Hallo liebe Chemiker, ich hab da mal 'ne Frage...
Nehmen wir mal an, ich möchte ein Schmelzpräparat für Mikrokristalle anfertigen. Dann erhitze ich die Substanz bis etwas über den Schmelzpunkt, gebe ein Deckglas darauf (oder nicht) und lasse den Objektträger abkühlen. Normal. Eventuell lege ich das Deckglas auch schon vor dem Schmelzen auf die Krümel oder das Pulver.
Wenn ich ein Gemisch zweier Substanzen schmelzen möchte, mache ich das so, dass ich die beiden Substanzen für eine gute Durchmischung gemeinsam in einem geeigneten Lösungsmittel auflöse und auf einem Objektträger eintrocknen lasse. Dann ein Deckglas darauf, erhitzen, jetzt bis zur höheren Schmelztemperatur der beiden Substanzen, und den Objektträger abkühlen lassen.
Beispiel: Paracetamol (169 °C) und Bernsteinsäure ( 185–190 °C).
Das funktioniert gut, hier ein Bild:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/318844_19575591.jpg)
Nun zu meiner Frage:
Was mache ich, wenn eine der beiden Substanzen einen Schmelzpunkt hat, der deutlich über der Zersetzungstemperatur der anderen Substanz liegt?
Normalerweise hätte ich gesagt, dann lass ich es! Nun gibt es aber viele Bilder im Netz, die genau solche Mikrokristalle zeigen. Da ist z.B. Paracetamol (169 °C) und Harnstoff (Schmelzpunkt 133 °C, wo auch die Zersetzung beginnt).
Kann das klappen? Ich habe es versucht. Na ja, Kristalle gibt es immer:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/318844_41962596.jpg)
Typisch für diese Kombination scheinen die vielen kleine ,,Striche" zu sein. Ansonsten würde ich sagen, sieht zu 90% aus wie Paracetamol.
Hier zwei Aufnahmen dieser ,,Striche" (Bildbreite 0,65 mm bzw. 0,25 mm)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/318844_42119052.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/318844_43527150.jpg)
Wenn die Schmelzpunkte relativ dicht beieinander liegen, könnte man schon Versuche machen, denn die Zersetzung erfolgt meist nicht schlagartig, so dass man mit dem Temperaturverlauf ein wenig jonglieren kann. Aber sind die entstehenden Kristalle, auch die, die ich erwarte? Also aus beiden Substanzen bestehend? Und was passiert, wenn die Temperaturen weit auseinander liegen, wie im vorliegenden Beispiel? Und natürlich gibt es noch die Möglichkeit, dass die beiden Substanzen oder die Zersetzungsprodukte miteinander reagieren.
Kann jemand, zu dem Beispiel Paracetamol/Harnstoff sagen, was da passiert? Was sind das für "Striche"/Muster?
Oder kann jemand gar ein paar Tipps für ein sinnvolles Vorgehen bei solchen Gemischen geben?
Natürlich dürfen auch Physiker oder andere Wissende antworten! :)
Viele Grüße
Michael
Hallo Michael,
eindrucksvolle Bilder!
Bzgl. Mischungen: Bei 2-Komponenten-Gemischen kann es zur Bildung eines sogenannten Eutektikums kommen. Das ist eine Phasenzusammensetzung, deren Schmelzpunkt unterhalb der Schmelzpunkte der beiden Komponenten (in Deinem Fall Paracetamol und Bernsteinsäure) liegt. Bei der Erstarrung der eutektischen Mischung kann es zu solchen Mustern kommen, die Du zeigst. Das könnte also Deine Aufnahmen erklären.
LG
Jürgen
Hallo Michael,
ich schließe mich meinem "Vorschreiber" an, wirklich eindrucksvolle Bilder. Zur Schmelzpunkterniedrigung (bis hin zum Eutektikum) hat ja Jürgen schon im wesentlichen alles gesagt.
Vielleicht noch einige Bemerkungen zur Präparation von binären oder anderen Gemischen. Zur Lösungsmitteltechnik sei gesagt, das kann funktionieren, das du mit dem Lösen und Trocknen letztendlich eine mehr oder minder eine Einzelphase erhältst. Es gibt aber auch genug Beispiele bei denen die Phasen am Ende wieder getrennt vorliegen. Dann hast du u.U. nichts gewonnen. Eher Zeitverlust, verbliebene Reste von LM, schwer flüchtige Verunreinigungen aus dem LM, Modifikationsänderungen etc.
Vielleicht folgende Vorschläge:
1) Gemenge bzw. Gemisch fein im Mörser pulverisieren (vielleicht sogar einen kleinen Achat-Mörser benutzen, anstatt eines porzellanbasierten Mörsers) und dann auf den Heiztisch
2) die niedrig schmelzende Substanz aufschmelzen und die höher schmelzende Substanz in kleinen Portionen zugeben (also Auflösen der 2. Substanz in der Schmelze)
Viele Grüße aus Berlin
Michael
Lieber Michael,
Deine Frage kann man nicht allgemeingültig beantworten. Es hängt davon ab, ob es eine vollständige Mischbarkeit zwischen den beiden Endgliedern (Phasen) gibt oder keine Mischbarkeit (dann kann sich ein Eutektikum bilden wie von Jürgen beschrieben), oder ob es sogar intermediäre Verbindungen zwischen den beiden Phasen gibt. Die Verhältnisse können dann sehr komplex werden. Dazu findest Du Beispiele im Netz unter dem Suchbegriff "binäre Phasendiagramme". Bei Dreistoff-Systemen oder noch mehr Phasen wird es entsprechnd schwieriger.
