Hinweis Bei dieser Datei handelt es sich um ein Protokoll ... · PDF file10~ Bedeutung von Fluor und Jod fUr den Menschen ... g e ki'L'c t.em Braunstein und so viel roher , konzent

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Dr. Ph. Reiß, im Juli 2007

("'J

Protokoll zum 'Vortra,g

lIALOGEl'JE

IlannoLor e Preis

GJ_ieclerung:

1. Allgemeines zu den Halogenen

2. Darstellung eines freien Ha.Logen s

3. EigenschafteIl dieses Hal.ogens

4. Die I\!orrnalpotentia,le d e r Ha.Lo gene

5. Interhalogenverbindungen

6. VJasserstoffverbindungen der Ila.logene

7.Salzartige Halogenide8. Unterscheidung der Halogenide

9. Sauerstoffverbindungen der Halogene

10~ Bedeutung von Fluor und Jod fUr den Menschen

Chemie in der Schule: www.chids.de

+

iI:

1. Allgemeines zu den Halogenen

Zur Gruppe der Halogene (7. Gruppe des Periodensystems)

gehören die l~lenlente FLUOI-t, C1IIJOR, BROr/I, JOD und ASTAT.

Das letztere kommt in der Natur nur in verschwiandenden

~1enge11 8.18 unbeständiges r-ad Loak t i ves Zerfallsprodukt

des Urans,.Actinourans und Thoriums vor.

Ein eindeutiger Beweis seiner Existenz gelang erst 1 94-0ZD3

durch die Bombadierung des Nuclids ~3i mitJ -Strahlen:~Oj ~ ZA4

&, .,. He • i=lt63 Z 8f

Bisher sind etwa 20 Astat-Isotope bekannt,wobei das

langlebigste eine IIall>wertszei t von 8,3 3turlden besi t z t ,

Daher) ist über sein VeI.'llal ten und seine Eigenschaften

noch relativ wenig bekannt, man weiß allerdings, daß es

sich sehr gut in d-ie Re Lhe der =·T::l1of.~ene einorclnet.

Ln ne i.n em V01·J-PCl~ werde .ic h jedoch n i ch t n--! pr auf

dieses ~lemcnt eingeher.

Lhren Namen "3dl zbi Id ner" (llals=3al z , ge-.,·;tldn=Bi ldner )J".-eclt.·.,tltve r-dank en sie der T8.t3.~· che , daß si? i t He taL'l.en relativ leichtsal~artige Ha l og en t de bilden.

Anteil d e r Ha l.o g ene am Aufbau d e r t:rdl"'inde:

FLUOR: 0,066 Gewichts-%

CIIIJ() R. : (),1 9 "~

10-4. )J3Tt or~l 7,8 11

JOD 6, 1 10-5"

ASTA.T: 3 10-24"

Die wichtigston natlirlichen Halogene sind die folgenden

Halogenide:

Steinsalz (MaCl), Sylvin (Kel), Carnallit (Doppelsalzaus KCl und fJIgC1 2), Flußspat (CaF2), Kryolith (Na

3AlF6 ) ,

Brom analog den Chloriden ~d Lautarit (ca(JoJ2)


Grupneneieenschaften:Alle Halogenatome bes i tzen in ihrer Mu ßer s t en Schale

die El ek t r on enko n f i gur a t i on ns 2np5, al s o ein Elektron

weniger als die nachfolgenden Edelga s e . Ihr chemischesVerhalten wird damit weitge hend durch die Tendenz bestimmt,abgeschlossene s- und p- Ni veaux zu erreic~en.

Alle Halogene zeigen deutlichen Ni ch t met al l cha r ak t er ,wobe i der }Ti ch tmet a l l char a kt er Lnnerha.Lb der Gruppe starkabnimmt; Jod erinnert mit s einen met al l i s ch gl~n zenden

Schuppen schon an fVle t a l l e .Al l e Halo gene s ind ausges pr ochen fl i.i.chti ge St of f e undzeigen ch a r akt er i s t i s che Farben .i'-1it zunehmender Ordnungszahl verschiebt sich ihreAbso rp t i onsbande immer ~n ehr gegen die L'm ge ren 'i/e l l en ,wa s darauf beruht, da 8 in der ~e ihenfo lge F, Cl , Br , Jdie Auß enel ekt ronen immer weni ger fest gebun den werden, alsoLm.ner l e i chter anzu r egen sind.

Phys i kal ische Ei e en s cha f t en :

; TLUO eRus.sc Ia~nl.>th IuA CI.t.

