Berlin blå

Strukturformel
væsentligt strukturel element i Berlin -blå (uden modioner eller vandmolekyler)
Generel
Efternavn	Berlin blå
andre navne	Jern (III) hexacyanidoferrat (II / III) Preussisk blå Turnbulls blå blå syrejern Ferric kaliumcyanid Yderligere
Molekylær formel	Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3
Kort beskrivelse	mørkeblå, lugtfri fast stof
Eksterne identifikatorer / databaser
CAS -nummer 14038-43-8 EF -nummer 237-875-5 ECHA InfoCard 100.034.418 PubChem 2724251 ChemSpider 20074656 DrugBank DB06783 Wikidata Q421894
Lægemiddelinformation
ATC -kode	V03 AB31
ejendomme
Molar masse	859,23 g · mol -1
Fysisk tilstand	fast
massefylde	1,8 g cm −3
Smeltepunkt	Vandudslip og delvis nedbrydning fra 250 ° C
opløselighed	praktisk talt uopløseligt i vand
Sikkerhedsinstruktioner
Bemærk venligst undtagelsen fra mærkningskravet for medicin, medicinsk udstyr, kosmetik, mad og foder GHS faremærkning ingen GHS -piktogrammer H- og P -sætninger H: ingen H-sætninger P: ingen P-sætninger
Toksikologiske data	> 8000 mg kg −1 ( LD 50 ,  mus ,  oral )
Så vidt muligt og sædvanligt anvendes SI -enheder . Medmindre andet er angivet, gælder de givne data for standardbetingelser .

Preussisk blå er et lysægte , dybblåt , uorganisk pigment , der fås som et luft- og vandstabilt faststof. Det er en organometallisk forbindelse, hvori jernioner er til stede i oxidationstrin +2 og +3 og er forbundet via cyanidet anion ([C = N] ^- ). Det væsentlige strukturelle element i Berlin -blå er sekvensen Fe (II) -[C≡N] -Fe (III) i en tredimensionel, polymer ramme.

Preussisk blå kommer i en form betegnet som "uopløselig" og en "opløselig" form, hvor strukturen af ​​de to er den samme. Den generelle empiriske formel er M _n ^{m +} [Fe (III) Fe (II) (CN) ₆ ] ₃ • 15 H ₂ O. Det er et ansigtscentreret kubisk gitter , hvor alkali- eller ammoniumioner i opløseligt preussisk blå er i indtager de oktaedriske huller i gitteret (M = Na, K, NH ₄ , n = 3, m = 1) og tjener til at kompensere for kompleksets ladning ; jern (III) ioner overtager denne funktion i det uopløselige preussiske blå (M = Fe, n = 1, m = 3). De opløselige varianter er i vandig opløsning i form af kolloidale opløsninger; der er ingen reel opløselighed med dissociation af forbindelsen.

Berlin producent af maling Johann Jacob Diesbach producerede Berlin blå for første gang omkring 1706. Det fik straks kommerciel betydning som et pigment til oliemaling og farvning af tekstiler. Da opskriften blev offentliggjort i 1724, begyndte flere virksomheder at producere Berlin -blå under mange andre navne.

Preussisk blå anses for at være den første syntetiske koordineringsforbindelse . Den skylder sin dybblå farve til metal-metal-ladningsoverførselskrydsninger , som absorberer stråling i det gulrøde område og reflekterer det blå lys som en komplementær farve .

Den navne brint cyanid og cyanid (fra oldgræsk κυανός Kyanos "mørkeblå") stammer fra farven på Berlins blå. Udtrykket prussiate , hvor en cyanoland i komplekset erstattes af en anden ligand , såsom nitroprussid , stammer fra udtrykket preussisk blå . Berliner Blau er navnebror til de såkaldte Berliner Blau-analoger , en klasse af mikroporøse uorganiske faste stoffer med en bred vifte af katalytiske , elektroniske, optiske og magnetiske egenskaber. Endnu mere end tre hundrede år efter, at den først blev syntetiseret, er Berlinblå stadig et forskningsobjekt, som der udgives mange videnskabelige artikler om hvert år.

