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Herstellung von Galinstan

ID: 107762  |  Nr: 339  |  Institut für Chemieinformation

Schülerversuch ab Jahrgangsstufe 5

Kategorie: Metalle und Salze

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DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.22832162

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Durchführung

Einwaage: 6,85 g Galliumpellets, 2,15 g Indiumpulver und 1,00 g Zinnpulver werden mit einer Analysenwaage genau abgewogen und gemeinsam in ein sauberes, trockenes Quarzglas-Reagenzglas überführt.

Aufbau: Das Reagenzglas wird an einem Stativ senkrecht über einem Heißluftgebläse befestigt. Anschließend wird es mit Schutzgas gespült und mit einem schutzgasgefüllten Luftballon verschlossen.

Erhitzen: Die Mischung wird auf ca. 240 °C erhitzt, da Zinn erst bei 232 °C schmilzt. Die Temperatur wird während des gesamten Prozesses überwacht und möglichst konstant gehalten.

Durchmischen: Sobald alle drei Metalle vollständig geschmolzen sind, wird das Reagenzglas vorsichtig geschüttelt. Zeigt sich dabei keine vollständige Durchmischung zu einer homogenen Legierung, wird die Schmelze zusätzlich vorsichtig mit einem Glasstab gerührt. Der Luftkontakt ist dabei so gering wie möglich zu halten; im Anschluss wird das Reagenzglas erneut mit Schutzgas gespült und mit einem Luftballon verschlossen.

Reaktionszeit: Die Mischung wird bei 160–240 °C über einen Zeitraum von ca. 4 Stunden regelmäßig geschüttelt, um eine vollständige Homogenisierung der Legierung sicherzustellen.

Abkühlen: Nach Ablauf der Reaktionszeit lässt man die Schmelze langsam auf Raumtemperatur abkühlen. Aufgrund seines niedrigen Schmelzpunktes von ca. –19 °C bleibt Galinstan auch bei Raumtemperatur flüssig.

Lagerung: Die fertige Legierung wird in ein verschließbares Gefäß überführt und lichtgeschützt sowie unter weitgehendem Ausschluss von Luftsauerstoff gelagert, um eine Oxidation der Oberfläche zu vermeiden.

Geräte & Material
  • Analysenwaage
  • Quarzglas-Reagenzglas (hitzebeständig)
  • Stativ mit Stativklammer
  • Glasstab zum Durchmischen
  • Heißluftgebläse 
  • Temperaturmessung (Thermoelement oder Infrarot-Thermometer)
  • drei Luftballons gefüllt mit Schutzgas (Stickstoff oder besser Argon)
  • Hitzebeständige Unterlage, Schutzhandschuhe, Schutzbrille
Gefahrstoffe
Name Formel CAS-Nr. H-Sätze P-Sätze Piktogramme
Zinn, Pulver Sn 7440-31-5
Gallium Ga 7440-55-3
H290 – Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.
H302 – Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.
H412 – Schädlich für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.
P234 – Nur im Originalbehälter aufbewahren.
P264 – Nach Gebrauch ... gründlich waschen.
P270 – Bei Gebrauch nicht essen, trinken oder rauchen.
P273 – Freisetzung in die Umwelt vermeiden.
P390 – Verschüttete Mengen aufnehmen, um Materialschäden zu vermeiden.
P301+P312 – BEI VERSCHLUCKEN: Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM / Arzt ... anrufen.
GHS05, GHS07
Indium, Pulver In 7440-74-6
H228 – Entzündbarer Feststoff.
H315 – Verursacht Hautreizungen.
H319 – Verursacht schwere Augenreizung.
H332 – Gesundheitsschädlich bei Einatmen.
H335 – Kann die Atemwege reizen.
P210 – Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen und anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen.
P302+P352 – BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser / ... waschen.
P304+P340+P312 – BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. Bei Unwohlsein GIFTINFORMATIONSZENTRUM oder Arzt anrufen.
P305+P351+P338 – BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Vorhandene Kontaktlinsennach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
GHS02, GHS07
Galinstan
H290 – Kann gegenüber Metallen korrosiv sein.
H302 – Gesundheitsschädlich bei Verschlucken.
H315 – Verursacht Hautreizungen.
H335 – Kann die Atemwege reizen.
H412 – Schädlich für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.
GHS05, GHS07
Substitution Substitution 1
Substitution von Gefahrstoffen, Verwendungsformen und -verfahren wurde geprüft. Der Versuch ist zur Vermittlung wesentlicher Lerninhalte nicht verzichtbar und kann unter Einhaltung der in der Versuchsvorschrift genannten Einschränkungen und mit den dort genannten Schutzmaßnahmen durchgeführt werden.
Gefährliche Stoffeigenschaften oder andere Gefährdungen, die eine Durchführung durch Schüler/innen oder Lehrkräfte grundsätzlich ausschließen würden, sind nicht bekannt. Die Stoffliste DGUV Information 213-098 in degintu.dguv.de wurde berücksichtigt.
Literatur

Versuchsvorschrift; Herstellung von Galinstan (2026) Klemeyer, H. DOI: 10.5281/zenodo.22832162

https://onlinelibrary.wiley.com/action/downloadSupplement?doi=10.1002%2Fciuz.202100076&file=ciuz202100076-sup-0001-suppinfo.pdf

Klemeyer, Horst (2024) Leserbrief: Experimentelle Versuchsvorschriften; https://doi.org/10.1002/ckon.202400026