Herzliche Grüße,
Olaf
Na. da heben wir wohl fast gleichzeitig geantwortet ;D
Hallo Olaf,
ja, sieht wohl so aus. Auf der anderen Seite stimmt dann die Priorität, erst die Chemiker und dann andere Fachkundige (wie vom Fragenden "gefordert")... ;) Wenn ich auch eher der Meinung bin, dass hier die Physiker ran müssten...
Und deinen Hinweis zu den Phasendiagrammen finde ich ausgezeichnet, da könnte man für recht bekannte Stoffe doch durchaus fündig werden.
Herzliche Grüße aus Berlin
Michael
PS: erfreulich, dass du Olaf heißt, noch ein Michael und die Verwirrung wäre u.U. perfekt :)
Hallo,
im einfachsten Fall ist es so, dass sich das Paracetamol im geschmolzenen Harnstoff auflöst und beim Abkühlen daraus wieder ausscheidet.
Viele Grüsse
Florian
Lieber Michael,
ZitatWenn ich auch eher der Meinung bin, dass hier die Physiker ran müssten...
... na ja, das Ganze ist physikalische Chemie, und da kommt jeder zu seinem Recht (bzw. ist in der Pflicht ;D).
Herzliche Grüße,
Olaf
Hallo Jürgen, Michael, Olaf und Florian,
also, solange sich keine Astrologen melden... :)
Habt vielen Dank für eure Antworten. Das hat mir sehr geholfen.
@Olaf - Ich habe gleich nach "binäre Phasendiagramme" gegoogelt und dann nach "Phasendiagramm und Harnstoff". Volltreffer auf der Seite von : Hans-Dieter Schenckenberg (https://mikrokristalle.com/tag/harnstoff).
@Michael (MiR) - Bevor ich mit Lösungen angefangen habe, hatte ich auch versucht, die Substanzen im Mörser zu feinem Pulver zu zerreiben. Aber mein Mörser ist wohl eher für Gewürze und so gedacht. Meine Milligramm-Mengen habe ich in die Wand und den Pistill gerieben und dann waren sie praktisch weg...
Von Achat-Mörsern hatte ich bis eben noch nichts gehört. Muss ich mal schauen. Dann versuche ich das so, wie du vorgeschlagen hast. Bin schon gespannt.
Herzliche Grüße
Michael
Hallo,
+1 für den Achatmörser-Vorschlag. Unbezahlbar die Dinger, aber Du brauchst einen winzigen, die sind bezahlbar. Kauf nur nicht billig, die haben schnell Risse, dann sind sie natürlich unbrauchbar. Ein heiler geht aber nicht kaputt.
vlg
Timm
Hallo Timm,
danke für die Hinweise!
Ich habe schon mal geschaut, bin aber noch nicht wirklich fündig geworden. Hast du einen Tipp, wo ich solch einen Achat-Mörser herbekommen könnte, der für diese Zwecke geeignet und nicht nur zur Deko gedacht ist?
Viele Grüße
Michael
Ich bin zwar nicht Timm aber kaufen würde ich so einen Achat-Mörser bei ebay oder im Reich der Mitte.
Mikrogrüße
Peter
Hallo Peter,
na ja, Timm hatte ja auf schon auf mögliche Qualitätsprobleme hingewiesen. Ob da China eine gute Idee ist?
Ich habe aber gerade mit der Fa. Lemke-Laborbedarf telefoniert. Die stellen diese Mörser selbst in Deutschland her und haben mich auch auf Unterschiede zwischen 1. und 2. Wahl hingewiesen (Risse).
Jedenfalls ist nun schon ein Achat-Mörser (Durchmesser 30 mm) auf dem Weg zu mir.
Beste Grüße
Michael
Lieber Michael,
30 mm ist eine gute Wahl. Wenn Du ihn denn hast kann ich Dir ein paar Tipps geben wie man darin auch spröde Substanzen ohne zu großen Verlust durch Wegspritzen zerreiben kann und das Mahlgut verlustarm gewinnt.
Herzliche Grüße, Olaf
Lieber Olaf,
suuper. Ich melde mich, sobald der Bottich da ist. Danke für das Angebot!
Liebe Grüße
Michael
Hallo Michael,
bei den doch eher weichen Substanzen, die Michael mörsen will muß es ja nicht unbedingt ein teurer Achatmörser sein, da tut es auch ein billiger aus Aluminumoxidkeramik wie er heutzutage in den meisten Küchen steht.
Im übrigen haben Chemiker fast immer mehr Wissen in physikalischer Chemie als Physiker. Insofern war die Frage schon besser an die Chemiker gestellt.