På grund af sin enkle fremstilling af en opløsning af jern (III) salt og gult blodlutssalt bruges det hovedsageligt som et billigt farvestof . Preussisk blå er praktisk talt giftfri og bruges som modgift til forgiftning med radioaktivt cæsium eller thallium . Terapien anvender ionbytningsegenskaberne og forbindelsens høje affinitet til visse metalkationer. Det er på Verdenssundhedsorganisationens liste over essentielle lægemidler, der er nødvendige i et sundhedsvæsen.

nomenklatur

Berlinblå blev tilbudt under en række forskellige navne. Betegnelserne refererer til navnene på opfinderne eller producenterne, produktionsstederne, farvenuancerne, applikationerne eller de kemiske komponenter og processer. Varianterne kan variere i deres farvestøb. Alle navne refererer til blå pigmenter baseret på Fe (II) / Fe (III) cyanokomplekset og adskiller sig kun ubetydeligt i deres sammensætning. Typen og mængden af ​​anvendte alkalimetal- eller ammoniumioner påvirker produktionen af ​​visse farvenuancer. Historisk set blev pigmentet markedsført som blåt salt . I farveindekset er Berlin-blå opført som CI Pigment Blue 27 i henhold til farve og struktur som CI 77510 for kalium-dopet jernblåt og CI 77520 for ammonium-natrium-jernblåt.

Diesbachblau er opkaldt efter navnet på den faktiske opfinder. Turnbulls Blue blev grundlagt i 1828 af John Turnbull Jr. udviklet og distribueret af det skotske firma Turnbull & Ramsay i Glasgow. Turnbulls Blue er et blåt pigment dannet af rødt blod -lut salt med overskydende jern (II) ioner. Det opnås ved at omsætte jern (II) salte med kaliumhexacyanidoferrat (III) i en vandig opløsning. Oprindeligt blev det antaget, at det dannede mørkeblå bundfald havde en anden sammensætning end den preussiske blå, der blev opnået ved at omsætte jern (III) salte med kaliumhexacyanidoferrat (II) (gult blodlutssalt). Ved hjælp af EPR- og Mössbauer -spektroskopi kunne det imidlertid fastslås, at reaktionsprodukterne stort set er identiske, da følgende ligevægt eksisterer:

${\ displaystyle \ mathrm {Fe ^ {2 +} + [Fe (CN) _ {6}] ^ {3 -} \ \ rightleftharpoons \ Fe ^ {3 +} + [Fe (CN) _ {6}] ^ {4-}}}$

Milori-blå refererer til kogte typer af pigmentet, der har en lidt varmere rødfarvet nuance og først blev produceret af Milori de France-virksomheden. Ifølge Diesbach havde dette opnået et blåt pigment i en anden proces, som sammenlignet med preussisk blå er noget svagere i sin farvestyrke. Navnet Milori blue har overlevet den dag i dag. Vossenblau blev opkaldt efter L. Vossen & Co GmbH nær Düsseldorf, der udelukkende var ansvarlig for salget fra 1905.

Fransk blå eller parisisk blå henviser til hovedkvarteret for A. Milori. Preussisk blå, også preussisk blå og Zwickauer blå henviser også til produktionssteder.

Navnet bronzeblå refererer til den bronzende røde farve, der viser sig med forskellige bindemidler. Især bronzeblå henviser til den rødlige glans af de umalede, sortblå bidder.

Chinese Blue eller China Blue tager sit navn fra et dekorativt porcelæn . Denne produktionsvariant af pigmentet resulterer i de reneste og mest strålende nuancer med en grøn støbning. Det giver den bedste fulde tone og den højeste opacitet, men den har den hårdeste struktur og det højeste oliekrav. Saksisk blå refererer til farven på uniformerne i den saksiske hær, der er blevet farvet med berlinblå. Tonerblåt eller blækblåt fik dette navn på grund af dets anvendelse til at farve det rødlige (brune) farvestøb af sod.

Fra strukturen eller sammensætningen af pigmentet er navnene afledt jernblåt , Eisencyanblau , Eisenhexacyanidoferrat , stål blå , Eisencyanürcyanid, Ferrozyanblau og Ferriferrocyanidblau og stål blå fra. Potash blue refererer til brugen af ​​potash i fremstillingen. Indtil Første Verdenskrig var kationen af ​​det komplekse salt overvejende kalium. Da prisen på kartoffel steg kraftigt i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, blev ammoniumsaltet fremstillet med lige så gode egenskaber. Jernblå henviser også til et gammelt pigment fremstillet af mineralet vivianit .

Luisenblau, Modeblau, Wasserblau er produktnavne på modificerede farvestoffer i tekstilfarvning og kan have stammer fra navne på modefarver. Det rødfarvede pigment er Milori-blåt, den grønfarvede variant er kinesisk blå.

