Versuch: Herstellen einer anionenaktiven Membran aus Polypyrrol

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

In diesem Versuch werden folgende Gefahrstoffe benutzt:
Methanol
giftig (T), leichtentzündlich (F)
Lithiumperchlorat mindergiftig (Xn), brandfördernd (O). Es ist außerdem nicht mehr überall erhältlich.
Pyrrol giftig (T)

Deshalb wird von diesem Versuch abgeraten

Die Herstellung der Polypyrrol-Membran geschieht durch anodische Polymerisation von Pyrrol ([10,1]).

Geräte
2 Bechergläser 1000 ml, Stahlelektroden (2,7 cm · 4 cm), Gleichstromquelle, Voltmeter, Kabel, Klemmen, Rasierklinge, Stoppuhr.

Chemikalien
Methanol (T,F), Pyrrol (T), Lithiumperchlorat (Xn,O), Methanol-Wasser-(1:1)-Gemisch (T,F), Wasser.

Durchführung
Zur Herstellung der Elektrolytlösung werden 3 ml Pyrrol und 5 g Lithiumperchlorat in 200 ml Methanol gelöst. Die Lösung kann zur Herstellung weiterer Membranen aufbewahrt werden.
Zum Aufbau der Elektrolyseapparatur wird die Methanol/Pyrrol/LiClO4-Lösung in ein 1000-ml-Becherglas gegeben. Anschließend werden die Stahlelektroden in die Lösung gestellt, wobei sie möglichst weit voneinander entfernt sein sollten. Die Elektroden werden mit der Gleichstromquelle verschaltet und das Voltmeter parallel dazu.
Nun elektrolysiert man bei einer Spannung von ca. 4,5 V genau 35 min. Es ist notwendig, die Zeit möglichst genau einzuhalten, da die Dicke der Membran, die mit der Zeit auf der Elektrode aufwächst, nicht zu groß oder zu klein sein sollte.
Nach der Elektrolyse wird die Elektrode mit der Membran (schwarzer Überzug) aus der Lösung entfernt und zunächst einmal mit einem Methanol-Wasser-(1:1)-Gemisch, dann zweimal mit Wasser gewaschen.
Die noch feuchte Membran wird mit einer Rasierklinge vorsichtig und möglichst im Ganzen vom Stahlblech gelöst. Bis zur weiteren Verarbeitung wird die Membran in Wasser aufbewahrt. Sie darf nicht austrocknen, da sie dann rissig wird und nicht mehr zu verwenden ist. Im feuchten Zustand ist die Membranfolie über mehrere Monate haltbar.

Literatur:
[1] Hilgers, U.:
Modellexperimente zur Technologie von Ionenaustauschern und Ionenaustauschermembranen. Bielefeld (Univ. Diss.) 1994.
[10] Flintjer, B.; Jansen, W.:
Polypyrrol und Polypyrrol-Batterien. In: Praxis der Naturwissenschaften - Chemie, Jg. 38, 1989, Heft 3, S. 7-11.

Hintergründe zum Experiment


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Letzte Überarbeitung: 14. April 2009, Dagmar Wiechoczek