2.2 Halogene

Question 1

Halogene - Chemisches Verhalten

Answer 1

X + Metalle ==> salzartige (mit Alkali, Erdalkali), kovalente (M mit hoher Oxidationszahl)

X + Nichtmetalle ==> kovalente Bindungen

X + Wasserstoff ==> kovalenten, gasförmige HX in alkalischer Lsg ==> Disporportionierung

Question 2

Interhalogenverbindungen

Answer 2

kovalent, polar neutral bei gerade Atomanzahl erweitert ==> Polyhalogenid-Anionen (ungerade zahl)

Question 3

Pseudohalogene

Answer 3

anorganische Atomgruppe mit Halogeneigenschaften

Question 4

Pseudohalogene Eigenschaften

Answer 4

bilden einwertige Anionen Salze schwer löslich disproportionieren in alkalischer Lsg substituieren Halogene bilden interpseudohalogene

Question 5

Beispiele Pseudohalogene

Answer 5

HCN Cyanwasserstoff (Blausäure) HOCN Cyansäure HCNO Knallsäure HSCN Thiocyansäure HN₃ Stickstoffwasserstoffsäure

Question 6

PRAKTIKUM Einteilung der Anionen

Answer 6

Carbonate und Hydrogencarbonate CO₃^2-

Schwefelhaltige Anionen SO₃^- , SO₄^2-

Halogenidanionen Cl^- , Br^- , I^-

Cyanidhaltige Anionen SCN^- , [Fe II/III (CN)₆]^-

Arsenhaltige und phosphorhaltige Anionen PO₄^3- Stickstoffhaltige Anionen NO₂^- , NO₃^-

Spezielle Anionen SIO₄^4-, BO₃^3-, C₂O₄^2-, CH₃COO^-

Question 7

PRAKTIKUM Halogenidanionen

Answer 7

Polarisierbarkeit nimmt zu Festkörperstruktur Ionen- → Schichtgitter Salzcharakter nimmt ab Kovalenzcharakter nimmt zu

Question 8

Halogenidanionen - Ursprungssäuren

Answer 8

Halogenwasserstoffe: farblose, stechend riechende Gase dissoziieren in wässriger Lsg Ausnahme HF: kristallines HF ⇒ zick-zack-Ketten (HF)_x gasförmiges HF ⇒ Gleichgewicht zwischen gewellten Ringen (HF)₆ und HF- Molekülen stabile H-Brücken

Question 9

Halogenwasserstoffsäuren

Answer 9

sehr gute löslichkeit in Wasser dissoziieren darin in solvatisierte Ionen

Question 10

Nachweise Fluorwasserstoff (HF) und Fluoride

Answer 10

Wassertropfenprobe, Ätzprobe mit SiO₂:

SiO₂ + 4 HF → SiF₄ + 2 H₂O

SiF₄ + 2 HF → H₂SiF₆

mit Borsäure H₃BO₃: 4 HF + H₃BO₃ ⇔ H[BF₄] + 3 H₂O

Question 11

ionische Fluoride

Answer 11

leicht löslich: AgF, KF, CsF mäßig löslich: NaF schwer löslich: LiF, CaF₂, SrF₂, BaF₂, CuF₂, PdF₂

Question 12

kovalente Fluoride

Answer 12

Lewis Säuren: BF₃, AsF₅, SbF₅

Question 13

Verwendung von Fluorwasserstoff und Fluoriden

Answer 13

Kryolitproduktion UF₄^- Umwandlung zu Uranoxiden und Uran FCKW (Halogenkohlenwasserstoffe) Aromatische Fluorverbindungen Entfernung von Sand aus Gaserzeugnissen

Question 14

Umweltproblematik durch FCKW

Answer 14

Ozonabbau

Question 15

Def. Supersäure

Answer 15

höhere Acidität als von 100% Schwefelsäure

Question 16

Chlorwasserstoff (HCl) und Chloride + Wasser

Answer 16

vollständige Dissoziation Bei 0°C lösen sich in 1 Volumenanteil Wasser 507 Volumenanteile HCl bilden ein azeotropes Gemisch (20%, siedepunkt 110°C) oder Salzsäure (konz. 38%)

Question 17

Chlorwasserstoff (HCl) und Chloride + unedle Metalle

Answer 17

M + HCl –> MCl + 0,5 H₂ Alkali und Erdalkali regieren heftig

Question 18

Verwendung von Fluorwasserstoff und Fluoriden

Answer 18

Kryolitproduktion UF4- Umwandlung zu Uranoxiden und Uran FCKW (Halogenkohlenwasserstoffe) Aromatische Fluorverbindungen Entfernung von Sand aus Gaserzeugnissen

Question 19

PRAKTIKUM Bromid + H₂SO₄

Answer 19

2 Br^- + H₂SO₄ ⇔ 2 HBr + SO₄^2-

bei Erwärmung Bildung von Mischung aus HBr und Brom (braune Dämpfe)

Reduktion der Schwefelsäure zu Schwefeldioxid

2HBr + H₂SO₄ → Br₂ (flüchtig) + SO₂ + 2 H₂O

Question 20

PRAKTIKUM Iodid + H₂SO₄

Answer 20

2 I^- + H₂SO₄ ⇔ 2 HI + SO₄^2-

HI sehr aktives Reduktionsmitte, Oxidation zu Iod (violette Dämpfe) 6 HI + H₂SO₄ → 3 I₂ (flüchtig) + S + 4 H₂O In Anwesenheit von Stärke bildet Iod Ketten im Inneren, dunkelblaue Färbung

