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Reaktionskinetik der Acetonperoxidbildung und Strukturuntersuchungen mittels Raman-Spektroskopie und Röntgenbeugung

Posted on September 12, 2021 by admin

Triacetontriperoxid (TATP) wurde hergestellt, um die Auswirkungen von pH-Wert und Temperatur auf die Reaktionskinetik zu untersuchen. Die Raman-Spektren der flüssigen Gemische aus Aceton und Wasserstoffperoxid wurden während der gesamten Experimente in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet. Die Spektraldaten der flüssigen Phasen zeigen, dass die Reaktion zwischen Aceton und Wasserstoffperoxid bei 25 °C innerhalb eines Tages zur Bildung von Zwischenprodukten führt. Ausgehend von der Annahme, dass ein wahrscheinlicher Reaktionsweg eine Abfolge von Reaktionsschritten zwischen Aceton und Wasserstoffperoxid beinhaltet, wurden Berechnungen der Raman-Spektren mit Hilfe eines Dichtefunktionaltheorie (DFT)/Hartree-Fock-Ansatzes durchgeführt. Dabei konnte nicht mit Sicherheit festgestellt werden, welche Zwischenprodukte sich in einem Aceton/Wasserstoffperoxid-Gemisch am häufigsten bilden. Es wurde jedoch der Schluss gezogen, dass das wahrscheinlichste Reaktionsgemisch eine Mischung der verschiedenen Zwischenprodukte ist und dass der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Ringschluss ist. Es wurde festgestellt, dass die Reaktionsgeschwindigkeit der TATP-Bildung mit der Temperatur und mit der Zugabe von Schwefelsäure zum Aceton/Wasserstoffperoxid-Gemisch zunimmt. Durch Korrelation der Induktionszeit der TATP-Kristallisation mit dem pH-Wert wurde gezeigt, dass die Reaktionsgeschwindigkeit erster Ordnung in Bezug auf die H+-Konzentration ist. Die Raman-Spektren der Ausfällungen aus den Mischungen stimmten mit früheren Studien für TATP überein, mit Ausnahme eines Falles, in dem ein bei 343 K kristallisierter Kristall ein deutlich anderes Raman-Spektrum aufwies. Der Vergleich mit berechneten Spektren ergab, dass es sich bei dem erzeugten Kristall um Diacetondiperoxid (DADP) oder Tetraacetontetraperoxid (TrATrP) handeln könnte. Einkristalline Röntgenbeugungsanalysen ergaben, dass es sich bei dem bei 343 K kristallisierten Kristall um DADP handelt.

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