenannte Selbsteinstufung) Zwei Anbieter sind dabei zu verschiedenen Resultaten gekommen.
• Stoff ist "offiziell eingestuft" (sog. Legaleinstufung / § 4a GefStoffV). Die Einstufung hat sich aber geändert. (Das kann z.B. an neuen Erkenntnissen über das Gefahrenpotential liegen.) Beide Etiketten sind dann unterschiedlich aktuell.
• Stoff ist legal eingestuft, aber der Anbieter hält sich nicht daran. (Solche Eigenmächtigkeiten sind leider nicht so ganz selten.)

Die unterstrichenen Stellen sind die Kernaussagen, für die es die Punkte gibt.

• Compound has no "official classification". This means that the distributors have to classify this compound themselves. So two different distributers may have got different results.
• Compound has an "official classification". (So called "Legaleinstufung" acc. to § 4a GefStoffV) In the meantime the classification has changed. (This may happen when new informations about the hazardous potential are available.) So, one label is an old one and the other is the current one.
• Compound has an "official classification", but the distributor does not care about this. (Unfortunately such high-handedness sometimes happens.)

The underlined parts of the text are the essentials for which the points are given.

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½ Punkt für jede richtige Zeile. / ½ point per every correct row.

• Eine ölige Suspension kann kaum inhaliert werden.
  An oily suspension cannot be inhalated.
• Wasserstoff ist nicht giftig.
  Hydrogene is not toxic.
• Keine spontane Reaktion mit Luft.
  No spontaneous rection with air.
• Reagiert heftig mit Wasser oder Oxidationsmitteln.
  Reacts vigorously with water or oxidizing agents.
• Wenn eine Reaktion zu beobachten ist, handelt es sich um eine Wasserstoffentwicklung. Dieser kann auch an entfernten Zündquellen zünden.
  If a reaction occurs, this means that hydrogen is liberated. This gas may be ignited even by sources standing away.

Beseitigung / disposal

• Mit Spatel oder Spachtel zusammenkratzen und aufnehmen. Kein Zellstoff oder Bindemittel verwenden. (1 Punkt)
  Scratch it together and remov it with a spatula or a scraper. Do not use cellulose or binding agents. (1 point)
• Mit Alkohol vorsichtig desaktivieren. Manchmal wird von brennbaren Lösungsmitteln wegen der Zündgefahr abgeraten und statt dessen Wasser (!) oder besser konz. Magnesiumsulfatlösung empfohlen, in das sehr langsam portionsweise einzutragen ist. In jedem Fall muß die Reaktion inklusive der Wasserstoffentwicklung beherrschbar bleiben. (Einen Punkt gibt es für Desaktivierung mit einem protonenspendenden Lösungsmittel.)
  Carefully deactivate with alcohol. Sometimes it is said, that inflammable solvents are not suitable because of the hazard of ignition. Water (!) or even better conc. magnesium sulfate solution should be used instead, into which the coumpound has to be slowly added in portions. In any way the reaction has to be kept under control including the liberating of hydrogen. (One point is given for desactivation with any hydrogen donating solvent.)

Der Fußboden muß hinterher natürlich noch mit Wasser nachgereinigt werden - aber das war hier nicht gefragt.
Of course, the floor has afterwards to be cleaned with water - but this was not asked here.

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