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C, Si, Ge, Sn, Pb ns 2 np 2 Zunahme v. Dichte, Atomradius, metall. Charakter Abnahme v. Ionisierungsenergie, Elektronegativität.

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1 C, Si, Ge, Sn, Pb ns 2 np 2 Zunahme v. Dichte, Atomradius, metall. Charakter Abnahme v. Ionisierungsenergie, Elektronegativität

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3 CKohlenstoff Vorkommen: Elementar (Diamant, Graphit) Carbonate CaCO 3 Kalkstein Marmor Kreide MgCO 3 Magnesit MgCO 3 ∙ CaCO 3 Dolomit div. „Spate“ Erdöl Kohle (Anthrazit ~ 91%C Steinkohle ~ 85%C Braunkohle ~ 70%C…) CO 2 (in Luft und Wasser) in tierischen und pflanzlichen Organismen

4 Diamant Mohshärte 10 (Talk = 1) hohes Lichtbrechungsvermögen sp 3 -hybridisiert – Diamantgitter Isolator ρ = 3,51 kg dm -3 Graphit weich schwarz sp 2 -hybridisiert – hexagonales Schichtgitter guter elektrischer Leiter ρ = 2,27 kg dm -3 SiO 2 +3C2CO↑SiC+SiC(gr.)+ 2000°C>2200°C Retortengr., Pyrographit, Glasographit, Koks, Ruß, Aktivkohle…

5 Diamantstruktur

6 Graphit-Struktur 141,5pm 335pm

7 Fullerene Buckminsterfulleren C60

8 Kohlestruktur nach Shinn (Fuel 63 (1984), 1187

9 Isotope: 12 C 98,89% 13 C 1,11% 14 C Spuren (radioakt.) N 14 7 n 1 0 C 14 6 H (Höhenstrahlung) als 14 CO 2 in Atmosphäre 14 C : ( 12 C + 13 C) ≈ 1 : → entspr. 15,3 Zerfälle/min/gC Radiocarbonmethode (W.F. Libby)

10 CO Kohlenstoffmono(o)xid + II farblos, geruchlos, brennbar giftig! (MAK: 30 ppm) isoelektronisch mit N 2 ! Darstellung: Technisch: 1) „Generatorgas“ O 2 (Luft)+2C (Koks)2CO(+ N 2 )∆H = -221 kJ 2) „Wassergas“ H2OH2O+C (Koks)COH2H2 +∆H = +131 kJ 3) Boudouard-Gleichgewicht CO 2 C+2CO∆H = +173 kJ Labor: 4) HCOOHH2OH2OCO+ Ameisensäure Verwendung:Reduktionsmittel; Synthese v. CH3OH, v. gesättigten u. unges. Kohlenwasserstoffen („Fischer-Tropsch“), Ameisensaeure, Phosgen (COCl2)

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12 CO 2 Kohlenstoffdioxid + IV Eigenschaften: farblos, geruchlos, NICHT brennbar; hohe Wasserlöslichkeit (1,713 l CO 2 pro l H 2 O bei 0°C, 1 bar) sublimiert bei -78,5°C „Trockeneis“ als Kühlmittel Darstellung: Technisch: 1)O2O2 +CCO 2 ∆H = -394 kJ 2) „Kalkbrennen“ CaCO 3 ∆ CaOCO 2 ↑+∆H = +176,6 kJ Labor: 3) CaCO 3 2HCl+CaCl 2 H2OH2O+CO 2 ↑+ (im Kipp) Verwendung:Feuerlöscher; Lebensmittelindustrie (Sodawasser, chockgefrieren, Kaltmahlen…) Versuch

13 Treibhauseffekt Die von der Erde abgestrahlte langwellige elektromagnetische Strahlung liegt zwischen 800 nm und 3000 nm Wellenlänge (IR) und wird von den Treibhausgasen H 2 O, CO 2, O 3, N 2 O und CH 4 absorbiert. Ohne diese hätte die Erde eine mittlere Oberflächentemperatur von -18°C! GasKonzentration in der Luft Anteil am natürlichen Treibhauseffekt (%) Anteil am zusätzlichen Treibhauseffekt (%) Relativer Anstieg der Konzentration im Jahr (%) H 2 O (g) variabel *62,4 CO ppm21,8500,4 O3O3 0,01-0,10 ppm7,37 0,7 ** H2OH2O0,31 ppm4,350,3 CH 4 1,65 ppm2,4131,0 * bis 4 Vol% ** in der Troposphäre (bodennahes Ozon)

14 Absorptionsspektrum der Atmosphaere 17 % der eingestrahlten Sonnenenergie werden durch die Atmosphaere absorbiert (durch Gase).

