AC 2 - Metalle Flashcards

Question

Techn. Prozess: | Röstreaktion, Gewinnung von Hg aus Zinnober

Answer 1

Rösten: Reduktion von Metallsulfiden HgS (Zinnober) + O2 --> HgO + SO2 HgS + 2 H2O --> 3Hg + SO2

Answer 2

Schlacke bspw CaSiO3, Ca2SiO4 oder FeSiO3, Fe2SiO4

Answer 3

Für Elemente die schon gediegen (edle M) vorkommen als Reinigung. Komplexbildung wird genutzt. Auflösung (Ox.) von Au mit KCN und Pressluft: 2 Au + H2O + O2 + 4 KCN --> 2 K[Au(CN)2] + 2 KOH Ausfällen z.B mit Zink-Staub: 2 K[Au(CN)2] + Zn --> K2[Zn(CN)4] + 2 Au

Answer 4

Oben Rein: Fe-Erze (Hämatit Fe2O3, Magnetit Fe3O4) + Koks (C) + Zuschläge (Quarz und Kalk) ``` Reduktionszone: bei 400grad: Fe2O3 + CO --> Fe3O4 + CO2 ... 700grad: Fe3O4 + CO --> FeO + CO2 ... direkte Reduktion: Schacht: C+ CO2 --> 2 CO (= Boudouard-GG) ... 1200grad: FeO+ CO --> Fe(s) + CO2 ``` Kohlensack: 1600grad: 2Fe(s) --> Fe (fl) 2C + O2 --> 2CO Wind/Luft dazu bei 2300grad Schlacke (CaSiO3, Ca2SiO4) Eisen

Answer 5

Nach dem Lintz-Donauwitzer-Verfahren... - Aufblasen von O2 auf Fe-Schmelze in Konvertern ``` Im Elektrostahlwerk... - Einpressen von Luft (Thomas-Verfahren): Fe23C + Fe(Schrott) + Fe2O3 (Rost) --> 26Fe + CO/CO2 ```

Answer 6

Brennen von Magnesit MgCO3 + O2 --> MgO und CO2 Carbochloriwrung MgO + Cl2 + C --> MgCl2 + CO Elektrolyse MgCl2 bei 750 --> Mg + Cl2

Answer 7

Bspw für Mangan oder Cobalt 3 Mn3O4 (Hausmannit) + 6 Al --> 9 Mn + 4 Al2O3

Answer 8

Befreiung von Eisen... TiO2 + 2C + 2Cl2 (Kreisgas) --> TiCl4 + 2 CO Destillation TiCl4 + O2 --> TiO2 + 2Cl2

Answer 9

Reduktion mit Ca 2LaF3 + 3Ca --> 2La + 3CaF2

Answer 10

1) Erze mahlen und durch Flotation trennen 2) Lösen in NaOH (50%) , 150grad Ln(OH)3 3) Komplex + NO3- + TBP (Mischer-Scheider) 4) Solventextraxtion (Ionentausch) 5) Reduktion der Halogenide mit Ca (Schmezfluss)

Answer 11

Bei Lanthanoiden, die Auftrennung der verschiedenen Lanthanoide (da sie fast immer in Verbindung auftreten). Unterschied in Komplexbildung z.B. bei der Solventextraktion mit Tributylphosphat (TBP=(nbu-O)3PO), bei der es zur Bildung von Addukten Ln(NO3)3*3 TBP. Solventextraktion => mehrere hundert einzelne Trennungen und in sog. Mischer-Scheider-Batterien

Answer 12

Bspw AlN, GaN, InN AlSb..........InSb (Bandlücke so variabel)

Answer 13

Luftmörtel... härten nur an Luft aus. Hierzu gehören Kalk und Gips Kalk: Kalklöschen: CaO + H2O --> Ca(OH)2 Erhärten: Verlust von Wasser Abbinden: Ca(OH)2 + CO2, langsam --> CaCO3 + H2O Gips: chemisch CaSO4, entsteht als Abfallprodukt bei der Entschwefelung. Hier liegen vollkommen andere Gründe für das Abbinden vor als beim Kalk, das Abbinden erfolgt schnell mit Wasser unter Bildung des Dihydrates: CaSO4*1/2H2O ---> CaSO4 *2 H2O das als verfilzte Nadeln für die Stabilität des Produktes verantwortlich ist. Das Besondere dieses Erhärtungsprozesses ist: Volumenzunahme