Jtlbl. 6aoS

klcmch~JJ. - Zz. 3 - -«JI Z .. 1. J ;tAt,

C-{ ),$led~punU.J. .. /18':1- - 3 c,. (, S.1 ",'3

let)

1:Lek"",," ~"... - J~.' -~~.O -3'~. L, -3J;( e.,.. 1J(I'f ,.t t1.I-

(kJ I m(!)l. )

EU 4.0 3. a 2. 8 Z.4

&~x: /XL(IAJH) + 2. 8 S' +4J' 'f 4.0 r O. SI2-

2)~·.ut1l la.f(()n.s- A S-' 2.'1 ~ AJ3 Ar"A(he~J'" (14]1"'«) 1

i

,fJS"JOhe~ I/rJrJ(US \ Al' 4d4 2.4'( ,Jm)

..Chemie in der Schule: www.chids.de

Alle Ila.Logen e bi ld en zwe i a to mige i'101e)( \1e ; die ,SCh!I181 z

Siedepunkte steigen r ege Lm .' Oi e innerhalb der Gr up :pe alsFolge der wac hae.id en van der \'l~.als-J:.r ; i.fte.

Di e Elekt onenaffinit jt i s t bei allen Halogenen negativ,sie ist am größten beim Chlor illld sinkt ~it zlulehmenderOz-d r..ungs z.ah .l. ,

Die Hor ma l pa t en t i al e der Sys t eme 2X-/X2 werden vom Fluor

zum Jod immer weniger stark positiv; freies Fluor istein starkes OxLda t i on s m.i ttel, wähz-end Jodid-Ionen und

Jod':Jasserstoff berei ts h ;';.ufig als Iledukl:ionsrni ttel verwende-tv/er den .

Di e Dissoziatiansenercie ist fUr das Chl or am gr ößt enund s Lnk t innerhalb der Gruppe, der Ionenradius nimmtinnerhalb der (}r uppe zu .\li e sich hie r neho n zeigt nimmt Fluor innerhalb der Gruppeeine ge\'Ji 3."1e :)oü('.e r s t el l ung ein, z , D. die s ehr- kleineDi ssoziationsenereie.Dies I s t e i n e ~olge der relativ s t ei.r;~en ~cb s to 8ungskr;;. ft e

s owohl zwi s chen den nichtbindenden El ekt r on en der beidenAt ome wie a uc h zwi schen den htornrtimpfen, und weiter auchei e.r au f , da ß sowoh l das } -A t orn v/ie auch das F--Ion einenbesonde r s kl einen Radius be s i tz en . Zudem gi l t für dasFluo r als ein El ement der ersten Per~ode d~e Oktettregels t reng , da cl ie zwei t e Sc hellt. nur s -und p-Orbi tale anth;i.l 't ,

Di e f r e i en Ba l open eAl s erste s v.nter den n:~ü o Gen en wur-de das 8hl or in freiemZus t and dargestellt. Sch e el e erhielt es erstmalig 1774

durch Ox i dat i on von Sal zs nur e mittels Br aun s t e i n .Das Jod wurde 1811 von einem Pariser Sa l pe t er s i eder ,Courtoi s mit Namen, in aus der Asche von St randpf l an zenbereiteter Soda entdeckt. Na ch gena uer en Untersuchungenvon 1813 durchGay-Lussac wur'de seine·...hn'L l chlce I t zu

Chlor fest~estellt.

Das Br om wurde 1826 von Balard in Mut t er l außcn der Sees alzbereitung entdeckt.Das TLU~\"urde nach großen Schwierigkeiten erst im Jahre1886 durch I10issan errtd eck t und zwar durch die Elektrolysevon in wasserfreiem verflüssigtem Fluorwasserstoffgel~stem Kaliumfluorid.


DarstellunB eines f re ien Halogens

Di e Da r3te l lung d e r HaloGen e erfo l gt im a l l c;emeinen

auf Gr und de s Vorgan ges: 2X • X2+2e - , also durch

En tladung der Ha l ogeni dion en . Diese Entlad ung kann auf

elektroly ti schem Wege oder durch Oxidationsmi ttel

erfol gen.

Die Hauptmen ge de s chemisch produzierten Ghlors wird durch

d ie Ch'L or a'l.k a'l.LeL ek tr'oLy a e e r hal t en .

I m Labo: und i n d e r S ch~" -; Läß t s i ch Chl or am ' l e i cht e s t en

durch Oxid~tion da rs t e l l en .