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16 H 2 CO 3 Kohlensäure CO 2(aq) H2OH2O+H 2 CO 3(aq) nur 0,1% als H 2 CO 3 K 1 = [H + ][HCO 3 - ] ([CO 2 ] + [H 2 CO 3 ]) = 1,72 x Jedoch: K 1 ’ = [H + ][HCO 3 - ] ([CO 2 ] + [H 2 CO 3 ]) = 4,16 x Carbonate und Hydrogencarbonate isoelektronisch mit NO 3 -, SO 3 NaHCO 3 schwerlöslich Alkalicarbonate gut H 2 O löslich

17 CS 2 Kohlenstoffdisulfid Kp: 46,2°C char. Geruch, leicht entzündlich, sehr giftig! Darstellung: C (CH 4 )S2S2 + >600°C CS 2 (+ H 2 S) Verwendung: Lösungsmittel; Darstellung v. Viskoseseide, Zellwolle; Darstellung v. CCl 4 (CS 2 + 3Cl 2 → CCl 4 + S 2 Cl 2 ) Thiokohlensäure, Thiokarbonate CS 2 +2NaSH H2SH2S+Na 2 CS 3 CS 2 +(NH 4 ) 2 S (NH 4 ) 2 CS 3 +HClNH 4 ClH 2 CS 3 + Versuch: 3 N 2 O + CS 2  3 N 2 + CO + SO 2 + S

18 CX 4 X = F, Cl, Br, I CF 4 stabilste C-Verbindung CCl 4 : als Lösungsmittel, in Feuerlöschern; zieml. giftig; karzinogen? CBr 4, CI 4 CF 2 Cl 2 : Freon COX 2 X = F, Cl, Br COCl 2 : Phosgen sehr giftig!

19 HCN Hydrogencyanid farblose Flüssigkeit (Kp: 26°C) hohe Dielektrizitätskostante ε = 107 (25°C) sehr giftig! Geruch nach bitteren Mandeln wässr. Lösung = Blausäure Darstellung: 1)Oxidation v. Kohlenwasserstoffen in Gegenwart v. NH 3, z.B. Andrussov- Prozess: CH 4 - IV +NH 3 3/2 O – 1200°C HCN + II +3H 2 O+ Pt – Rh Pt - Ir 2) Nebenprodukt bei Herstellg. Organ. Nitrile (z.B. Acrylnitril CH 2 =CH–CN) Verwendung: für organ. Synthesen, z.B. oder NC(CH 2 ) 4 CN Adiponitril Methylmethacrylat HCN -III+I+II

20 Rettungsset bei einer Blausäurevergiftung Cyanokit® Bestandteile: Hydroxocobalamin Indikation: Nach Vergiftungen mit Blausäuregas und Cyaniden, beim Einatmen von blausäurehaltigen Rauchgasen, die noch weitere asphyktische Gase enthalten, wodurch die Anwendung von 4-DMAP eingeschränkt ist. Zusammensetzung: Es steht in einer Packung mit zwei Flaschen à 2,5 g gefriergetrockneter Substanz plus je 100 ml 0,9 %ige Kochsalzlösung zur Verfügung. Durch eine sterile Überführungseinrichtung gelangt das Antidot in diese Lösung und wird durch kurzes Schütteln restlos aufgelöst. Dosierung: Die Initialdosis von 5 g (Kinder: 2,5 g bzw. 70 mg/kgKG) wird i.v. verabreicht. Bei schweren Vergiftungen kann diese Dosis ein- bis zweimal wiederholt werden. 200 mg Hydroxocobalamin binden 1 mg CN. Wirkungsmechanismus: Hydroxocobalamin wirkt als Cyanidfänger. Es bindet Cyanid im Plasma indem der Hydroxoligant durch einen Cyanoliganten ersetzt wird. Das dabei entstandene Cyanocobalamin wird rasch im Urin ausgeschieden.