I det fransktalende område , de vilkår Bleu de Prusse eller Bleu de Milori er almindelige, i engelsktalende område begreberne jern blå , toning blå eller preussisk blå .

historie

Første synteser

Johann Jacob Diesbach , en malingproducent i Berlin , producerede Berlin blå for første gang sandsynligvis omkring 1706 . Den tidligste kendte skriftlige omtale af pigmentet er i et brev dateret 31. marts 1708 fra Johann Leonhard Frisch til Gottfried Wilhelm Leibniz , formand for det preussiske videnskabsakademi . I august 1709 navngav han pigmentet preussisk blå , i november samme år ændrede han navnet til Berlinisk blå . Frisch var ansvarlig for den tidlige markedsføring af pigmentet. Han hævdede at have forbedret pigmentet gennem en syrebehandling. Frisch er forfatter til den første publikation om Berlin -blå i Notitia Coerulei Berolinensis nuper inventi fra 1710. Diesbach var i Frischs tjeneste fra omkring 1701.

Udover Diesbach er Johann Konrad Dippel forbundet med opfindelsen. Hvor pålidelig den tilsvarende information af Georg Ernst Stahl og den tilhørende historie om den første utilsigtede produktion af pigmentet er, er svært at bedømme i dag. Ifølge dette havde Diesbach travlt med at producere et rødt farvestof, da han løb tør for kalium (kaliumcarbonat) for at udfælde farvestoffet. Han fik derfor sin kollega Johann Konrad Dippel til at give ham en erstatning (forurenet med “ Dippels animalsk olie ”), der modsat hans forventninger udfældede et blåt pigment. Opskriften blev holdt hemmelig i nogen tid, indtil englænderen John Woodward offentliggjorde den i Philosophical Transactions i 1724 . Oplysningerne om dette fik han fra apotekeren i Berlin, Caspar Neumann .

Anvendes til maling og tekstilfarvning

Berlinblå fungerede oprindeligt som et pigment for malere, der brugte det til at erstatte den relativt dyre ultramarine fremstillet af lapis lazuli . Maleriet "The Entombment of Christ" (Billedgalleri Sanssouci , Potsdam ) skabt af Pieter van der Werff i Rotterdam i 1709 repræsenterer det tidligste kendte bevis for brugen af ​​pigmentet i maleriet. Omkring 1710 blev det i vid udstrækning brugt og opnået af malere kl. den preussiske domstol Paris, hvor den blev brugt af Antoine Watteau og senere af hans efterfølgere Nicolas Lancret og Jean-Baptiste Pater .

En farvningsproces udviklet af Pierre-Joseph Macquer , hvor Berlin-blå blev deponeret direkte på uld, bomuld eller silkefibre ved hjælp af gult blodsaltesalt, forbedrede farveægtheden betragteligt og førte til et opsving i Berlin-blå produktion fra 1760'erne og fremefter . Opfindelsen gav Macquer udnævnelsen til generalinspektør for farvestoffer. Den øgede efterspørgsel førte til etableringen af ​​elleve Berlin -blå fabrikker i Tyskland mellem 1756 og 1799. Fabrikkerne dækkede stort set deres energibehov og levering af kalium ved at brænde træ. Behandlingen af ​​animalsk affald blev ledsaget af en lugtgener, der krævede en vis afstand til beboelsesbygningerne. Som et resultat var disse fabrikker ofte placeret nær skove. Uorganisk-kemisk produktion i Tyskland begyndte i midten af ​​1700-tallet. Theodor Fontane beskrev den industrielle produktion af Berlin -blå i sin roman Frau Jenny Treibel , en Berlin -familie, der ejede store fabrikker til produktion af Berlin -blå. Modellen for denne litterære figur er iværksætterfamilien Kunheim (Chemische Fabriken Kunheim u. Co. AG og fra 1925 Rhenania-Kunheim-Verein Chemischer Fabriken AG), som Fontanes søster Jenny Sommerfeld var venner med.

Produktionen foregik med stort set udelukkelse af luft ved pyrolyse af nitrogenholdige animalske produkter såsom blod, kløer eller uld i en smeltning af kaliumchlorid ved en temperatur på omkring 900 til 1000 ° C i jernbeholdere. Målproduktet kaliumcyanid blev dannet , frigivet ammoniak kunne bearbejdes yderligere i salmia eller stag horn salt . Smelten blev opløst i vand, og kaliumcyanidet reagerede med jern (II) sulfidet, der var til stede som et biprodukt til dannelse af gult blodludssalt.

eksport

I 1759 eksporterede det svenske østindiske kompagni oprindeligt små mængder Berlin -blues til Kina og Indien. Fra 1775 blev større mængder eksporteret til Kina, og ti år senere var eksporten allerede firedoblet.

Mod slutningen af ​​1700-tallet blev Berlin-blå eksporteret af hollænderne og kineserne til Japan, hvor det blev kaldt Bero, Bero-Ai eller Beroin og blev brugt i traditionelle japanske farvebloktryk . Japanerne stoppede importen fra Kina i 1810. Hollænderne genoptog handlen i 1818 og kineserne i 1824. Berlinblå kan identificeres på to japanske malerier fra Edo -perioden , det ene fra 1760'erne og det andet fra 1817. Kendte værker såsom serien 36 Views of Mount Fuji , skabt af Katsushika Hokusai fra 1830 , bruger ofte Berlin-blå.