Versuch 1 : Da r s t e l l ung v on Chlo r Gurch die Ox i daticn

von S alz:":; ~~.ur8 uut t e l e Braunste in

I n eine r l\.1m , ·~-,:t:,).Y' ( Gl a s a n CrlJs ) , die a us e i.n em ( , r. l - Run d

ko tbon mi t 3:iDterhe i t s r o tJ ' ·, l;' bl e i t ung , 2 ',,! cl ,~ .> r flas c·hen un d

" :,,.. i n k e l t l?l :l .ünl ei t.un gero u.. e 3 t ollt , e -vi ck eL t rnan .tus 75gg e ki 'L'c t.em Brauns tein und so vie l ro he r , kon z en t r Ler-t e r

':la.lz s :'iu r e , da, ;~ e r Braunste i n b ede ck t ist , du rch Er\>!~;rmen

freies Chl o r . Dieses streicht durch di e erste , mi t Kan z

'wen ip; '..la s s e r be s c h i ck t e , d a nn '-)ur c: h d i e zwei te , halb m.it

';la 8:3e 1' gefiil l t e .Va s c h fl a s ch e un d e n twe Lch t durch das Ei n l e i t

ungsrohr .,/enn d i e Gasent '.\·i c)rlung f,u t in Gan g gekommen i s t,

f üll t ma n durch Einleiten d ~s Gases bis a u f d en Bod en zwei

Stancl zy l i ncl e r , die nu t LJhrgLisern ve r-schLo s a en we r den.

...'i -2, +1- -2- 0

Mn0z. ~ Mn 0 +- 0 (1 )

0 -A 0 "2-0 .,. 2..ij(l -) u.z. .... Hz. 0 Cz.)

HV\.O + 2 WeR. -> kn. (J.Z.,. -1-11. 0 a)

--------_._.._--- ~ -

4Wa ->

6

+


Das Ch'Lo r komrat wi,e alle anSeren HaLo gerie i11 der Nat ur-

n l cht frei vor auf C.r-und s e Lne r hohen Reak t.Lon s f'ähf.glce i. t ,

Es ist ein ers ti ckend r-Lechend e s , die Sch]~eim{~?l.lte s t.ar-k

angreifendes, sehr giftiges Gas, welches rund 2,5 mal

so schwer ist wie Luft.

In \'!asser ist Chlor r-eLat i v gut löslich, 11·· l''Ia,sser löst bei

25'C und A'tmoaph'tr-endruck 0,0921 I'101 Chlor, wobe i

Chlorwasser entsteht.

Chlorwasser ist ein Gemisch von physikalisch gelöstemChlor (max. 0,6%), Salzsäure illld hypochloriger Squre.

Chlorwasser zersetzt sich unter,Sonnenbestrahlung sehr

leicht, daher muß es in braunen Flaschen aufbewahrt werden.1/vi e schon ge s ag t , gehörtChlor zu den chernisch r-eakt.Lona

f~higsten Elementen und verbindet sich meist schon bei

gewöhnlicher 'l'emper'a tur , noch he f t.e i ge r bei erhöhter

Temperatur rni t allen anderen Elementerl un t e r starker

\v8rmee11 t\\Ticklung ,

Versuch 2: Reaktionen des ChlorsIn den einen. der mit Cl110r gefii.ll tell Zylinder aus \Fersuch1

echü t t e Lt man e twas gepulvertes Ant i mon ,

Unter Aüf'gI i~hen tri tt Reak t i ori ein;

o.sb

"J .~--~. .56 (L3 -I-j4. J'-t lcoal:

In den zweiten C~lor-Zylinder wirft man ein mit Terpentinge t r änk t e a 3ti i ck Fil t.er-pap.i e r-vAuch hier tritt. unter

Aufbrennen des Filterpapiers und völligem Verrußen des

Zylinders Reaktion ein:

+ --. /10 L + Al, HCL

Ich mo ch t e nun in meinern dri tten Ver such auf die von mir

schon in der Ei111ei tung angesprochene.4.b11ahnle des IJormal

potentials innerhalb der Gruppe eingehen.Versuch 3: Abstufung der Redoxpotentiale

a) Man versetzt eine Verdünnte KJ3r-Lösung mi t C12

- 'vfa s s er

und achü t t e Lt das freie BroITJ mi t Tetrachlorkohlenstoff

(Oe14 ) aus.

6


Zr -z .,. ll2. 2. (J. - ~~2.

lL2. + 2~ - -t Z. 'L ....t: - ,4. J' V..

L ~- ~"'.z. + Z-t:: ~ E := A. 0=1- V

b ) Nan versetzt eine aehr' verdünn t e KJ-Lösung mit ein bis

zwei Tropfen C12-vJasser und schiittel t ebebfalls mi t

0014 aus: violette Ftirbung des OC14"

r

c ) Han v er-s e t.e t eine ICJ-Lös"_·_~.,~ .ai t e i n.l gen Trpfe r Erorn

wasser und s chü t t e Lt das freie ,Jod mi t 0014

aue ,

2, 6" --ZJ Jt'.z, --+ Jz. +

..ß~2. + 2t: - 2~~ E z A. ot- V

2.J J:z. -I- 2e.. E =o.08l/......