Answer 14

Kalk und Gips

Answer 15

(Zement und Beton) härten unter Wasser (durch Hydratisieren) aus Zur Herstellung des Zementklinkers wird CaCO3 mit Alumosilicaten (Tone, also Schichtsilicate) und Quarz bei 1450oC im Drehrohrofen gebrannt. komplizierter Prozesse, bei denen im wesentlichen der Alumosilicat-Verband der Tonminerale und von Quarz (S) durch CaO (C) zu Inselsilicaten (C3S, C2S) und Dialuminaten abgebaut wird. etc etc.....Klinkerherstellung

Answer 16

Chelatkomplexe sind stabiler als Komplexe des gleichen Zentralatoms mit einzähnigen Liganden. Grund: thermodynamisch, Erhöhung der Entropie bei der Komplexbildung, z.B. ausgehend von den Wasserkomplexen. [Cu(H2O)4]2+ + en ---> [Cu(H2O)2(en)]2+ + 2 H2O Teilchen Zahl wird erhöht. Chelatliganden verdrängen damit normalerweise alle einzähnigen Liganden. Bsp Ni2+ Ni-tetra-Aqua-Komplex (hellgrün) -> Amin-Komplex (blau) -> Ethyldiamin-Komplex (violett)

Answer 17

Farbigkeit nur bei Ionen, die keine abgeschlossene Elektronen-Konfiguration besitzen. Bei Komplexen entsteht es durch Anregung von d-Elektronen und hängt auch von den jeweiligen Liganden ab. Bsp: TI3+ als [Ti(H2O)6]3+ ist rötlich violett [Ni(H2O)6]2+ Grün [Ni(NH3)4]2+ Blau kräftiger weil Tetraeder

Answer 18

Tetraeder: t2 oben und e unten. (3oben, 2unten) Oktaeder: t2g unten und eg oben. Elektrostatische WW zwischen Atom und Liganden. Orbitale t2 (xy, xz, yz) - zw den Achsen e (x2-y2; z2) - auf den Achsen Bei Oktaeder liegen Liganden auf den Achsen. Daher e oben!