21 CN - Cyanide isoelektron. mit CO, N 2, NO +, C 2 2- Pseudohalogenid! Darstellung: 1) Historisch – CASTNER-Verfahren Na+NH 3 NaCN+3/2 H 2 C+ 2) „Neutralisationsprozess“ MOH+HCN (g, l) MCN+H2OH2O Verwendung: 1) „Cyanidlaugerei“ für Au, Ag; z.B. 8CN - +2H 2 O4Ag++O2O2 4[Ag(CN) 2 ] - 4OH - + 2) Galvanotechnik 3) Organ. u. anorgan. Synthesen Na 4 [Fe(CN) 6 ] ∙ 10H 2 O; K 4 [Fe(CN) 6 ] ∙ 3H 2 O ungiftig wegen Stabilität des [Fe(CN) 6 ] 4-

22 (CN) 2 Dicyan farbloses, giftiges, brennbares Gas lineares Molekül Darstellung: 1)Hg(CN) 2 ∆ Hg+(CN) 2 2)2Cu 2+ 4CN - ++(CN) 2 2CuCN + I [Cu(CN) 4 ] 3- Überschuss CN - Pseudohalogen (CN) 2 2OH - +OCN - CN - +H2OH2O+ + III+ II+ IV

23 Cyansäure Isocyansäure Knallsäure (Fulminate) Thiocyansäure Isothiocyansäure

24 Carbide: Darstellung: a)aus den Elementen (T ≥ 2000°C) b)Oxid + C c)Metall + Kohlenwasserstoffe 1)Salzartige Carbide 1., 2., 13. Gr.; Lanthanoide, Actinoide) z.B.:C 4- MethanideBe 2 C, Al 4 C 3 C 2 2- AcetylideNa 2 C 2, CaC 2, Ag 2 C 2 (C 3 4- Li 4 C 3, Mg 2 C 3 ) 2) Einlagerungs-Carbide (interstitiäre) Übergangsmetalle, spez. 4., 5., 6. Gr.) TiC, ZrC, HfC, VC, NbC, TaC; MoC, WC; M3C (M = Fe, Co, Ni, Mn); Cr-Carbide 3) Kovalente Carbide SiC (Carborundum), Borcarbid SiO 2 +3C2CO+ el. Ofen SiC Versuche: CaC H 2 O  Ca(OH) 2 + H 2 C 2

25 SiGe Vorkommen: Silicate (Alkali- Erdalkali- Al-, Fe-…) SiO 2 (Quarz, Bergkristall, div. Halbedelsteine) Germanit (Cu 6 FeGe 2 S 8 ) Eigenschaften: spröde, Halbmetalle Diamantstruktur KZ = 4 Halbleiter Variieren d. elektr. Eigenschaften durch Dotieren → p-Leiter (Defektleitung) (+ B, Ga, In) n-Leiter (Überschussleitung) (+ P, As, Sb)

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27 Herstellung von reinem Silicium 1) Unreines Si: SiO 2 +2C (CaC 2 )2CO+Si (+ Ca) (Fe 2 O 3 SiO 2 ++CFerrosilicium) 2) a)SiO 2 +2C+2Cl 2 SiCl 4 2CO+ Si+2X 2 SiX 4 b) Reinigung v. SiX 4 durch fraktionierte Destillation c) Reduktion v. SiX 4 α)α)SiCl 4 +4NaSi+4NaCl β)β)SiX 4 (X = Cl, Br)+2H 2 Si+4HX γ) Therm. Zersetzung von SiI 4 („van Arkel-Verfahren“) d)weitere Reinigung durch Zonenschmelzen (Reinheit bis 1 in 10 6 ; ppm; und sogar bis 1 in 10 9 ; ppb!)