d ) Gibt man zu Anaa t c "h) e.i neri [rOBell ·[JberscJ1.u.ß Chlor-

wasser , so kann das Jod sOE~c~=..~ noch we i ter ox i d i e r-t werd en ,

Dabei en tste}1.en so genann te Interh.8.1or~en·verbi11dungenvom

~:Yl) }':~~ln' wobe I ~{ d8.S leichtere der HaLo gene ist und n

e i.n e ungerad e ZEtll.l. In d Le som Fa.LL wür'd e clie .Jod f'ar'be

'be i m Dur-chs chu t t.eLn ver s chwi.nd en , da achwach wei ngeLb

gef~rbtes Jodtrichlorid entsteht •

• • ., ••Jz. + J 'Lz. ---+ ZJCL J

'CL..3 a: 2- + "c: -)

3"- , e. -Jz. -) 2J +


f'\1

r:

In den elemente.ren Hal oge nen vrerd en di e Hlo gene.tome durchunpolar e I\. LombLndungen zunammengehe.L t en , Di e I ~ D.l o gen e

l ös en s i ch daher n i cht nur gu t ls: '.'lass er , s onde rn auch

und so gar viel besser in vielen organi 3chen Lö s un gem.i't t eLn ,

Der Verteilungskoeffi zi ent fUr di e zum Aus schüt t e l n derHalogene meis t benut zten Lösungsmi t t el ist natitrlich fHrdi e einzelnen Elemente verschieden, liegt aber ungefnhr

zwischen 30 und 120, d s h , d i e Gl ei chgewi ch t s konz en t r a t i on

des Ea l og ens i st in de r organi schen Phas e30- 120 mal sogr oß wi e die im Wass er

Die un t er-acbLed'Li che Fa rbe des J ods in \1a s 3er und der

or~ani s c~en Pha s e h~ngt Jami t zusa mmell , da ß in organischen

Lösungen das J od wie im Gas'~us t ::m d in For rn von <T')-f,10IekUlen'-

vorliegt, w~hrend di e br a un e Farb e de s J ods i n Wasser

durch die Bi l dung vo n charge- trans f er-KoTOplex en zustandekommt .

I n terhalogenverb i mtungen':l i e oben s chon angerl.eut e t bi lrl.en di e Wü op;ene auch eine

Reihe von '.f er bi ndungen untereinander.I hre Stabi l i t ät nimm t ab Ini t zun cnmcnde r 28.111 n , mt twa chs ende r Grö ße des X-At oms und a bnehmender Gr ö8e desY-At oms.I n Be zug auf die physi kal i s chen Eigen s cha f t en stehen vieleI nterhalo genver1ü ndungen unger=' hr zVJischen den beiden

El emen ten , 2.U S denens Le cn t s t.anden o i nd ,

I hre Mol ektll e s ind polar, ent s pr echend der mi- Diffe r enzder be i den El ement e .Al l e I nterhalo r;env er bindungen s i nd r echt r-cak t Lons f'ähLg

und s t a rke Ox ida tion smi ttel ; J "Ji'7 i st wo hl e i ne der r ea ktionsf .Cihi gs t en Verbindun ge n übe rhaupt .

Di e e i nf a chen Verbindun gen en t stehen durch d.tr ek te Reakt i onder beid en El ement e ; höhere Interhalo ge nver bindungen sinddurch ANlac;erung von Halo gen an die Binfachen XY- Ver bi nduri g en e r'h ä L t Li ch ,

8


Na ch den Interhalogenverbindungen möch t e ich mich nun

noch mi t eini ;::en ander en Ver'b Lndungak'Las s en (l e I' Halo gene

besc}j ;-;ft .iGen , und zwa r al ~J c'rste s mi t den Ha 'Lo gerr- : -,8e r

s t.o f' f' en ,

rir~e ns chaft en d er Hal o genwass e -~.s t o f fe :

Ur ua H D~ HJSchm~ll. pu~1- 83./1 -444.8 -8{,. J .. SO. 1-

(Oe)

.sL·~ d e f'u.Vl. lt: ~ an 811. J .c« s - J j-' 't("- c»c )

1Jilc/..üvzJ$ - Z. 8'. b - jZ. ~ .sc.z +- 2~. sU1..#t.Q.lf'''~

I n den phy s i kal i echen und zum 'l'e I L a u ch in d en cb emi sch en

..J ~ ' " <n s c ha f'Le n si r. L ch d i e ·1 ;:a,lo c ':; \"'D.ssers t off s seh r

tihn l i ch . E~s ind farblose , G t eche~ d ri e ch ende Gase , d i e

sich i n \'!asser sehr Lu t Lö s e .i ,

Der 11a bno r ru" hoh e :.:; :i. ed e punk t \TO'(: HI~ (1 0, 5·e) wird durch

d i e ') 8. s s ers to.ffbr [ ~ck en 1"l ed i n gt . '::a f:i Se r S 'to f' f'b r-llc k en

zwi a ch en "L" -:\ 't omen (:r'- ll ••••• ~,\ ) ! 'l::~ben a l s }'o l g e d e r

star ken Po Lar i t '-i t d e r J?- T'~ -D iiJ d lmg d i e gri) fi t rn ö[, l i ch e

Bi ndu ngs en t ha.l p i e a l le r i!a ss e r s t o f fb r :.1c1:en Li.b e r h a u p t

( 25-35 k J /mol ) .

i\11e s ind 3 ;:" u r en , wobe i die ,:3:'1.urest ';rk e v on HF zu I-lJ

zuni mmt ; HJ i s t i m Vergleich zu den a n d eren Verb i ndungen

auf Gr und s e i n e r starken Asso ziati on der HP-J'.101 eki il e nu r

sehr schwach sauer .