Moderne udviklinger

I 1968 undersøgte den tyske farmakolog Horst Heydlauf effekten af Berlinblå som et middel mod thalliumforgiftning . Heydlauf viste, at thalliumionerne opbevares i gitteret i Berlinblå og dermed kan udskilles fra kroppen. Effektiviteten er siden blevet omfattende bekræftet. Den samme effekt blev også fundet for cæsiumioner. Berlinblå blev brugt som modgift i Brasilien i 1987, da omkring 250 mennesker var forurenet med radioaktivt cæsium-137 i Goiânia-ulykken , som var blevet brudt ud af en stjålet strålebehandling fra et nedlagt hospital. Lægerne behandlede 29 stærkt forurenede mennesker med preussisk blå, hvoraf 25 overlevede cæsiumforgiftningen.

Af Holocaust-benægtere blev der i 1980'erne og 1990'erne hævdet, at manglen på jernblåt i gaskamrene i Auschwitz-Birkenau ville være et bevis på, at der ikke er mennesker, der blev dræbt med Zyklon B. Kemikeren Richard Green udtalte, at de rapporter, der blev indsendt hertil, ikke betragtede væsentlige påvirkninger på dannelsen af ​​jernblåt. Derudover blev der anvendt en præcist kalibreret metode til påvisning af opløselige cyanider i gaskamrene. Sammenlignende prøver fra bygninger, der ikke er berøvet i koncentrationslejren Auschwitz-Birkenau, indeholdt ikke disse cyanider.

Moderne forskningsretninger omfatter analoger af preussisk blå dopet med andre overgangsmetaller, deres magnetiske og elektrokemiske egenskaber, deres evne til at fungere som gaslagre eller deres ionbytteregenskaber. Brugen af ​​andre ligander, såsom dicyanamid eller større polycyano -arter, såsom tetracyanoquinodimethan, undersøges også .

Hændelse

Berlinblå betragtes som det første moderne pigment, der ikke forekommer naturligt i denne form. En af hovedkomponenterne, kaliumhexacyanidoferrat (II), forekommer derimod som det sjældne mineral cafehydrocyanit .

Udtræk og præsentation

Det fremstilles ved at tilsætte en opløsning af kaliumhexacyanidoferrat (II) med et jern (III) salt opløst i vand eller en opløsning af kaliumhexacyanidoferrat (III) med et jern (II) salt opløst i vand. I begge tilfælde, med et molforhold på 1: 1, oprettes den samme kolloidalt opløste "opløselige Berlinblå" ("opløselige Turnbulls blå").

${\ displaystyle \ mathrm {Fe ^ {3 +} + K_ {4} [Fe ^ {II} (CN) _ {6}] \ longrightarrow 3 \ K ^ { +} + K [Fe ^ {III} Fe ^ {II} (CN) _ {6}]}}$

${\ displaystyle \ mathrm {Fe ^ {2 +} + K_ {3} [Fe ^ {III} (CN) _ {6}] \ longrightarrow 2 \ K ^ { +} + K [Fe ^ {III} Fe ^ {II} (CN) _ {6}]}}$

Først når der tilsættes overskydende jern (III) eller jern (II) ioner, dannes der et blåt bundfald , kendt som "uopløseligt Berlinblåt" eller "uopløseligt Turnbullsblåt"

${\ displaystyle \ mathrm {Fe ^ {III} [Fe ^ {III} Fe ^ {II} (CN) _ {6}] _ {3} \ \ cdot \ 14-16 \, H_ {2} O}}$

og kan bruges som farvepigment. Partikeldiameteren er mellem 0,01 og 0,2 μm afhængigt af fremstillingsprocessen. Den intense blå farve skyldes ladningsoverførslen mellem Fe ²⁺ og Fe ³⁺ ioner.

industriel produktion

Den direkte reaktion bruges sjældnere i pigmentproduktion. Denne reaktionssti bruges mest til fremstilling af præparater. Jern- og hexacyanidoferrationer blandes i vand.

${\ displaystyle \ mathrm {FeCl_ {3} + K_ {4} [Fe (CN) _ {6}] + H_ {2} O \ eller \ FeCl_ {2} + K_ {3} [Fe (CN) _ { 6}] + H_ {2} O} \ {\ xrightarrow {\}} {\ mbox {Berlin blå}}}$

Først udfældes der kolloidale Berlinblå bundfald , med et overskud af jernioner Berlinblå.