28 Si n H 2n+2 Polysilanen ≤ 15 Ge n H 2n+2 Polygermanen ≤ 9 +4H 2 OSi(OH) 4 SiH 4 4H + + mit zunehmender Kettenlänge nimmt Stabilität ab Darstellung: 1)Mg 2 Si Mg 2 Ge 4HCl (aq) +MgCl 2 + SiH 4 GeH 4 (+ Polyhydride) 2)SiCl 4 GeCl 4 LiAlH 4 +LiCl+ SiH 4 GeH 4 AlCl 3 +

29 Beständigkeit von C-H-Verbindungen im Vergleich zu Si-H-Verbindungen 1) E(C-C) ≈ E(C-O) 347 kJ mol kJ mol -1 E(Si-Si) << E(Si-O) 222 kJ mol kJ mol -1 2) C-Atom hat keine d-Orbitale, dadurch Angriff erschwert; Umwandlung metastabiler C-Verbindungen in stabilere (CO 2 + H 2 O) kinetisch gehemmt. Si-Atom hat d-Orbitale 3) Beim C-Atom Mehrfach-Bindungen möglich; beim Si p π -p π schwieriger, weil p-Orbitale weniger überlappen!

30 SiX 4 GeX 4 X = F, Cl, Br, I Beständigkeit nimmt ab F → I feuchtigkeitsempfindlich, Hydrolyse mit H 2 O Darstellung: a)Oxid + HX b)Oxid + C + X 2 c)Si, Ge + X 2 SiF 4 gasförmig, zieml. beständig „Gasätzen“: 4HF+SiO 2 SiF 4 +2H 2 O (SiF 4 +2HFH 2 [SiF 6 ]) Hexafluorokieselsäure

31 Silicate SiCl 4 Si(OH) 4 „Orthokieselsäure“ 4NaOH+SiO 2 Na 4 SiO 4 +2H 2 O konz. Lsg. = Natronwasserglas Na 4 SiO 4(aq) +H + (z.B. HCl) SiO 2 ∙ xH 2 O Kieselgel (Silicagel) Die Orthokieselsäure neigt zur KONDENSATION! 2H 4 SiO 4 H2OH2OH 6 Si 2 O 7 + Ortho-Dikieselsäure → H 2n+2 Si n O 3n+1 Polykieselsäuren (kettenförmig) → (H 2 SiO 3 ) n Metakieselsäuren (ringförmig) SiO 4 -Tetraeder

32 Silicat-Ionen

33 Silicate 1) Inselsilicate (Orthosilicate)[SiO 4 4- ] Zircon ZrSiO 4 ; Olivin (Mg, Fe) 2 SiO 4 2) Gruppensilicate (Disilicate)[Si 2 O 7 6- ] Thortveitit Sc 2 Si 2 O 7 3) Ringsilicate (Metasilicate)[SiO 3 2- ] n n = 3; 6 Benitoit BaTiSi 3 O 9 Beryll Al 2 Be 3 Si 6 O 18 IIIVIIIII 4) Kettensilicate [SiO 3 2- ] ∞ „Pyroxene“ …… Enstatit MgSiO 3 Diopsid CaMgSi 2 O 6

34 5) Bandsilicate [Si 4 O 11 6-] ∞ „Amphibole“ Chrysotil [Mg 6 (OH) 6 ][Si 4 O 11 ]xH 2 O Hornblendasbest [Ca 2 (Fe,Mg) s (OH,F) 2 ][Si 8 O 22 ] II 6) Schichtsilicate (Blatt-) [Si 2 O 5 2- ] ∞ Talk [Mg 3 (OH) 2 ][Si 4 O 10 ] Kaolinit [Al 4 (OH) 8 ][Si 4 O 10 ] Pyrophillit und Montmorillonit [Al 2 (OH) 2 ][Si 4 O 10 ] Alumosilicate (Al 3+ statt Si 4+ ) Glimmer Muscovit [KAl 2 (OH) 2 ][AlSi 3 O 10 ] 7) Gerüstsilicate (Tectosilicate) alle O-Atome mit je 2 Si-Atomen verknüpft → [SiO 4/2 ] ∞ = [SiO 2 ] ∞

35 Ersatz v. 1/4 d. Si-Atome durch Al „Feldspate“ z.B. Orthoklas K[AlSi 3 O 8 ] Ersatz v. 1/3 d. Si-Atome durch Al „Zeolithe“ z.B. Chabasit [Na 2,Ca][Al 2 Si 4 O 12 ] ∙ 6H 2 O (Trockenmittel, Adsorbens, Molekularsiebe, Ionenaustauscher) Ersatz v. 1/2 d. Si-Atome durch Al z.B. Lasurstein (Lapislazu.. → Ultramarin) Na 6 [Al 6 Si 6 O 24 ]xNa 2 S 2