Die Bi n dungs en t ha l p i en und die Thermostabili t Jt d er 'Jasser

s to f f v e r b i n dungen neh men v om HF zum HJ s tar k a b .

Versu ch 4 a : Dars t e l lung von HCl aus Na Cl und H2S04

Unter dem Ab zug verbindet man einen 300ml Kol b en mit

~\laschflasche und Ei n l e i tungsrohr, wobei in den Schlau ch-verbind un gen Glas a n Gl a s sto ßen s ol l und vor Begi n n des

Versuche s die Appa ratu r auf Dichti gkeit zu prü f en ist.

Di e \'/a s c h f las che f Ull t man so weit mit konzentrierter

H2S 04 , daß das Zul e i t ungs r oh r eben eintaucht. Im Kol b envermi scht man 15g Na Cl mit 60ml k a l t e r 80-%ige r Schwe f e l s äure, die man durch den Tropftrich ter einflie ßen l äßt.


Ha.+

Zunächst tri tt keine menkli.cne Reaktion e i.n , ~r",8.rmt

man den wieder verschlossenen Kolben, so entweicht HCl

Gas, das man in trockenen Gefäßen auffangen kann.

2..0 ."Pa. CL + HZ.sO 4 --. HCl l' 4-"vtl I{ <504

&00·(,~

Versuch 4b: Wasserlöslichkeit von HOlMan fi5..11 t einen 250n11 Rundkolben mi t der in Versuch 4aentstehenden Hel und 'verschlieP-t d.i.esn RundkoLban mi, t

einem Stopfen, der durchbohrt ist u~d durch dessen

Durchbohrung ein zur S:9i tze auarte zo gen es Gla,srohr f'üh'r t ,

Nun s t eLlt .nan das G9.l1.~e in einen m.i t \:\ra~ser gefüllten

Behtilter,in den man auch ein paar ~ropfen eines S~ure-

i nd i.kato r s geget'en hat. Sobald. (er ers te Tropfe}'} VlasseL'

durch das Glasrohr in den Rundkolben gelanet ist, steigt

die FIUBigkeit so sc~nell nach ohen, daß das Ganze wie

ein 3prin,g1)rllnnen. e r s c he Ln t , \-"8.. S dadur-ch zu s t and e Kommt,

daß sich der Großteil der IiCl schon in diesem einen

Tropfen "l,fa.sser gelöst ba t , Dadur-ch entsteht in d ern Rundkolben

e i.n z i eml.Lch s t ar'k e r Unt erd r-uck , wodur-ch das \'V8.sser sehr

SC11Ylell Y18-C11 oben gesot:e11 wi rd ,

\\\

+ fl2. 0 .J. Ci

+;/1-. 4 tcoa•.lllnOlChlorwasserstoff ist ein farbloses Gas von stechendem

Oe r-uch , Berne rken swe r t ist die außerordentlich große

Löslichkeit in Wasser (s.o.). In 11 Wasser lösen sich

bei 0·0 5251 HOl auf. Die wässrige L~sung nennt man

Salzs~ure. Die konzentrierte HOl des Handels hat meist

das spezifische Gewicht 1,19 , ist also 38%ig.Sie r auch t s t ar'k an feuchter Luf t Ul1.d wird daher auch

"rauchende Salzsä.ure" genannt.

Gasförmiger Hel kornmt in vulkanischen ExhaLat i.o nen vor.

Physiologisch von Wichtigkeit ist weiterhin das Vor

handensein von 0,3-0,4% Hel im Magensaft. Hier spielt

sie beim Eiweißabbau eine wichtige Rolle.


Versuch 5: Ätzwirkung des Fluorwasserstoffs auf Silikate

In einem Bleitiegel vermengt man etwas CaF2 mit konz.H2804 , bedeckt den Tiegel mit einem Objekttr~ger, der

auf der Unterseite mit Wachs überzogen ist, in das eine

Zeichnung eingeritzt wurde, und erwärmt unter dem Abzugauf dem Sandbad. Der gasförmig entweichende Fluorwasser

stoff ~tzt das Glas an den freiliegenden Stellen, indem

er mit Siliciumdioxid zu Siliciumtetrafluorid und Wasserreagiert~

(Cl 'i="2., + #2 s ()" ---IJJ. Co.SC't + ZH+0 4 u+ + S," (Jz. -..:a

S~·=F't .,. 2. Hz. 0~

.5;7=" '1& 2HF ---t Hz. s. ":F,

Irex8,fluorokiesls~j.ure bild.et mit den Kationen im Glas

(K, Na, Ca u.a.) entsprechende Hexafluorosilikate.