Interessant wäre bei deinen Proben mal eine Elementverteilungsanalyse mit EDX im Rasterelektronenmikroskop, dann könnte man etwas besser über die einzelnen Phasen spekulieren.
Wenn du mir eine nicht eingedeckelte Probe zuschickst kann ich das gelegentlich mal machen. Ich wollte eh etwas mehr am REM üben, damit da nichts einrostet.
viele Grüße
Wilfried
Hallo Wilfried,
mache ich. Hört sich interessant an. Ich melde mich per PN bei dir.
Beste Grüße
Michael
Hallo,
Zitat von: witweb in Februar 02, 2022, 11:59:42 VORMITTAG
Lemke-Laborbedarf
ich bin mir nicht ganz sicher, aber ich bilde mir ein, schon im Studium einen Mörser dieser Firma verwendet zu haben.
So ein kleiner ist ganz sicher eine Investition, an der Du viel Freude haben wirst, da bin ich sicher! Bin gespannt auf Deine Berichte.
Im Studium haben ich es immer sehr gemocht, wenn man mal den Achatmörser oder das Mikroskop brauchte. Ich fürchte fast, dass es beides heute nicht mehr gibt (im Chemiestudium) :-)
vlg
Timm
Hallo Timm,
da bin ich ja richtig gespannt. Ich habe zwar auch ein paar kleinere Mörser, aber das sind welche, die ich für wenig Geld irgendwo mal mitbestellt hatte. Is nix für meine kleinen Mengen und das gewünschte feinste Ergebnis.
Das ich mich mal auf einen Mörser freue, hätte ich auch nicht gedacht! :)
Liebe Grüße
Michael
Hallo Michael,
ich glaube das war doch eher ein Schnellschuss von mir ohne genauer nachzudenken.
Das sind ja beides organische Kristalle, die sich ja nur in der Summenformel und der Strukturformel unterscheiden, aber in beiden kommen ja hauptsächlich die Elemente Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff vor. Und nur im Paraceptamol gibt es noch ein Stickstoffatom zur Unterscheidung.
Mit EDX wird man in beiden Phasen haupsächlich Kohlenstoff und Sauerstoff sehen (Wasserstoff ist mit EDX nicht nachweisbar) und ob das eine Stickstoffatom pro Molekül ausreicht um die beiden Phasen zu identifizieren glaube ich nach meiner bisherigen Erfahrung eher weniger.
Da müssen wir wahrscheinlich noch warten bis unser neues FIB-REM mit Sekundärionenmassenspektrometer da ist.
Da kann man dann nicht nur Elemente sondern zumindest auch Molekülbruchstücke nachweisen. Dafür wäre die Probe sicher ein gutes Übungsobjekt.
Aber schick mir einfach mal eine Probe zu, dann kann ich wenigstens mal schauen ob die organischen Kristalle unterm Elektronenstrahl stabil sind. Und vielleicht sieht man ja schon was interessantes.
viele Grüße
Wilfried
Hallo Wilfried,
Zitatdie Michael mörsen will muß es ja nicht unbedingt ein teurer Achatmörser sein, da tut es auch ein billiger aus Aluminumoxidkeramik wie er heutzutage in den meisten Küchen steht
Du kennst billige Al-oxid-Mörser und Pistille ? Hmm, da muß ich was falsch gemacht haben ... siehe -> https://www.msscientific.de/laborporzellan_pdfpreisliste.pdf, Seite 5
ZitatIm übrigen haben Chemiker fast immer mehr Wissen in physikalischer Chemie als Physiker.
Danke, für die Blumen ... hätte ich wohl doch noch ein Physikstudium anschließen sollen ;) Dann hätte ich vielleicht selber REM-Untersuchungen machen können!
Habe ich in den letzten Jahren sehr schätzen gelernt, um chemische Modifikation an Oberflächen charakterisieren zu können. Mein "eigenen" Möglichkeiten bestehen in der FTIR-Spektroskopie mit streifendem Einfall, selten von Erfolg gekrönt.
Hallo Timm,
ZitatIm Studium haben ich es immer sehr gemocht, wenn man mal den Achatmörser oder das Mikroskop brauchte.
Achatmörser im Studium, als Student, gar noch im Grundstudium ? Kaum zu glauben, welche Privatuniversität war das denn ? Ach ja, danke für die +1 ... :D
Hallo Michael,
hast du eine Ahnung wie dick deine Filme sind ? Falls es nur wenige Mikrometer sind, resp. der Extinktionskoeffizient nicht zu groß ist und die UV-Vis-Spektren der Substanzen sich (mehr oder minder signifikant) unterscheiden, wäre das auch eine Möglichkeit. Bräuchte man nur ein UV-Vis-Mikroskopspektrometer und die Präparation auf UV durchlässigem Material. Wahrscheinlich steht so ein Gerät bei dir gerade nicht (ungenutzt) rum ? ;D Ich habe leider keins mehr ... :'(
Viele Grüße aus Berlin
Michael (MiR)
Hallo Michael (MIR),
ich meinte natürlich die gewöhnlichen preisgünstigen Mörser aus Porzellan. Bei Aluminiumoxid kommt es natürlich drauf an wie rein es ist.