Industriel produktion anvender den indirekte rute via salg til den såkaldte Berliner Weiß. Ammoniumsalte bruges hyppigere i stedet for råvarer indeholdende kalium.

${\ displaystyle \ mathrm {FeSO_ {4} \ cdot 7 \, H_ {2} O + Na_ {4} Fe (CN) _ {6} \ cdot 10 \, H_ {2} O + (NH_ {4}) _ {2} SO_ {4} \ {\ xrightarrow {\}} Fe (NH_ {4}) _ {2} Fe (CN) _ {6} +2 \, Na_ {2} SO_ {4} +17 \ , H_ {2} O}}$

Den resulterende berlinhvide, den såkaldte hvide dej, ekstraheres med svovlsyre ved 75-100 ° C og oxideres med natriumdichromat eller natriumchlorat .

${\ displaystyle \ mathrm {6 \, Fe (NH_ {4}) _ {2} Fe (CN) _ {6} +3 \, H_ {2} SO_ {4} + NaClO_ {3} \ {\ xrightarrow { \}} 6 \, Fe (NH_ {4}) Fe (CN) _ {6} + NaCl + 3 \, H_ {2} O + 3 (NH_ {4}) _ {2} SO_ {4}}}$

Produktet vaskes og filtreres eller presses og tørres ved 15 til 30 ° C. Pigmentet gnides derefter ud til den nødvendige kornstørrelse og pakkes. Det færdige produkt indeholder stadig 4-7% absorberet og hydreret vand. Det meget fintmalede produktionsresultat er den “opløselige” Berlin -blå, som let spredes i vand og er vedholdende. Forskellige efterbehandlinger resulterer i en lang række produkter til de påtænkte formål. En yderligere behandling med anioniske, ikke -ioniske eller kationiske overfladeaktive stoffer kan føre til en drastisk ændring i oliebehov, struktur og glans.

For Berlin -blåpigmentet tilsættes andre stoffer, såsom kaliumchlorid, under dannelsen . Disse stoffer påvirker udfældningen fysisk og danner opløselige salte i filterkagen . Det betyder, at der ikke dannes kompakte agglomerater . Til brug som farvepigment skal det uorganiske produkt være "blødt"; dette tekniske udtryk betyder finkornet. Et "blødt" pigment er lettere at sprede i bindemidlet.

I midten af ​​1980'erne toppede den årlige produktion af Berlin-blå i den vestlige verden omkring 50.000 tons om året. I 2012 var verdens årlige produktion kun omkring 10.000 tons.

Historiske procedurer

I Diesbach -metoden koges insekter i cochinealskala i alun og jernsulfat . Pigmentet udfældes derefter med " Dippels Animal Oil ". I den såkaldte engelske opskrift opvarmes lige dele kaliumnitrat ( saltpeter ) og kaliumtartrat ( hævemiddel ) i en smeltedigel. Efter tilsætning af tørret animalsk blod opvarmes blandingen yderligere. Den resulterende masse vaskes med vand og blandes med alun og jernsulfat. En sidste behandling med saltsyre ændrer den oprindeligt grønlige farve til dybblå.

ejendomme

Fysiske egenskaber

I en inert gasatmosfære nedbrydes preussisk blå ved opvarmning via dehydreringstrinnene efterfulgt af en ændring i krystalstrukturen og efterfølgende nedbrydning. Ved 400 ° C dannes en monoklinisk preussisk blå fase, ved højere temperaturer dannes forskellige jerncarbider. Ved temperaturer over 700 ° C nedbrydes jerncarbiderne til cementit (Fe ₃ C), metallisk jern og grafit.

Ved krystalstrukturanalyse blev krystalstrukturen af ​​preussisk blå bestemmes. Det blev fundet, at vandet dels er koordineret og dels opbevaret i burstrukturen i Berlinblå. Ved en temperatur på 5,6 K finder en ferromagnetisk faseovergang sted i Berlin -blå .

Kemiske egenskaber

Berlinblå er stabil over for svage syrer . Cyanoferratkomplekset ødelægges ikke på grund af produktet med lav opløselighed, og der frigives ikke cyanidioner, så der ikke dannes fri hydrocyansyre .

${\ displaystyle {\ ce {[Fe (CN)] _ 6 ^ { - 4} <=> Fe ^ 2 + + 6 CN ^ -}}}$

${\ displaystyle K_ {d} = {\ frac {c (Fe ^ {2} +) \ cdot c (CN ^ {-})} {c ([Fe (CN)] _ {6} ^ {- 4} )}} = 10 ^ {- 35}}$

Pigmentet angribes af alkalier , der dannes fastbrunt jern (III) oxidhydroxid og opløst hexacyanidoferrat. Derfor bruges dette blå pigment ikke til freskomalerier .