Vit e SC110Il oben erwähn t f811 t El.uo r beziie:lich einiger

Eigenschaften aus der Reihe der Ha.logene ein wenig heraus.

Bemerkenswert ist z.B. auch die Komplexbildung mit einigenRichtmeta11en, die zum Allfbau rler recht best~ndigen Anionen

Bi" 1- und Si"'P62

- fiihrt. All.ff,~i11ig ist die im Ve:~"'leichmi t den and Al' ,-:11 Jla Lo ger.en v i81 grö ßere 1 ,es t.3.11d LgkeI t der

Nt ch t.mo t.a'l I>Fluor-·· Ver'b Lndungcn g~ßen \!c-lsser; h i e r-au f

beruht die p-:"'l\:tisch und an~3J ytisch \vicl1'~-ige Reak t Lon rni t311ikaten.

Salzartige HaloGenide

Die A.lkali- UT1Cl Erdalkalirneta.lle (nli t Au s nahrne des

Beyllium) ergeben Halogenide von vorwie~end salzartigem

Charakter. 3ie kristallisiAren größtenteils in typischenIonenkristallen (NaCl-, CaF2-, Ti02-Struktur); bei

Erdalkalichloriden, -bromiden und -jodiden auch inSchichtstrukturen. .

ALs Folge des kleinen Ra.di.us des F--Ions bilden sich

die Fluoride unter besonders heftiger Reaktion und sind

oft schwerer löslich als die entsprechenden Verbindungenanderer Halogene.


Auch die Ubergangsmetalle bilden zahlreiche salzartige

Halogenide; im all~emeinen ist dabei der Salzcharakter

bei den Fluoriden am st~rksten ausgepr~gt. Bromide und

Jodide, in gewissen Fqllen auch die Chloride, zeigen

bereits deutliche Oberg~nge zur Kovalenzbindung (Deformation,

d.h. Polarisation der Anionen durch die relativ kleinenKationen) und damit zu Strukturen vom Typus der Atom

kristalle. Insolchen Fallen sinkt die Löslichkeit mitzunehmend kova.Len tem Charakter.

Versuch 6: ,silberhalogenidfä.llung und verhaI ten der

Silberhalogenide gegen Ainmor.i ak

r~1an ve r-se t z t starkverdtinnte und rni t HtT03

ange s.tue r t e KF-,

KCl-, KBr-.und KJ-Lösung tro~fenweise mit AgN03

•

Im Falle des KF passiert nichts, w~hrend das Cl- alswe i ne s ApCl al.tsf.~illt, Br- als .hellr:e11)esApBr und J

als ejf~el1)e8 AgJ.

+

+ ~~ + ",~;p .,.

L:: A. A

+ kt- +:+

Aj 1» y htlLjelb .,. ,vO..} - .J. lei

-AJL~ Y.() K AO

Zu den l'Tiedel~schl.;-.3.[~erl VOTl ~\gClt AgRr und .!\p-J gibt man

jeweils etwas 1%ige nB~; AgCl löst sich vollst~ndig auf,./

w~hrend im Falle des AgBr und AgJ keine merkliche Auf-

lösung festzustellen ist.

Gibt man konzentrierten ]\T"F-l 3 zu den heiden Niedersc]üägen,

so löst sich da~ AgBr auf, w8hrend AgJ auch hierin praktisch

unLö s'Li eh ist.


Die B'i Ldung des Silber-Kornplexes wird. dur-ch die Gleichung:

+

be achr-Leben , die irn ü Lei chr-ewi.ch t ZW8.r we i tr-ehend ,

aber nicht vollst~ndig auf der rechten Seite liegt.

In einer Df.ammins i Lbe r-eLösung sind also immer noch

hydratisierte Silber-Ionen in gering:er, vorn (~uadrat der

NH3-Konzentration abhijngiger Konzentration vorhanden.

Das verschiedene Verhalten der Silberhalogenide gegen

Ammoniak beruht nur auf ihrem unterschiedlichen Löslich

kei tsprodukt. In der gesö.ttigten AgCl-J.Jösung ist also die

Silberionenkonzentration rund 15mal so groß wie in der

ges8.ttigten AgBr-IJösung und rU11d 1000mal grö ßer als in

der AgJ-LÖsung. Verdünnter NH3

reicht im Falle des AgCI&US, um mit vorhanrlenen Ag+-Ionen oben genannten Komplexzu bilGen, dadurch sinkt aber die Silberionenkönzentration,

das Löslichkeitsprodukt wird unterschritten, und der

gesamtA Niederschlag löst sich schlie8lich auf.