Offenbar ist das Aluminiumoxid der Mörser in deiner Liste sehr rein, vermutlich größer 99,7 % ohne Glasphase bei sehr hoher Temperatur gesintert (worauf die Temperaturfestigkeit von 1750 °C schließen lässt).
Dann ist natürlich kein großer preislicher Unterschied zum Achat Mörser mehr.
viele Grüße
Wilfried
Hallo,
@ Winfried - Ich schicke dir netxe Woche was. Vielleicht mixe ich noch etwas, was deinen Wünschen näher kommt.
@ Michael - An mein UV-Vis-Mikroskopspektrometer komme ich gerade nicht ran, hat mein Frau in der Waschküche als Türstopper im Einsatz. Scherz. Nee habe ich nicht und komme ich auch nicht ran.
Zu deiner Frage, die Schichten sind in diesem Fall, grob geschätzt 50 µm dick. Kann ich aus der Anzahl der Stackingschritte und der Schrittweite ermitteln. Aber die Schichten sind nicht überall gleich stark, sonst brauchte ich ja nicht zu stacken.
Viele Grüße
Michael
Hallo Michael,
man kann ja in der Tat nicht alles haben. Aber, du hast zwar kein Mikroskopspektrometer aber immerhin eine Waschküche, ich habe weder noch ... :'(
Ich dachte mir schon, dass es doch etwas dicker ist, da gibt es ganz schnell Probleme mit zu hoher Absorption. Auch die Bernsteinsäure (ich hatte mir die Struktur nicht angeschaut), hat wenig Erfreuliches zu bieten, um erfolgreich an der (nicht zu kurzwelligen) Absorption teilzunehmen.
Viele Grüße aus Berlin
Michael (MiR)
Hallo,
die Achatmörser-Firma, die hier genannt wurde, bietet gerade 2. Wahl bei Ebay für 10 EUR an. Habe mir einen gegönnt.
Carsten
Hallo,
@ Michael (MiR) - ich dachte, die UV-Vis-Mikroskopspektrometer könnten auch mit Auflicht arbeiten. Dann würde die Schichtdicke ja eigentlich keine Rolle spielen.
@ Carsten - ich hatte mit der Dame von Lemke-Laborbedarf telefoniert und mir den Unterschiede zwischen 1. und 2 Wahl erläutern lassen. Sie hat gesagt, dass die 2. Wahl für Arbeiten im Hobbybereich in Ordnung sei, für die Profis empfiehlt sie 1. Wahl. Unterschiede sind wohl kleinere Abplatzungen und Unebenheiten. Teile mit Rissen oder Ähnliches werden aber sofort aussortiert und kommen nicht in den Verkauf.
Beste Grüße
Michael
Hallo Michael,
ja, hatte ich gelesen. Wird für mich ausreichen.
Carsten
Hallo Michael (witweb),
Zitatich dachte, die UV-Vis-Mikroskopspektrometer könnten auch mit Auflicht arbeiten. Dann würde die Schichtdicke ja eigentlich keine Rolle spielen
Ja, da ist wohl etwas dran! Ist eben das Problem, wenn man hauptsächlich im Durchlicht arbeitet, sieht man die nächstliegende Lösung nicht.
Meine Erfahrungen mit UV-Vis-Auflicht-Mikroskopspektrometer-Messungen gehen nicht über die Analyse von Dünnschicht-Chromatographie-Folien hinaus.
Deshalb bin ich auch froh, hinsichtlich Auflicht lieber nichts erwähnt zu haben ...
Viele Grüße aus Berlin
Michael (MiR)
Hallo,
wir haben früher während meiner Diplom- und Doktorarbeit an der TUM die Mischung aus KBr und Analysensubstanz zur Herstellung von Kaliumbromid-Peßlingen für die IR-Spektroskopie immer in Achat-Reibschalen verrieben. Da diese eine polierte Oberfläche an der Schale und am Pistill haben, gab es damit nur sehr wenig Abrieb und praktisch keine Kontamination der Probe. Die Zerkleinerung und homogene Vermischung erfolgt fast nur durch reine Reibung und Quetschung zwischen den glatten Achat-Flächen. Eine kurzzeitige "Rationalisierungsmaßnahme" bestand darin, KBr und Substanz in einem kleinen Glasgefäß mit PE-Stopfen in einem hochfrequenten Schüttelgerät unter Zusatz von kleinen Glas- oder Stahlkügelchen homogen zu vermischen. Vermischung: Super, Aber: Durch Abrieb vom PE und vom Glas hatte man dann plötzlich Absorbtionsbanden von Kohlenwasserstoffen (CH-, CH2, CH3-Schwingungen) und von Silikaten und Boraten aus dem Glas im IR-Spektrum und bei Verwendung von Stahlkugeln hatte man zusätzlich eine Kontamination mit Eisenoxid oder/und -bromid.