Question 21

Chlorwasserstoff (HCl) und Chloride + edle Metalle

Answer 21

reagieren nicht

Question 22

ionische Chloride

Answer 22

leicht löslich: Erdalkalichloride (Alkalichloride) schwer löslich: AgCl, PbCl₂, HgCl₂, Hg₂Cl₂

Question 23

kovalente Chloride

Answer 23

hydrolysiern in Wasser (Kohlenstoffchloride nicht) AlCl₃ reagiert explosionsartig mit Wasser AlCl₃ + 6 H₂O → [Al(H₂O)₆]³⁺ + 3 Cl^-

Question 24

PRAKTIKUM Fluorid + H₂SO₄

Answer 24

2 F^- + H₂SO₄ ⇔ 2 HF + SO₄^2- Reaktion mit silicathaltigen Stoffen (Porzellan, Glas) SiO₂ + 4 HF ⇔ SiF₄ + 2 H₂O SiF₄ + 2 F^- ⇔ [SiF₆]^2-

Question 25

PRAKTIKUM Chlorid + H2SO4

Answer 25

2 Cl^- + H₂SO₄ ⇔ 2 HCl + SO₄^2-

färbt blaues Lackmuspapier rot mit konz. NH₃ weißer Nebel von Ammoniumchlorid NH₃ + HCl → NH₄Cl

Question 26

PRAKTIKUM Bromid + H₂SO₄

Answer 26

2 Br^- + H₂SO₄ ⇔ 2 HBr + SO₄^2-

ei Erwärmung Bildung von Mischung aus Brom und HBr (braune Dämpfe)

Reduktion der Schwefelsäure zu Schwefeldioxid
2 HBr + H₂SO₄ → Br₂ (flüchtig) + SO₂ + 2 H₂O

Question 27

PRAKTIKUM Iodid + H₂SO₄

Answer 27

2 I^- + H₂SO₄ ⇔ 2 HI + SO₄^2- HI sehr aktives Reduktionsmittel, Oxidation zu Iod (violette Dampfe)

6 HI + H₂SO₄ → 3 I₂ (flüchtig) + S + 4 H₂O In Anwesenheit von Stärke bildet Iod I₆- Ketten im inneren der Amylose-Helix ⇒ dunkelblaue Färbung

Question 28

PRAKTIKUM Halogenide + H₂SO₄ + MnO₂

Answer 28

2X^- + 4 H⁺ + MnO₂ → Mn²⁺ + 2 H₂O + X₂

X= Cl,Br,I

Bildung von freien Halogenen (ausser Fluor) Voraussetzung: gleich Menge MnO₂ und feste Halogenide, hinzugabe von H₂SO₄, langsam erwärmten

Question 29

Nachweis freier Halogene

Answer 29

Bleichen von angefeuchteten Lackmuspapier Erstickenden und stechenden Geruch Farben (Br₂=braun, I₂=violett, Cl₂=grünlich) I₂ färbt Stärkepapier blau, Br₂ orange Cl₂ und Br₂ färben eine Stärke-KL-Lsg blau, durch die Ox von I^- zu I₂ entsteht ein blau gefärbter Komplex

Question 30

Bildung von Silberhalogenid

Answer 30

Ag⁺ + Cl^- → AgCl (fällt aus) (weiß)

Ag⁺ + Br^- → AgBr (fällt aus) (blassgeld)

Ag⁺ + I^- → AgI (fällt aus) (gleb)

Question 31

Lösen der Silberhalogenide mit NH₃

Answer 31

AgX ⇔ Ag⁺ + X^- K=K_L (AgX)

Ag⁺ + 2 NH₃ ⇔ [Ag(NH₃)₂]⁺ K= β₂ = 2*10⁷ mol^-2/2

—->

AgX + 2NH₃ ⇔ [Ag(NH₃)₂]⁺ + X^- K= β₂ * K_L

Lage des Gleichgewichts wird durch Kl bestimmt

Kl (AgCl) = 1,6*10^-10 mol²l^-2

Kl (AgBr) = 5*10^-13 mol²l^-2

Kl (AgI) = 1*10^-16 mol²l^-2

Question 32

Iod und Chlor

Answer 32

2 I^- + Cl₂ → I₂ + 2 Cl^-

Überschuss an Chlorwasser

I₂ + 5 Cl₂ + 6 H₂O → 10 HCl + 2 HIO₃

I₂ + 3Cl₂ → 2 ICl₃ (Entfärbung)

Question 33

Brom und Chlor

Answer 33

2 Br^- + Cl₂ → Br₂ + 2 Cl^-

Überschuss an Chlorwasser

Br² + Cl² → 2 BrCl (Farbumschlag nach geld)

Question 34

Silicat SiO₄^4-

Answer 34

Ursprungssäure: H₄SiO₄

sehr schwache Säure, einfachste Sauerstoffsäure

in monomerer Form und größer Verdünnung (<2*10^-3 mol/l) in bestimmten ph (2-3) einige Tage beständig

bei größeren/kleinen pH oder höherer Konz. –> intermolekulare Wasserabspaltung

Hohe Tendenz zur spontanen Kondensation zu Polykieselsäuren

Question 35

Nachweis von Silicat

Answer 35

Wassertropfenprobe

CaF₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2 HF

4 HF + SiO₂ → SiF₄ + 2 H₂O

3 SiF₄ + 3 H₂O → H₂SiO₃ + 2 H₂[SiF₆]

Question 36

Sauerstoffsäuren der Halogene

Answer 36