${\ displaystyle {\ ce {Fe ^ {3 +} [Fe ^ {3+} Fe ^ {2 +} (CN) _6] _3 +12 OH ^ { -} -> 4 Fe (OH) _3 +3 [ Fe ^ {2 +} (CN) _6] ^ {4-}}}}$

Preussisk blå siges at være den første koordineringsforbindelse. Det væsentlige strukturelle element i den preussiske blå er sekvensen Fe (III) -NC-Fe (II) i en tredimensionel polymer ramme. Tildelingen af ​​oxidationstilstandene Fe (II) til et carbonoktaeder og Fe (III) til et nitrogen-vandmiljø er tydeligt demonstreret af et stort antal infrarøde , fotoelektroniske og Mössbauer-spektroskopiske undersøgelser samt neutronspredningsundersøgelser . Strukturen består af enhederne 3 Fe (II) C ₆ , Fe (III) N ₆ og 3 Fe (III) N ₄ O ₂ . Middelafstanden for Fe (II) –C blev bestemt ved røntgenstrukturanalyse til 192 pm, C-N-afstanden til 113 pm og Fe (III) –N-afstanden til 203 pm.

Elektroniske egenskaber

Den intense blå farve på Berlin-blå skyldes såkaldte metal-metal- ladningsoverførsler . Cyanid er en ligand , der skaber en stærk ligand felt opsplitning og dermed for jern (II) ioner i gitteret for at danne en lav-spin-konfiguration med Fe ²⁺ (t _2g ) ⁶ (e _g ) ⁰ og en total centrifugering af S = 0 kundeemner.

Den isocyanid ligand af jern (III) ioner fører til en svagere ligand felt opdelingen. Målingen af magnetiske modtagelighed viste, at Fe (III) -ioner er i en høj-spin-konfiguration Fe ³⁺ (t _2g ) ³ (e _g ) ² med et samlet spin af S = 5/2.

Absorptionen af lys resulterer i en overgang fra den t _2g orbital af jern (II) til t _2g og e _g orbitaler af jern (III). Den nødvendige absorberede energi til dette er i det rød-gule område, det blå lys reflekteres som en komplementær farve.

brug

Farvestoffer

De største mængder Berlinblå bruges til kemiske belægninger, til trykfarver (som ISO -blå), kulstofpapir og i plastindustrien. En mindre mængde bruges til papirfremstilling til blåfarvning (reducering af en gul skær). I sin fulde nuance resulterer dette pigment i en meget mørk, næsten sort nuance; I denne form er det vigtigt for transparente overflader på metalfolier, også til blæk med blæk. Ejendommen er særligt velegnet i forbindelse med aluminiumspulver til blanke overfladebehandlinger. Preussisk blå bruges som et ægte farvestof til fyldepenne . Til farvning af plast har Berlin -blå vist sig at være meget nyttig til farvning af ND- og HD -polyethylen . Ved papirfremstilling bruges vanddispergerbare typer kendt som opløseligt jernblåt.

Pigmentet har fremragende farveægthed . Ud over sin glans har den fremragende skjulekraft og høj farvestyrke . Den lysægthed af ren Berlin blå er godt, med lav pigment pastelfarver , for eksempel når de blandes med et hvidt pigment såsom blyhvidt eller zinkoxid , det svinder meget. Spektroskopiske undersøgelser tilskriver denne fading til en reduktion af jern (III) -ionerne på overfladen af ​​pigmentet gennem udsættelse for lys.

Det bløder ikke i vand, ethanol eller methylethylketon eller i upolære mineralolier, di-n-octylphthalat eller linolieolier . Det har imidlertid kun en lav modstandsdygtighed over for alkalier og er kun moderat resistent over for syrer. Den vejrbestandighed er stort set bestemt af formuleringen .

Tekstilfarvning

Farvningen af ​​uld, bomuld, silke og hør blev udført i to trin. Først blev tekstilerne farvet med et jern (III) salt. Til dette formål blev jern (III) sulfat ofte opløst i vand med fortyndet salpetersyre, og tekstilerne blev kogt i pletten i flere timer. Som et resultat af denne proces blev jern (III) ioner trukket på fiberen. I det andet trin blev tekstilerne farvet i en opløsning af gul blodlut. Silke blev behandlet med en ammoniakopløsning.