Beim Silberbromid ist die Silherionenkonzentration der

ges~ttigten Lösung gerin~er. deshalb bedarf es einer

höheren Arnmon i ak -Kon z en tra t i.on , uin rnerkli ehe ;vlengen des

Silbers zum Dfamm i n-Kornpl ex zu b i.nd en , Beim Silberjodid

ist dieser Effekt wegBn der Berrenzung der AmmoniakKonzentration durch die Löslichkeits~renze dieses Gasesin \~/asser nicht meh.r zu e cr-e.l chen ,

Sauerstoffverbinduneen der Halogene

Alle Halogene bilden Verbindungen mit Sauerstoff.

Die Oxide sind ziemlich unbest~ndiße und reaktionsfihige

Verbindun~en, die größtenteilszu-exnlosionsartiger

Zersetzung neipen. Als einziges Halo8en hildet Fluorkeinerlei Ve rb i nrtungen , die Fluor in e Lner posi ti'ven

Oxirlationszahl, enthalten (zu hohe E~ des Fluor)

Sauerstofffluorirte: OF2, 02 F2 (sie enthalten also 0 in

der Oxidations7~hl +2 und +1)

Von diesen beLde: ~ -lerbindungen existiertjpdoch nur OF2 bei Zimmertemperatur.

113Chemie in der Schule: www.chids.de

r>.

l±J] HZpochlori te (- broi1J H e .- jodi te) :

entstehen durch Reaktion des elementaren Halogens mit Alkali

hyd rox i d Lössungen ro ~ MXz + 20H --. X + OX- ... Jl.zO

Sie zerfallen schon beim Stehen an Licht langsam in

Chlorid und 0na .~sc.Hypochlorite vermögen andere Teilchen durch direkte

Übertragung von O-Atomen zu oxidieren.

Die entsprechenden S~uren werden als unterhalogenige

Säuren bezeichnet und sind schwache Squren.

~ Chlorite:

lassen sich durch Reaktion von C102 mit Natriumperoxid

erhalten:+~ t!

UDz. + PCl2, ()Z -t 2. N~a~2 +-02-Sie werden Technisch zu Bleichzwecken verwendet.

entsprechende Brom- und .Iodve r-b i ndungen sind unbe kann 't ,

Chlorate (Bronlate, (Jodate):

Zu den Halogenverbindungen der Oxjdationszahl +5 gehört

eine Ariz.ahL ziemlich wichtiger Ver-b Lndunrren ,

KCI03

(Oxidationsrni ttel; Ln Z~lndh(51zern und Feuerwerk)

NaGl03 (Unkrautvertilgun~smittel)

NaBr03

und };aJ03

(Oxidationsmi ttel f'ür: Labo ratoriumszwecke )

Perchlorat (-bromat,-jooat):

Offenbar wegen ihrer hohen Symmetrie (regelm~ßig tetraedrisch

gebaut) sind die X04

- -Anionen ziemlich r-eak t Lon sttg ,

Auf diese Reaktionstr~gheit ist ihre Best~ndigkeit inKristallen und wäs s r-Lg en Lö surigen zur-üchzu t'üjrren ,

Perchlors~ure (HCl04 ) ist die einzi~e in reiner Form

darstellbare Sauerstoffs8.11re. Sie ist eine der stä.rkstenb ek arm ten Säu.ren.

Versuch 7: Bildung und Explosion von CI02

Man bringt eine Messerspitze Kcl03 in ein Reagenzelas und

befestigt dieses unter dem Abzug in schr~ger Stellung an

einem Stativ. Dann übergießt man das trockene Salz mit

etwa 3ml kon z , Schwefelsäure , stellt eine Bunsen-Fl:;,mme


unt e r die rvli.tn d lll1.g des Reagenzro11res und e chl i.e ß't d en

Abzug , Sobald das C111or(lioxid-Ga,~~ m.it der F18.rnme in

Beriihrung komrnt e r f'o Lrrt d i.e Expl.o s Lon ,

u 03 + U z ~O4 ---+ l-4 tl rJJ+ H J0'-f

t5" rtc +T... ~20

-HttO~ • Z. Cl. 0z t .... +I Cl <'lo,t u~.s flMt-4-ov lioVlltW"J f ...

v~Q.~ f.".ek)

+~ L1. 0

2- (1.02- • Uz t 2. 02-

I~~)(pl()&:"