Reibschalen aus Aluminiumoxid-Keramik (vulgo "Porzellan") sind fast immer absichtlich an Pistill und Schale rauh geschliffen. Sie erzeugen immer eine gewisse, wenn auch sehr minimale Kontamination mit Abrieb.
Der Abrieb der Mühlsteine, mit denen früher das Mehl gemahlen wurde, hat vor sehr sehr langer Zeit zu einem starken abrasiven Verschleiß der Gebisse unserer Vorfahren geführt.
Mahlen ohne Abrieb und Kontamination ist eine hohe Kunst (wenn nciht sogar unmöglich).
Viele Grüße, Jochen (Chemiker)
Für die Perkin-Elmer Schwingmühle gab es auch Achat-Mahlkapseln mit Achatkugeln. Damit gab es keine Artefakte in den Preßlingen. Manche Schlauberger bei den Kunden verzichteten auf die Evakuierung beim Pressen oder reinigten die Preßform nicht, die erhielten auch schöne Artefakte und Streulicht durch Luftblasen.
Die Schwingmühle hieß in "Fachkreisen" auch ON-1 (Onaniermaschine Nr. 1)
Pfui - Werner
Hallo Jochen,
was du da schreibst ist sehr interessant und für mich gut nachvollziehbar. Das heißt mit dem Achat-Mörser sollte das gut machbar sein. Wobei ich natürlich mit meinen Versuchen meilenweit von den Anforderungen, die du beschreibst entfernt bin. Ich werde berichten...
Bis dahin mal noch ein Bild von einem Schmelzpräparat, gerührt, aber nicht gerieben. ;)
@ Werner - da tun sich Abgründe auf... :o
Beste Grüße
Michael
Bild: Paracetamol und Harnstoff im polarisierten Licht, Schmelzpräparat, Bildbreite 1,1 mm
Hallo Werner,
ich glaube, das Gerät war tatsächlich von Perkin-Elmer, wie auch das uralte Prismenspektrometer Modell 21 mit LiF Prisma. Die Mahlgläschen hat man vom Glasbläser machen lassen, weil die Originale wohl zu teuer waren. Aber wie so oft "gut und billig gibts nicht".
Jochen
Schon da!
LG
Hallo,
zweite Wahl ist ja sogar recht preiswert, kannst Du durch aufmerksames betrachten feststellen, was zur 2. Wahl führt?
Ich finde diese Geräte ästhetisch extrem anregend. Man muss sich vorstellen, dass das Achat ist! Nicht irgendeine Pressmasse o.ä.
Vielleicht hole ich mir auch einen :-) auch wenn ich keinen brauche :-)
vlg
Timm
Hallo Jochen!
Das Modell 21 mit LiF-Prisma war schon ein Sondermodell, meist hatte es NaCl-Prismen.
Es ist schon erstaunlich, welche Sondermodelle in den 70ern am Markt waren. Da gab es z.B. welche mit ganzen zwei Stück in Deutschland, meist an den Unis, nicht in der Industrie. Deren Reparatur war entsprechend stressig, vor Allem, wenn der Professor Choleriker war...
Gruß - Werner
Hallo Timm,
ich hatte die 1. Wahl bestellt, weil die 2. Wahl in der Größe gerade nicht lieferbar war. Aber Carsten kann dir vielleicht in Kürze dazu etwas sagen.
Viele Grüße
Michael
Hallo Werner,
da hast Du absolut Recht. Das Modell 21 war eigentlich längst "veraltet", aber es hatte für uns einen ganz entscheidenden Vorteil: Es hatte über den ganzen Meßbereich keinen Gitter- und Maßstabswechsel. Fast alle Gittergeräte hatten bei 2000 cm-1 einen Gitter- und damit auch Maßstabswechsel. Wir haben mit diesem Veteranen Carbonylkomplexe von Übergangsmetallen vermessen und die haben in diesem Bereich ihre charakteristischen CO-Absorptionen (Cr(CO)6 z.B. bei 1948 cm-1). Ein Maßstabswechsel wäre für die Interpretation der charakteristischen Muster ungünstig gewesen. Dafür registrierte es leider nicht in Wellenzahlen, sondern in Wellenlängen und alle Spektren mußten mit dem Lineal ausgemessen und die Wellenlängen mit Hilfe einer Reziprokwerttabelle oder mit dem Rechenschieber in Wellenzahlen umgerechnet werden. Als der letzte Servicetechniker, der das Gerät noch reparieren konnte (es hatte noch einen Röhrenverstärker!), in Rente ging, mußte es leider stillgelegt werden. Gegen das LiF Prisma waren die NaCl-Geräte billiger Schrott.
Viele Grüße, Jochen
Lieber Michael,
dieser Mörser ist perfekt für Deine Zwecke. Ich habe mit einem solchen mein ganzes Berufsleben gearbeitet und hatte für die röntgenographische Phasenanalyse sehr oft winzige Mengen zu pulverisieren und danach in
Mark-Röhrchen (https://www.hilgenberg-gmbh.de/produkte/probenroehrchen/markroehrchen/) mit einem Durchmesser von 1/10 mm für Debye-Scherrer-Aufnahmen einzufüllen. Oft reichte die Materialmenge noch nicht einmal dafür, und ich hatte eine spezielle Methode entwickelt, das Mahlgut mit einer winzigen Menge von Nagellack zu einer Kugel von 1-2/10 mm Durchmesser zu formen und die dann zu röntgen. Man kann sich also vorstellen, dass die möglichst quantitative Gewinnung des Mahlguts aus dem Mörser wichtig war.