Answer 19

``` V2O5 mit Zn und H+ [VO2(H2O)4]+ (Gelb) [VO(H2O)5]2+ (Blau) [V(H2O)6]3+ (Grün) [V(H2O)6]2+ (violett) ```

Answer 20

Polymorphie: b. c.c. (α-Fe) - 906oC f. c.c. (γ-Fe) - 1401oC b. c.c. (δ-Fe)

Answer 21

kovalent Summe EN groß, Delta EN klein [ Oktettregel, teilen vom e] ionisch Delta EN groß [ Coulomb WW von Ionen, Edelgaskonfiguration] metallisch Summe EN klein, Delta EN klein [ Teilchen in Kasten, Überlappung vieler Zustände]

Answer 22

H+ H : Hohe OS, Harte Liganden W+W : (wenig) Niedrige OS, Weiche Liganden

Answer 23

Al | Alpha-Keggin-Ion : POMs

Answer 24

LiNiO2 + 6C --(laden)--> NiO2 + LiC6 Hierbei wird die Möglichkeit der Intercalation/Deintercalation von Lithium ausgenutzt. An der Kathode wird Li+ reduziert bzw. in den Graphit der Elektrode eingelagert. Dies ist an der goldfarbenen Belegung der Elektrode zu erkennen (Bildung des Li-Intercalates). Das Intercalat reagiert mit Wasser wie reines Lithium, bildet also LiOH (basische Reaktion!) und Wasserstoff (Bläschen-Bildung).

Answer 25

Poly-Oxo-Metallate Die Metall-Atome sind üblicherweise Übergangsmetalle der Gruppen 5 oder 6 in hohen Oxidationszahlen, das heißt, ihre Elektronenkonfiguration ist d0 oder d1. Beispiele sind Vanadium(V), Niob(V), Tantal(V), Molybdän(VI), und Wolfram(VI), wobei die größte Zahl der heute bekannten Polyoxometallate aus den beiden letztgenannten Metallen aufgebaut sind. Wie die einzelnen Ionen (der Übergangsmetalle) in wässriger Lösung vorliegen, hängt von der Koordinationszahl gegen O2-/OH-/H2O-Liganden ab, d.h. von der Oxidationsstufe und von der Hauptquantenzahl. Abhängig von pH-Wert, und ebenfalls von der Oxidationsstufe des Metallions. Zusätzlich treten gerade bei den Oxidationsstufen zwischen IV und VI pH-abhängig Kondensationsreaktionen zu sog. Isopolyanionen (die protonierten Spezies nennt man Isopolysäuren) mit grossen Clustern auf. Diese Anionen werden aktuell als sog. POMs = 'polyoxometallates' vor allem für Anwendungen in der Katalyse wieder vermehrt untersucht.

Answer 26

Diamagnetisch sind alle Stoffe, deren Atome, Ionen oder Moleküle abgeschlossene Schalen oder Unterschalen haben. Sie besitzen kein resultierendes magnetisches Moment, da sich die Spinmomente und die Bahnmomente der Elektronen kompensieren. Die meisten Substanzen sind diamagnetisch, weil die ungepaarten Elektronen der Atome bei der Bildung von Verbindungen abgesättigt werden.

Answer 27

Atome, Ionen und Moleküle, in denen ungepaarte Elektronen vorhanden sind, besitzen ein permanentes magnetisches Moment. Ohne äußeres Feld sind die magnetischen Momente statistisch verteilt und heben sich daher gegenseitig aus. Mit äußerem Feld richten sich die magnetischen Momente in Feldrichtung aus. Die paramagnetische Suszeptibilität ist unabhängig von der Feldstärke, aber temperaturabhängig (T-Zunahme wirkt der Ausrichtung entgegen).

Answer 28

Ferro: Parallele Ausrichtung der Spins Fe, Co, Ni, Gd, Dy, EuS, CrO2 Ferri: Die meisten Spins in eine Richtung (wenige in die andere) Spinelle und Granate Hystereseschleife um Dauermagnete zu bekommen. Legt man Feldstärke an, steigt Magnetisierung zu einem Höchstpunkt (vollständige Spinausrichtung) an und wenn Feld weggenommen wird geht es nicht wieder auf Null zurück, sondern bleibt dann bei der Remanenzmagnetisierung Mr. --> Permanentmagnet.

Answer 29

Tritt auf bei d7, d9 (und d4) Ionen der Übergangsmetalle auf. Dadurch werden Orbitale mit z-Anteil energetisch abgesenkt. Vor allem d-z2-Orbital --> Gestrecktes Oktaeder

Answer 30

Ist Delta (Aufspaltung) größer als die Spinpaarungsenergie, entsteht ein low-Spin-Komplex. Beim Wechsel vom high-spin-Zustand zum low-spin-Zustand wird das 4. Elektron auf dem um Delta energetisch günstigeren t2g-Niveau eingebaut, es wird also Energie gewonnen. Andererseits erfordert Spinpaarung Energie.

Answer 31

OH = Reduktion des Oxids mit H2 ``` Für Elemente, die sowohl Carbide als auch intermetallische Phasen mit Aluminium bilden, muß die teure Reduktion mit H2 (OH) eingesetzt werden. Dieses Verfahren ist nur für die Herstellung von Molybdän und Wolfram erforderlich. Z.B. erfolgt die Herstellung von Wolfram durch Reduktion von WO3 mit Wasserstoff: CaWO4 + Na2CO3 --> Na2WO4 + H+ ---> WO3 + H2 ---> W ```

Answer 32

HA = Reduktion der Halogenide mit Ca, Mg... Scandium zusätzlich SE = Schmelzflusselektrolyse

Answer 33

OC = Reduktion des Oxids mit C Bei Cobalt zusätzlich Reduktion mit Ca, Al... möglich (=OA) Bei Zink zusätzlich wässr. Elektrolyse (=WE)

Answer 34

OA = Reduktion des Oxids mit Ca, Al... 3 Mn3O4 + 8 Al --> 9 Mn + 4 Al2O3 oder WE = wässrige Elektrolyse

Answer 35

SO = Reduktion des Sulfids --> Röstreaktion Hg mit Zinnober HgS

Answer 36

Li/Mg - ähnliche Rkt bei Verbrennung an Luft Ba/Al - Amphoterie mit OH

Answer 37

