Synthese StarterKit
für einen erfolgreichen Einsatz von Diamantelektroden im Labor
Ideal für Elektrochemie-Kurse und Praktika an Hochschulen und Schulen
Durch das einfache und modulare Konzept ist das Synthese StarterKit ein ideales Instrument für den Einsatz in chemischen Praktika an Universitäten und Hochschulen, sowie für Demonstrationsversuche an weiterführenden Schulen. Damit wird es Studierenden und Schülern ermöglicht, bereits in der Ausbildung Erfahrungen mit hochtechnologischen und zukunftsweisenden Elektrodenmaterialien zu sammeln. Desweiteren verdeutlicht das praxis-orientierte Zellkonzept den Übergang von Konzept zu skalierbarer Elektrosynthesezelle.
Das Synthese - StarterKit ist ein flexibles und modulares Werkzeug für die Durchflusselektrolyse im kleinen Labormaßstab. Es ist so konzipiert, dass es Sie zu Beginn der Entwicklung eines elektrochemischen Prozesses unterstützt und robust, flexibel und einfach zu bedienen
ist. Jedes Teil ist einzeln erhältlich.
Das System verfügt über eine hochmoderne DIACHEM® BDD-Anode, um von den einzigartigen Eigenschaften dieses Elektrodenmaterials zu profitieren. Aufgrund seines flexiblen Designkonzepts können Sie das System erweitern, um höchste Effizienz bei der Entwicklung von Spitzentechnologie in der Elektrochemie
zu erreichen.
7 Application Notes für den direkten Start
Profitieren Sie von unserer Erfahrung: durch sieben Versuchsprotokolle werden einerseits grundlegende Arbeitstechniken vermittelt und andererseits können so auf einfache Weise durch erste Elektrosynthesen durchgeführt werden. Dadurch kann der Anwender sich mit dem System vertraut machen. Folgende Versuche stehen Ihnen bislang zur Verfügung:
Vorteile unseres Synthese StarterKits
modularer Aufbau - jedes Teil separat zu beziehen
ausgestattet mit DIACHEM® BDD-Anode (Boron Doped Diamond)
beinhaltet ein Labornetzteil
für die Elektrolysezelle sowie ein regelbares Netzteil für Lüfter und Pumpe
Eigenschaften unseres Synthese StarterKits
| Elektrode | 26 mm Durchmesser |
|---|---|
| Größe | 3,14 cm² aktive Oberfläche |
| Abdichtung | Viton® oder Tealon® |
| Gewicht | 0,8 kg |
| Zylinder | 6 mm Durchmesser |
| Anode | DIACHEM® BDD-Anode |
| Kathode | strukturierter Edelstahl für die Elektrolytzuführung |
Download Datenblatt (engl.)
- Robuster Edelstahl für Kathodenendplatten und Anodenkontaktierung
- Schneller Öffnungs- und Schließmechanismus für die Rohrbefestigung
- Zwischenelektrodenabstand einstellbar von 1 mm bis 5 mm durch Dichtungsdicke
- 3,14 cm² aktive Elektrode
- Nur wenige Dichtungsteile für einfache Montage und fehlerfreien Betrieb
- Erweiterbar für Bipolarzellenbetrieb
01 Aufzeichnung von Durchfluss-Druck-Kurven
Die Bestimmung des Druckabfalls innerhalb einer elektrochemischen Zelle ist ein wichtiger zu bestimmender Faktor.
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Download Application Note 1, English version
Dies geschieht meist, um geeignete Pumpenparameter zu finden und um ein Scale-up der Zelle und des entsprechenden elektrochemischen Prozesses vorzubereiten.
02 Aufzeichnung von Strom-Spannungs-Kennlinien
Eine elektrochemische Zelle weist nicht die elektrischen Eigenschaften eines rein ohmschen Systems auf. Die Elektronen passieren mehrere Grenzflächen, hauptsächlich die Elektroden-Elektrolyt-Grenzflächen. Je nach Art der Elektrodenreaktion kann das exponentielle Verhalten der Strom-/Spannungskurven bei niedrigen Stromdichten deutlich unterschiedlich sein.
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Bei höheren Stromdichten beginnt die Kurvenausbreitung linear zu verlaufen, und die Steigung der Kurve beschreibt den ohmschen Spannungsabfall über dem Elektrolyten.
03 Oxidative Umwandlung von Uranin
Diese Application Note beschreibt die oxidative Umwandlung von Uranin unter Verwendung einer BDD-Elektrode. Oxidative Reaktionen in der organischen Chemie sind sehr häufig und einige davon sind stark mit dem Elektrodenmaterial verbunden.
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Download Application Note 3, English version
Das Synthese StarterKit kann ohne Modifikationen direkt für dieses Experiment verwendet werden.