Es gibt zwei Vorraussetzungen, die für solche Arbeiten erfüllt sein müssen, alles andere ist eine Frage der Erfahrung und der individuellen feinmotorischen Voraussetzungen und verbessert sich mit zunehmender Übung.
Die Voraussetzungen sind:
- Niemals Substanzen mit einer Härte von über 7 im Mörser bearbeiten. Dieser besteht aus Chalcedon, also feinkristallinem Quarz mit der Härte 7. Hat man einmal durch härtere Stoffe Kratzer im Mörser erzeugt, ist er unbrauchbar geworden.
- Vor allem spröde Substanzen spratzen beim Zerdrücken der Körner nach allen Richtungen weg und sind verloren, wenn sie aus dem Mörser herausspringen. Machmal kann man in einem Tropfen Aceton zerreiben, aber das geht natürlich nicht bei allen Stoffen. Besser ist es dann, den Mörser abzudecken, und dafür ist eine kräftige Kunststofffolie (z.B. von steifen Aktenhüllen) ideal. Man stanzt ein Loch heraus, das etwa der Größe des Pistills entspricht und benutzt diese als Abdeckung. Nach dem Zerreiben kann man mit dieser Folie auch das Mahlgut wunderbar zu einem Haufen zusammenschieben, an der Folie haftendes Pulver gewinnt man noch mit einem feinen Pinsel.
In den Beispielbilder habe ich ein einzelnes Zuckerkorn benutzt, das entspricht wenigen Mikrogramm Probenmenge - immer noch viel im Vergleich zu Reinhards phantastischer Mikrochemie, aber doch auch schon wenig. Oft hatte ich in der Praxis nur vielleicht 1/10 dieser Menge zur Verfügung.
Herzliche Grüße,
Olaf
Lieber Olaf,
vielen Dank für deine Mühe, hier ein richtiges Manual zu erstellen. Zuckerkorn zu Puderzucker, da muss man erst mal drauf kommen.
Deine Tipps kommen genau zur rechten Zeit. Ich hatte gerade angefangen, Harnstoffkügelchen zu zerreiben. Die Hälfte ist schon umher geflogen und weg gerollt. Da habe ich erst mal wieder aufgehört und auf deine Hinweise gewartet. Mit der Folienabdeckung ging das dann perfekt. Ist schon recht klein, der Mörser...
Mit Substanzen von über 7 habe ich aktuell nicht zu tun, werde aber daran denken, wenn ich mal etwas anderes, als Chemikalien zerreiben will. Die Zugabe von Aceton werde ich im Hinterkopf behalten.
Herzlich Grüße
Michael
Hallo zusammen,
zur Erinnerung, es ging um Schmelzpräparate aus einer Mischung von Paracetamol und Harnstoff.
Nun habe ich mit meinem neuen, kleinen Achat-Mörser und Olafs Tipps erst mal die Harnstoffkügelchen pulverisiert. Ich glaube, bis auf Molekülebene...
Um dem Vorschlag von Michael (MiR) zu folgen, erst mal die niedrig schmelzende Substanz aufschmelzen, wollte ich mich zunächst der Schmelztemperatur nähern und sehen, ab wann die Zersetzung erfolgt. Laut Wikipedia liegt die Schmelztemperatur für Harnstoff bei 133 °C, mit dem Hinweis ,,Zersetzung". Ich bin mal davon ausgegangen, dass dies nicht explosionsartig passiert.
Also, ein kleines Häufchen feinstes Pulver auf einen OT gegeben, platt gedrückt und langsam erhitzt. Um Temperatureinflüsse aus der Umwelt gering zu halten, habe ich einen kleinen Petrischalendeckel darüber gestülpt und wollte erst einmal das Schmelzverhalten beobachten, vor allem, ab wann und wie die Zersetzung beginnt...
Nun, Überraschung! Nach kurzer Zeit (ca. 140 °C) hatte sich der Deckel der Petrischale weiß gefärbt. Das hatte wohl, wie ich vermute, nichts mit Zersetzung zu tun, sondern war das Ergebnis von Sublimation. Von Sublimation hatte ich im Zusammenhang mit Harnstoff noch nie etwas gehört. Nach etwas googeln, habe ich aber Hinweise gefunden.
Unter dem Mikroskop zeigte sich in der Petrischale viele kleine Kristalle (Bild 1). An einigen Stellen des Objektträgers waren auch senkrecht stehende Kristalle zu sehen, sogar an einem kleinen Fussel haben sich diese Kristalle niedergeschlagen (2. Bild).