Kunst

På grund af sin fine korn og den deraf ruder evne samt dens store farve styrke, er Berlin blå stadig bruges i dag til akvarel , olie og udskrivning blæk. Det nytter dog ikke noget ved vægmaling, fordi det hurtigt bliver brunt på grund af dannelsen af ​​jernoxider. Malere som Gainsborough og Canaletto, men også impressionister som Monet eller ekspressionister som Munch brugte det i oliemaleri. Malere ved den preussiske domstol, i Rotterdam og Paris brugte allerede Berlin -blå i stor skala i 1710. Maleriet The Entombment of Christ af Pieter van der Werff fra 1709 anses for at være det ældste maleri, hvor Berlinblå blev brugt.

Farven blev populær i japanske farvebloktryk i den sene Edo -periode . Værket The Great Wave off Kanagawa, skabt af Katsushika Hokusai, er bedst kendt .

• 

  Den blå dreng

• 

  Starry Night (van Gogh)

• 

  Vandliljer

• 

  Starry Night (Munch)

• 

  Den store bølge ud for Kanagawa

Pigmentet kan dispergeres tilstrækkeligt og har god varmefasthed . Afhængigt af applikationen er pigmentets oliebehov mellem 70 og 120 kg olie for 100 kg pigment. Da alle disse blå pigmenter er fremstillet af de samme råvarer, er processen og fremstillingsbetingelserne afgørende for egenskaberne og den påtænkte anvendelse. Milori blå bruges ofte i kombination med krom gul (CI Pigment Yellow 34) for at danne det, der kaldes krom grøn . Et meget godt grønt pigment opnås på grund af farvestyrken og opaciteten i Berlin -blå.

medicin

I medicin bruges Berlinblå i nogle tilfælde af forgiftning - især i tilfælde af forbindelser med cæsium og thallium  - som et middel til at binde giften, der udskilles sammen med pigmentet. Effekten af ​​preussisk blå i thalliumforgiftning er blevet bevist ved flere dyreforsøg. Selvom der er ringe erfaring med dette hos mennesker, er Berlin blå det foretrukne lægemiddel til akut thalliumforgiftning. For effektiv dekoration af thallium skal Berlinblå tages over en længere periode.

Berliner Blau blev også brugt under handelsnavnet Radiogardase, for eksempel efter atomkatastrofen i Tjernobyl , til at dekontaminere dyr, der havde indtaget radioaktivt cæsium-137. Den mest omfattende anvendelse af Berliner Blau i historien om atomulykker skete i forbindelse med Goiânia -ulykken . Det er blevet brugt til at dekontaminere både mennesker og overflader. Preussisk blå deponeret på grafenskum viste en 99,5% fjernelseseffektivitet for cæsium-137 fra forurenet vand.

Smart glas

Blandt de smarte glasteknologier kan nævnes elektrokromiske linser, hvis lysoverførselsegenskaber ændres, når der påføres spænding. I denne applikation tillader Berlinblå en farveændring fra gennemsigtig til intens blå. Ved at anvende en spænding på elektrisk ledende glas kan Berlin -blå reduceres til Berlin -hvidt, K ₂ [Fe (II) Fe (II) (CN) ₆ ], og glasset mister sin farve. Processen kan vendes ved at vende polariteten.

Analytisk kemi

Reaktionen på Berlin -blå er en meget følsom metode til påvisning af jern. I analytisk kemi er den preussiske blå reaktion derfor en udbredt metode som tegn på jern (eller cyanider). På grund af den høje følsomhed på grund af den høje farvestyrke er dette velegnet inden for mikrokemi og som en stikprøve . Dette bevis bruges i patologi som en reaktion på jern for at diagnosticere hjertefejlceller eller siderose . Preussisk blå bruges til at påvise hæmosiderin i urinen for at bekræfte en diagnose af glucose-6-phosphatdehydrogenasemangel .

Den såkaldte Berlin-blå metode bruges til at detektere totale fenoler. Rødt blods lut salt reduceres med phenoler til gult blod lut salt, som reagerer med eksisterende frie jern (III) ioner til dannelse af preussisk blå. Sammenligningen af ​​absorbans af prøverne ved en bølgelængde på 700 nm med en standard muliggør bestemmelse af de samlede phenoler.

Påvisning af nitrogen i organiske stoffer udføres ved en natriumfordøjelse , hvorved natriumcyanid dannes. Ved hjælp af følgende Lassaigne -prøve , opkaldt efter den franske kemiker Jean Louis Lassaigne , opdages det dannede cyanid ved dannelsen af preussisk blå.

Andre anvendelser

I cyanotypens fotografiske trykteknik er pigmentet under UV -lys fremstillet af grønt ammoniumjern (III) citrat og kaliumhexacyanidoferrat (III) Berlinblåt. Processen blev brugt indtil det 20. århundrede som en simpel proces til at lave kopier af ingeniørtegninger kaldet blueprints . Blueprint -teknikken blev opdaget i 1842. Teknikken blev først brugt i bogen Photographs of British Algae: Cyanotype Impressions af Anna Atkins . Dette er et botanisk bind udgivet i 1844 og indeholder billeder af alger.