Dieses griinlichgelbe Crllor(4 )-oxtd ist v on praktischer

Bed eu tunr- ; es wi r-d als i11eic}1Hli ttel f·ii.l~ Baurnwo Ll.e

und zu r TrLnkwas S e rd ps Ln fek ti 0.0 ·ver\verld e 't ,

BedeLltul1P: von Fll10r lJnrl ,Jod fiJ.r elen r·1enschen

Jodid ist no twerid i g zur Bildung deI:' Schilddrijsenhormone

T3 und T4

•

...,0


~, I

Versuch 8: Nachweis von Jodid in Thyroxin

r\1an bringt e twa.s 'l'hy r-oxdn in ein CLühr-öhr-chen , Dann führt

man in das schr~g gehaltene Röhrchen ein etwa 4mm langes,

sauberes StUckehen Natrium so ein, daß es kurz tiber der

Substanz liegt. Nun wird das Natrium mit einer kleinen

spitzen Flamme geschmolzen, damit es heiß in die Substanz

tropft. Man erhitzt noch kurze Zeit auf dunkle Rotglut

und bringt das glühende Rohr in 5ml destilliertes Wasser,

das sich in einem kleinen Becherglas befindet. Das

GI ührohr- zerspringt, 1111d. die wäßrLg e Lösung der Natrium

salzes kann nun zum Nachweis des Jodid-Ions verwendet

werden. Bei Zugabe von etwas AgN0 7 f~-tll teigeIbes AgJ aus.~

Tägliche Jodidbedarf flir den Menschen liegt bei 150 g.

Lnv.i eLen Gegenden kann dieser Bedarf nicht mehr- durch

das Grundwasser gedeckt werden, was zur Folge hat, daß

es zu einer Schilddr"tisenijl)erprod11ktin und zum SC]lild

dr-üs enwac ha turn korrunt , s o g enann te Kro p t'b i Ldung ,

Diesem kann vorgebeugt werden, indem man z.R. jodiertes

Speisesalz benutzt.

Ist es allerrtings schon zu einer Vergrößerung der Schild

drü.se F;"ek:oITlIneJ1, so muß 'I'hy ro x Ln cl .i r-ek t Ln Fo rrn 'von

T8"b]_etten einrr.enornrnerl werd en ,

CC11yroxin bc e i n f'Luß t ver8c~liedene Stoff~·JeCrlSelvorgr.inge,

es f'ö rd e r-t das \"!8,CI1StlI111 und d i e k ö r per-Lt cb e und feistige

En tw i ckl.ung , c~s ist f'e rn e r (:.1.r1 der Le Let.umraaupae sung

be t o i Llr t •

Flllortd s o i e I t bei der Verl1inc1f;I.~llrlp.: von Kar Le s fiir

unsere Zn.h.ne e i.n e wi cht i ge RoLl.e ,

~I.~skonnte gezet .-!" '(':rderl,daß 1)- ~;. e i.nem J?luoridgehal t des

TrirlkvJasse-r's ,.rOl'l 1-2 PpiTI F- ~-~/-60~/C weniger La r.t es au f t r l -tt

(" 18 bei gerin{~er ..L-q no r i cnal t i g em i~'Ja8~~'er.

Abe r auch d i e Anweridunrt ~iner fluoridh21 tigen Zahnpasta

k ann eine e r-hobLi che Kar-Lc ar-ed uk t l on V011 20-40)(, erreichen.


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Literatur :

B. R. Christen ; Grun dl 2.gen der a l Lg e rn e i nen und anorp;anischen

Chemie; Verlag Saue r'L 'tnd e r , Aarau und Pr-ank f'ur-t am Main;

und Verla g Mor i tz Diesterweg/Otto J alle V ~rlag , Verlag

Fr a nk f ur t a m ~ain; 5. , neu bearbeitete Auflage 1 9 7 7

Rolf FlUgeI ; Di e Chemie in Ve r s u ch en ; Te i l 1 :An orga n i s ch e

Chemie

Hollernann - '/fi berrr ; Lehr-bu ch d er ano rrran i sch en Che mie ;

\Val tel' d e Gry ter- Derli n-if e wl ork 19 76 , 81. - 90. Auflage

Le hrbu ch d C I' Che mi e , vo rn e i n e n. ;\ U toren ko 11 ek t i v;

VEB Deutscher 've r lag f iir Gcu nd s t offind ustrie-Lei pz i g , 1 g82

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\'Jei nh e i m- I;e wYo r l-; , 1 ~j ' 7 6

Orf-:c-m iku m, vo n 8 Ü18 1i l Au t o r-en koL'l ekti v ; \f '::~ J3 Deutsch e r

V erl~~ d er J i ss ens chdf t en Re r l i a 10SA

H.Re my; Lehr bu c h d or '-; l:.or f';::'l.n i scl')c n S ~! e r n "i e t J~ 8.n d 1;

Akad euii s ch e lr 2 rl;Jg8 ~~<?3 e l l s c: haft Ge e s t +:i.'ort ig KG Lei n zi v 1060

,"; ch rn i d t/The't.'s; Phy s Lo Lo.r.i e c. c s .Ien s cr.e n , ;::; ",ringe:c-Verlag

Be r Li n He i d e Lb e.rg l': e wlo r l< 1 ~2 3


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