Ich habe dann weiter erhitzt, bis zu 195 °C tritt keine schnelle Zersetzung ein. Und darum ging es mir ja, zu ermitteln, ob ich andere Substanzen in der Harnstoff-Schmelze lösen kann. Sollte gehen.
Again what learned!
Beste Grüße
Michael
Bild 1: Harnstoff, Sublimation, polarisiertes Licht, Bildbreite 0,13 mm
Bild 2: Harnstoff, Sublimation, polarisiertes Licht, Bildbreite 1,75 mm
An alle,
da habe ich wirklich geglaubt, annähernd auf der Höhe der Zeit zu sein, und muß das dann lesen:
ZitatZerkleinern und Mischen – Mörsermühle für viele Anwendungen. In vielen Laboratorien wird eine Probe noch immer nach klassischer Art und Weise mit einem Pistill in einem Mörser mit der Hand zerkleinert.
Dabei gibt es doch bereits seit vielen Jahren eine bessere Lösung dafür: die Mörsermühle Pulverisette 2.
Quelle: https://www.chemanager-online.com/themen/produktion/moersermuehle-zerkleinern-und-mischen
Also an alle, die vorhaben, sich auch einen Achatmörser (oder den Zweit- bzw. Dritt-Mörser) zuzulegen, erst die Alternativen prüfen !! ;)
Viele Grüße aus Berlin
Michael (MiR)
Hallo Michael,
schade, zu spät der Tipp. Andererseits, ohne App wäre das sowieso nix für mich!
Viele Grüße
Michael
Hallo Michael,
so eine Pulverisette ist eigentlich für größere Probenmengen gedacht. Bei kleinen Probenmengen sparst du da keine Zeit, weil die wieder verbraucht wird um das Pulver vollständig aus der Mühle zu bekommen.
Und kennst du auch die Preise ? Die im Artikel zitierte Fritsch Pulverisette 2 kostet über 5 Tsd €. Und der Tiegel und ein Satz Mahlkugeln jeweils immer noch mehr als ein Achatmörser.
viele Grüße
Wilfried
Hallo Wilfried,
das glaub ich dir gern, dass das Gerät für die Freizeitbeschäftigung etwas "zuviel" ist und (eigentlich) für kleine Menge mit Nachteilen verbunden ist.
Zumal das Gerät ja wahrscheinlich auch ohne App daherkommt, was Michael (witweb) ja auch vom Erwerb abhalten würde. ;)
Mein Beitrag war auch alles andere als ernst gemeint, mich hat die Werbe-Formulierung amüsiert (unter dem Blickwinkel des Hobbyisten) als auch ein bisschen
der Name des Gerätes, einschließlich der Versionsnummer, und das Thema wunderbar hierher passt.
Andererseits freut sich vielleicht jemand über die Information und hinsichtlich des Preises lässt sich vortrefflich diskutieren.
Vielleicht zur Erinnerung: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=42010.0.
Obwohl für dieses Gerät 58.000 Euro relativ nicht viel sind (und das meine ich, so wie ich es schreibe ...), aber absolut betrachtet dürfte dass schon anders aussehen.
Viele Grüße aus Berlin
Michael (MiR)
Hallo zusammen,
mal einen kleinen Zwischenbericht.
Ich habe nun in H a n d a r b e i t Harnstoff, gemeinsam mit Paracetamol (Verhältnis 1:1), in meinem schicken Achat-Mörser zerrieben. Dann habe ich da weitergemacht, wo ich vor diesem Thread aufgehört hatte.
Hier nun ein paar Beispielbilder. Alle zeigen Schmelzpräparate von Paracetamol/Harnstoff. Lediglich die Temperaturen sind unterschiedlich. Angegeben sind die Einstellungen der Heizplatte.
Zur Erinnerung, Lt. Wikipedia hat Harnstoff einen Schmelzpunkt von 133 °C (Zersetzung) und Paracetamol von 169 °C.
Erstes Bild: 135 °C. Hier schmilzt der Harnstoff gerade so, das Paracetamol wird aber wohl nur teilweise in die Schmelze aufgenommen. Zu erkennen sind einzelne Inseln, die, wie ich vermute, aus Paracetamol-Kristallen bestehen. Insgesamt viele Störungen, auch wieder diese ,,Linien" (zweites Bild).
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/319687_41962596.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/319687_42119052.jpg)
Nun Temperaturen von 140 °C bzw. 190 °C. Alles wie gewünscht, der Objektträger voller Fotomotive!
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/319687_43527150.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures012/319687_56200037.jpg)
Fazit: Das Mörsern ist die Lösung! Die jeweiligen Temperaturen muss ich mir mal noch genauer anschauen (Stichwort Phasendiagramm). Generell geht das Schmelzen schneller und viel gleichmäßiger, als bei den eingetrockneten Lösungen. Bei den höheren Temperaturen geschieht das fast blitzartig. Den erwarteten Zerfall des Harnstoffs konnte ich nicht bemerken.
Viele Grüße
Michael
Hallo Michael,
mir kam da gerade ein spontane Idee, vielleicht ist es auch nur Quatsch. Hast Du Dich mal über ein Heiztisch-Mikroskop informiert? Ich kann mich vage erinnern, wir hatten so ein schwarzes Ding an der Uni, keiner kannte sich damit aus, keiner benützte es, irgendwann war es weg, vermutlich in der Müllverbrennung gelandet.