04 Oxidation einer Natriumchloratlösung
Diese Application Note beschreibt die oxidative Umwandlung von Natriumchlorat in Natriumperchlorat unter Verwendung einer BDD-Elektrode.
NaClO₃ + H₂O → NaClO₄ + H₂
Die Oxidationszahl des Cl-Atoms ändert sich von +V zu +VII. Die kathodische Reaktion ist die Erzeugung von Wasserstoffgas aus Wasser. Der Reaktionsmechanismus kann als eine Ein-Elektronen-Oxidation sowohl von Chlorat als auch von Wasser zu einem Chlorat-Radikal und einem Hydroxyl-Radikal mit sukzessiver Rekombination beschrieben werden.
Download Application Note 4, deutsche Fassung
Download Application Note 4, English version
05 Herstellung von Peroxo-Dicarbonat
Diese Application Note beschreibt die oxidative Umwandlung von Natriumcarbonat in Natriumperoxydicarbonat unter Verwendung einer BDD-Elektrode. Der Aufbau ist in der Abbildung dargestellt. Die folgende chemische Gleichung fasst alle Reaktanten und Produkte zusammen:
2 Na₂CO₃ + 2 H₂O → Na₂C₂O₆ + 2 NaOH + H₂
Die Oxidationszahl der Kohlenstoffatome bleibt konstant, während die Oxidationszahl von zwei Sauerstoffatomen beim Wechsel von -II zu -I in der Peroxogruppe konstant bleibt. Die grafische Darstellung des Peroxodicarbonat-Anions zeigt die erwartete Nicht-Ebenheit in der C-O-O-C-Substruktur.Der entsprechende Flächenwinkel beträgt 90,3°. Das Dipolmoment des stark oxidierenden Anions beträgt 2,3 Debye. Die Mayer-Bindungsordnung der Peroxogruppe beträgt 0,80 (O2²⁻: 0,83) und der HOMO-LUMO-Spalt kann mit 7,6 eV (O2²⁻: 6,3 eV) berechnet werden.
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Download Application Note 5, English version
06 Herstellung von Persulfat
Diese Application Note beschreibt die oxidative Umwandlung von Natriumsulfat in Natriumpersulfat unter Verwendung einer BDD-Elektrode. Der Aufbau ist in der Abbildung dargestellt. Die folgende chemische Gleichung fasst alle Reaktanten und Produkte zusammen:
2 Na₂SO₄ + 2 H₂O → Na₂S₂O₈ + 2 NaOH + H₂
Die Oxidationszahl der Sulfatatatome bleibt konstant, während die Oxidationszahl von zwei Sauerstoffatomen beim Wechsel von -II zu -I in der Peroxogruppe konstant bleibt.
Download Application Note 6, deutsche Fassung
Download Application Note 6, English version
07 Titration von Oxidationsmitteln
Diese Application Note beschreibt die iodometrische Titration von Peroxodicarbonat (PODIC®) als Beispiel für die Bestimmung von Oxidationsmitteln, die mit dem Synthese StarterKit erzeugt wurden.
08 Verwendung des Bipolar Extension Set (BES)
Die monopolare Zelle des Synthese StarterKits kann mit dem Bipolar Extension Set (BES), das im Grunde eine zusätzliche Kathode und Anode ist, zu einer bipolaren Zelle erweitert werden.
So kann man die beiden Konzepte auf einfache Weise in realen Anwendungen demonstrieren. Alle Experimente, die in anderen Application Notes beschriebenen sind, können mit dem bipolaren Setup durchgeführt werden.
09 Verwendung des Divided Cell Extension Set (DCES)
In einer geteilten Zelle sind Anolyt und Katholyt durch ein ionenleitendes Material getrennt. Beispiele sind Diaphragmen oder Ionenaustauscher-Membranen wie Nafion®. Das Divided Cell Extension Set (DCES) bietet die Möglichkeit, das Standard-Synthese StarterKit zu einer geteilten Zelle zu erweitern, indem es einen PTFE-Rahmen, eine Membran und Dichtungsmaterial bereitstellt.
10 PODIC®-Herstellung mit dem DCES
Diese Application Note beschreibt die Herstellung von Peroxo-Dicarbonat (PODIC®) unter Verwendung einer geteilten Zelle. Für Details zur geteilten Zelle siehe App Note 09. Die Herstellung von Peroxo-Dicarbonat (PODIC®) in einer ungeteilten Zelle sowie seine chemischen Eigenschaften sind in App Note 05 beschrieben.
11 Verwendung des Full Diamond Extension Set (FDES)
Das Full Diamond Extension Set (FDES) bietet die Möglichkeit, das Standard-Synthese StarterKit zu einer mit BDD-Anode und -Kathode zu erweitern, indem ein PTFE-Rahmen, eine Dichtung, ein leitfähiger Kohlenstoffvlies und eine zusätzliche BDD-Elektrode bereitgestellt werden.