``` Alit: Ca2[SiO4] Blit: Ca3[SiO4](CO) Dialuminat: Ca4[Al2O7]C4A) ```

Answer 38

Roheisen hat 2-4% C-Anteil Stahl hat 0.5-1.5%

Answer 39

W am höchsten schmelzend 6. Gruppe jeder Periode hat max. Schmelzpunkt vorne und hinten (also Gruppen 3,4 und 11,12) nimmt von oben nach unten ab. in Mitte, 6. Gruppe, nimmt von oben nach unten zu.

Answer 40

Kette : 1-3 (2mal) Schicht : 2-5 Gerüst : 3-8 Ring : 6-18 Granat : 3-5-12

Answer 41

DADO - Komplexbildner, der mit Schwermetallsalzen, wie Ni-, Fe-, Bi-, Co-, Cu-, Pb-, Pt-, Pd- und Re-Salzen farbige Chelatkomplexe bildet. Das N koordiniert, also zweizähniger Ligand. Ni - rosarot (hier Ligand-Ligang-CT Grund für Farbigkeit) Besonders das rosarote[6] bis himbeerrote[7], sehr schwer lösliche Bis(diacetylglyoximato)nickel(II) (Nickel-Dimethylglyoxim-Komplex; [Ni(dmg)2]) in ammoniakalischer Lösung dient als qualitativer Nickel(II)-Nachweis und wird zur quantitativen Bestimmung (Fotometrie) für Nickelsalze genutzt.

Answer 42

Der Grund für diese Ähnlichkeiten liegt in der ähnlichen Größe des Verhältnisses von Ionenradius und positiver Ladung des Atomkerns. Bsp Be und Al (teils kovalente Bdng) Li und Mg

Answer 43

Chemisch und physikalische Eigenschaften sehr unterschiedlich, obwohl beide aus C bestehen --> C Atome unterschiedlich angeordnet Graphit: hexagonale Schichten Diamant: tetraedrisches gitter

Answer 44

``` C: 2.5 Si: 1.7 Ge: 2.0 Sn: 1.7 Pb: 1.6 ```

Answer 45

Etwa bis zur 6. Gruppe (Cr, Mo, W...) nehmen die Schmelzpunkte und Gitterenergien zu und ab da wieder ab. Umgekehrt bei den Atomradien. Warum? Hängt mit der steigenden Kernladung zusammen und der Tatsache, dass die (n-1)-d-Orbitale kernnäher sind und dadurch mit steigender Kernladung im Verlauf energetisch stärker energetisch abgesenkt werden als die s-Orbitale. Während anfangs (d.h. bei den Gruppen 3 bis ca. 6 rum) die s-Orbitale energetisch weit niedriger als die d-Orbitale liegen, deren Energie aber mit jeder Gruppe wegen der Kernladung absinkt, überschneidet es sich irgendwann, sodass im weiteren Verlauf die d-Orbitale niedriger als die s-Orbitale liegen, da diese eben kernnäher sind. Die Ionenradien der ÜM nehmen aber stetig ab (die s-Elektronen werden da mit reingerechnet)

Answer 46

Von edel zu unedel (Positives standard potential) Au - Pl - Ag - Cu - H (Standard) - Sn - Fe - Zn - Al (Negatives standard potential)