Anorganisch-Chemisches Fortgeschri2enenprak5kum für Lehramtskandidaten (ACLA2P)
Thénards-Blau
CoAl2O4
Protokoll von ansch
Serena Hedrich
Sommersemester 2023
Studiengang: Bachelor of Educa5on Chemie
Betreuer: m
Fabian Grahlow
Abgabe: 11.08.2023
, -
Serena Hedrich Thénards-Blau AC-F
1. Einleitung
Mo=va=on
Thénards-Blau ist ein sehr intensives Farbpigment, welches überwiegend für die Färbung von
Keramiken, Kacheln, Glas und ähnlichem zum Einsatz kommt.
Theorie des Versuchs
Ziel des Versuchs ist es das Farbpigment Thénards Blau (CoAl2O4) herzustellen. Hierbei handelt es sich
um einen Spinell. Spinelle sind Verbindungen mit dem Typ AB2X4. A und B sind dabei Metallka5onen
und X meist ein Sauerstoff- oder Schwefelanion. Es wird zwischen normalen und inversen Spinellen
unterschieden. Normale Spinelle bestehen aus Anionen mit einer kubisch-dichtesten Kugelpackung.
Außerdem besetzt das größere der beiden Ka5onen (A) ein Achtel der Tetraederlücken (es gibt 2n
Lücken bei n Kugelpackungsatomen) und das kleinere der beiden Ka5onen (B) besetzt die Häl\e der
Oktaederlücken (gibt es n mal). Im Gegensatz dazu, bei den inversen Spinellen, besetzen 50% der
Ka5onen B ein Achtel der Tetraederlücken und alle Ka5onen A und die anderen 50% der Ka5onen B die
Oktaederlücken.
Beispiele für Ka5on A könnten sein: Mg < Cr < Mn < Fe < Co < Ni < Cu < Zn < Cd < Sn.
Beispiele für Ka5on B könnten sein: Al < Ga < In < Ti < V < Cr < Mn < Fe < Co < Ni.
Spinellstruktur:
Abbildung 1: Spinellstruktur[1]
Schaut man sich nun den räumlichen Bau der Spinellstruktur an, so werden ersteinmal die Ecken und
die Flächenmi2en eines Würfels mit Oxidionen besetzt (weiße/farblose Kugeln). Somit enthält die
Elementarzelle nun 8x1/8+6*1/2 = 4 Oxidionen. Betrachtet man die Flächenmi2en als Eckpunkte,
befindet sich in der Mi2e des Würfels eine vollständige Oktaederlücke. Alle anderen sind nur zu einem
Viertel in der Zelle (blau markiert). Daraus folgt 1+12*1/4 = 4, was wiederum den geforderten 4 bei
2
Thénards-Blau
CoAl2O4
Protokoll von ansch
Serena Hedrich
Sommersemester 2023
Studiengang: Bachelor of Educa5on Chemie
Betreuer: m
Fabian Grahlow
Abgabe: 11.08.2023
, -
Serena Hedrich Thénards-Blau AC-F
1. Einleitung
Mo=va=on
Thénards-Blau ist ein sehr intensives Farbpigment, welches überwiegend für die Färbung von
Keramiken, Kacheln, Glas und ähnlichem zum Einsatz kommt.
Theorie des Versuchs
Ziel des Versuchs ist es das Farbpigment Thénards Blau (CoAl2O4) herzustellen. Hierbei handelt es sich
um einen Spinell. Spinelle sind Verbindungen mit dem Typ AB2X4. A und B sind dabei Metallka5onen
und X meist ein Sauerstoff- oder Schwefelanion. Es wird zwischen normalen und inversen Spinellen
unterschieden. Normale Spinelle bestehen aus Anionen mit einer kubisch-dichtesten Kugelpackung.
Außerdem besetzt das größere der beiden Ka5onen (A) ein Achtel der Tetraederlücken (es gibt 2n
Lücken bei n Kugelpackungsatomen) und das kleinere der beiden Ka5onen (B) besetzt die Häl\e der
Oktaederlücken (gibt es n mal). Im Gegensatz dazu, bei den inversen Spinellen, besetzen 50% der
Ka5onen B ein Achtel der Tetraederlücken und alle Ka5onen A und die anderen 50% der Ka5onen B die
Oktaederlücken.
Beispiele für Ka5on A könnten sein: Mg < Cr < Mn < Fe < Co < Ni < Cu < Zn < Cd < Sn.
Beispiele für Ka5on B könnten sein: Al < Ga < In < Ti < V < Cr < Mn < Fe < Co < Ni.
Spinellstruktur:
Abbildung 1: Spinellstruktur[1]
Schaut man sich nun den räumlichen Bau der Spinellstruktur an, so werden ersteinmal die Ecken und
die Flächenmi2en eines Würfels mit Oxidionen besetzt (weiße/farblose Kugeln). Somit enthält die
Elementarzelle nun 8x1/8+6*1/2 = 4 Oxidionen. Betrachtet man die Flächenmi2en als Eckpunkte,
befindet sich in der Mi2e des Würfels eine vollständige Oktaederlücke. Alle anderen sind nur zu einem
Viertel in der Zelle (blau markiert). Daraus folgt 1+12*1/4 = 4, was wiederum den geforderten 4 bei
2