• 

  Cystoseire granulata

• 

  Cystoseira foeniculacea

• 

  Fucus vesiculosus

I metal og maskinindustrien , er Berlin blue påføres tyndt som en pasta til metaloverflader (spotting) med henblik på at kunne vurdere kvaliteten af skrabede overflader . Pigmentet bruges i dag i det "persiske blå salt" af samme navn, et bordsalt, der annonceres som "helt naturligt", men faktisk indeholder Berlinblåt, som ifølge testerne fra Stiftung Warentest "ikke har noget sted som et farvestof i mad. "

En anden applikation er visualisering af fingeraftryk. Her kan katodisk Berlin -blå deponeres på sporholderen på absorberende og elektrisk ledende underlag.

Preussisk blå blev på forsøgsbasis brugt som en bestanddel af kirsebærfoder til at reducere cæsium-137-eksponering hos vildsvin. Dette var i gennemsnit ca. 522  Becquerel pr. Kilogram muskelkød i en kontrolgruppe. Tilsætningen af ​​Berliner Blau reducerede eksponeringen med i gennemsnit 350 til 400 Becquerel pr. Kg muskelkød.

Ved vinfremstilling bruges blå finering til at fjerne metaller som jern, kobber og zink. Til dette formål tilsættes kaliumhexacyanidoferrat (II) til vinen, som i første omgang reagerer med de tilstedeværende jernioner for at danne opløselig preussisk blå. Dette reagerer yderligere på den uopløselige Berlinblå, der får en såkaldt blå sky til at lægge sig efter et stykke tid .

Preussiske blå analoger

Den almene kemiske formel for berlinerblåt analoger kan fortolkes som en _l M _n [M * _m (CN) ₆ ] x H ₂ O, hvor A svarer til et alkalimetal eller ammoniumion, M og M * repræsenterer overgangsmetalkationer. Berlinerblå og preussiske blå analoger er porøse koordineringspolymerer, der har overgangsmetalioner, der er brobygget af cyanolander som strukturelle elementer. Metalcentrene M og M * har ofte forskellige oxidationstilstande . Berlinblå analoger er velegnede til forskellige applikationer, herunder gasopbevaring, batterier og målrettet frigivelse af stoffer i kroppen. I 2021 har den kinesiske batteriproducent CATL annonceret serieproduktionen af natriumionbatterier for 2023, som kan erstatte lithium-ion-batterier, og Berlin-blå spiller en afgørende rolle i produktionen af disse .

Super Berlin blå

Ved at erstatte jern (III) med en ion såsom trimethyltin ion ((CH ₃ ) ₃ Sn ⁺ ), en organometallisk polymer opnås. Afstanden mellem jern (II) -ionerne er omkring et nanometer og er derfor dobbelt så stor som i Berlinblå. Burets størrelse er cirka en kubik nanometer. Super Berlin -blå danner en intercalationsforbindelse med ferrocen . Nettet absorberer også gasser som nitrogendioxid og kan således finde en industriel anvendelse inden for røggasdenitrifikation . Jerncyanostrukturen kan erstattes af andre systemer, såsom rhodium (III) thiocyanat ([Rh (SCN) ₆ ] ^3- ).

Sikkerhedsinstruktioner

Den absorberbarhed af berlinerblåt blåt under fysiologiske betingelser er ekstremt lav, som det er praktisk taget uopløseligt i vand og fortyndede syrer. Det kan antages, at større mængder ikke absorberes gennem huden, luftvejene eller fordøjelseskanalen. Derfor kan det klassificeres som praktisk talt ikke-toksisk. Hvis det opvarmes til over 250 ° C, mister komplekset cyanidioner, som frigives som giftige, gasformige dicyaner .

litteratur

• Alexander Kraft: Berlinblå. Fra tidligt moderne pigment til moderne højteknologisk materiale GNT-Verlag 2019, ISBN 978-3-86225-118-6 .
• Hans-Peter Schramm, Bernd Hering: Historiske malematerialer og deres identifikation . o. V. Stuttgart, 1995. Genoptryk Ravensburg, 2000. ISBN 3-473-48067-3 .
• Andreas Ludi: Preussisk blå, en uorganisk stedsegrøn . I: Journal of Chemical Education , 58 (12), 1981, 1013.
• Kurt Wehlte: Materialer og teknikker til maling . Otto Maier Verlag, Ravensburg 1967, ISBN 3-473-48359-1 (tidligere: ISBN 3-473-61157-3 ).

Weblinks

Individuelle beviser