Jochen
Hallo Michael,
deine heutigen Schmelzexperimente mit Harnstoff und Paracetamol sind dir ganz vortrefflich gelungen. Beonders die letzte Aufnahme gehört an die Wand, große Klasse.
Mikrogrüße
Peter
Hallo,
@ Jochen - solch ein Heiztisch wäre sicher interessant. Aber ich will es nicht übertreiben. Ich hätte auch Sorge, dass da Dämpfe aufsteigen, Spritzer gegen das Objektiv fliegen, oder durch Sublimation Kristallbäumchen auf der Linse wachsen. Ich könnte mir so etwas für das Stemi vorstellen. Könnte man sich vielleicht sogar selbst bauen.
@ Peter - danke!
Viele Grüße
Michael
Hallo Michael,
es gab von Zeiss-Jena mal ein "Mikro-Heiztisch Boetius (https://www.mikroskop-online.de/Mikroskop%20BDA/ZAK%20Ausgabe%201976.pdf)" (Katalogseiten 97/98) mit Betrachtungseinrichtung, mit dem man genaue Schmelzpunktbestimmungen durchführen konnte. So ein Gerät wurde hier auch mal im Mikromarkt angeboten. Vielleicht mal im Mikromarkt suchen. Solche sehr speziellen Geräte sind meist nicht übermäßig teuer, weil die kaum jemand hobbyistisch benutzt. Dazu gehört aber auch eine ganze Kiste von Eichsubstanzen in kleinen Röhrchen.
LG Gerd
Hallo Gerd,
danke für deinen interessanten Hinweis. Ich habe mir das Gerät im Katalog mal angeschaut - nicht schlecht!
Allerdings weiß ich nicht, ob ich mich auf so etwas einlassen sollte. Selbst wenn ich solch ein Gerät hätte, würde ich mich sicher nicht dauerhaft mit diesem Thema beschäftigen. Das ist alles schon recht speziell.
Außerdem würde es wohl wie immer sein, bis das erst mal richtig läuft - längerfristige Suche nach fehlenden Teilen, Zubehör, Ersatzteilen usw. Du weißt was ich meine...
Aber ich denke nochmal darüber nach.
Viele Grüße
Michael
Hier noch zwei Sachen zur Ergänzung:
Ich hatte nach Gerds Hinweis auf den "Mikro-Heiztisch Boetius" noch nach weiteren Informationen zum Thema Schmelzpunktbestimmung gesucht. Dabei bin ich auf diese Info von der Uni Würzburg gestoßen. Nix für die Experten, aber vielleicht für den interessierten Laien: Bestimmung des Schmelzpunkts (4 Seiten PDF) (https://www.uni-wuerzburg.de/fileadmin/08020000/praktika/bio1/A-6.pdf).
Dann habe ich mir meine "fotogenen" Schmelzpräparate nach zwei Tagen noch einmal angesehen. Nun ist es ja nicht neu, dass die Bildung/Veränderung der Mikrokristalle oft noch lange Zeit weiter geht. So auch hier. Sieht dann nicht mehr so toll aus (s. Bild unten). Ein kurzes Aufschmelzen hilft aber schnell, um den alten Zustand wieder herzustellen. Natürlich werden die Formen und Farben neu gemischt.
Viele Grüße
Michael
... und das "Aufgewärmte" sieht dann so aus.
Aber nun soll dann mal Schluss sein mit Paracetamol und Harnstoff.
Viele Grüße
Michael
Hallo Michael,
da muß ich mich ja beeilen, bevor hier Schluß ist. Phantastische und farbenfrohe Bilder, am meisten beeindruckt mich das Photo (Antwort #39) mit dem Sublimations-Harnstoff-Bäumchen.
Ich habe keine Ahnung, maximal einen leisen Stacking-Verdacht, wie das Bild entstanden sein könnte ...
Wenn an meiner Annahme etwas Korrektes sein sollte, wäre es nett wenn du etwas zu den Parametern verraten könntest. Falls ich total daneben liege wäre auch eine Beschreibung (bzw. ein Link) von Interesse.
Grüße aus Berlin
Michael (MiR)
Hallo Michael,
ich bin ja ein Fan von Kristallen, die im Zusammenhang mit Sublimation entstehen. Da mir bisher nicht bekannt war, dass Harnstoff sublimiert, habe ich gleich diese Aufnahme gemacht. Ich finde das Bild gar nicht so gut, es sollte nur der Dokumentation dienen, damit ich später weiß, dass ich da schon mal was gemacht habe.
Du vermutest richtig, das Bild ist gestackt: Objektiv Neofluar 6,3/0,2-160/-, Stackingschritte 55 und Schrittweite 5 µm. Es zeigt also die oberen 0,2 mm des Fadens, an dem sich die Kristalle abgeschieden haben. Der untere Teil verschwindet in der Unschärfe.
Viele Grüße
Michael