36 Sodalith, Zeolith & Faujasit

37 GLÄSERunterkühlte Silikatschmelzen Weichglas Na 2 CO 3 +CaCO 3 +SiO 2 (Na 2 SO 4 + C) 1000°C GLAS 13% Na 2 O, 12% CaO, 75% SiO 2 Kali-Kalk-Glas K 2 O statt Na 2 O Gerätegläser SiO 2 teilw. d. Al 2 O 3 u. B 2 O 3 ersetzt (Pyrex, Jenaer) TONWAREN Tongutporöser Scherben Tonzeugdichter Scherben ZEMENT CaCO 3 + Tone vermahlen, + H 2 O, bei 1500°C gesintert („Klinker“), gemahlen: Portlandzement (Ca-Al-Silicate) Mörtel (Ca(OH) 2 + Sand + H 2 O)

38 SiO 2 Quarz (hex.) Tridymit (hex.) Cristobalit (kub.) Abarten von Quarz: Bergkristall, Rosen-, Rauchquarz, Amethyst Quarz in Gesteinen: Granit, Gneis, Glimmerschiefer Amorph: Opal, Achat, Onyx OPTISCHE AKTIVITÄT: SiO 2 → saures Oxid ⋯> Silikate Linksquarz Rechtsquarz QUARZGLAS – unterkühlte Quarzschmelze STISHOVIT – Hochdruckmodifikation GeO 2 eher saures Oxid ⋯> Germanate M 4 GeO 4 ; (M 2 GeO 3 ) x II

39 Silicone polymere Kieselsäurederivate mit Si-O-Si Bindung, einzelne OH-Gruppen durch organische Reste ersetzt. ROCHOW-Synthese: 2CH 3 Cl+Si °C Cu (CH 3 ) 2 SiCl 2 durch Hydrolyse: SilanoleR 3 SiOH SilandioleR 2 Si(OH) 2 SilantrioleRSi(OH) 3 Kondensation:Öle Harze Elastomere

40 Siliconöle n(Si) = 20…500 Siliconkautschuk

41 Zinn (Sn) Blei (Pb) Vorkommen SnO 2 (Zinnstein) PbS (Bleiglanz) PbCO 3 (Weiß-) PbCrO 4 (Rot-) PbMoO 4 (Gelb-) PbWO 4 (Scheelbleierz) StannumPlumbum Darstellung a)Röst-Reduktions-Verfahren 1) Rösten zu PbO, SnO 2 2) Reduktion mit C in Schachtöfen (SnO 2 ) bzw. Hochöfen (PbO) b) Röst-Reaktions-Verfahren (Pb) 1) Unvollständiges Rösten 3PbS+3O 2 PbS+2PbO+2SO 2 ↑ 2) Reaktion unter Luftabschluss PbS+2PbO3Pb+2SO 2 ↑

42 Eigenschaften von Sn und Pb weiche, niedrigschmelzende Metalle Sn: silberweiß, auswalzbar (Stanniol!) α-Sn ⇌ β-Sn 13,2°C grau, KZ 4 metallisch, KZ 6 „Zinnpest“ (Napoleon, Scott) + heiße konz. HNO 3 : SnO 2 ∙ xH 2 O + kalte verd. HNO 3 : Sn(NO 3 ) 2 +IV +II Pb: bläulich-grau; dehnbar, aber geringe Zugfestigkeit +½ O 2 Pb(OH) 2 H2OH2OPb+ Bleivergiftung! gegenüber verd. H 2 SO 4 und HCl beständig → PbSO 4 und PbCl 2 sind schwerlöslich!

43 Verbindungen v. Sn und Pb Oxidationsstufe +II u. +IV Stabilität v. +IV nimmt ab Sn → Pb Stabilität v. +II nimmt zu Sn → Pb Sn 2+ -Vbdgn: typische Salze, Reduktionsmittel!! Sn(IV)-Vbdgn: eher kovalent, ähnlich den entsprech. Si- und Ge-Vbdgn. Pb 2+ -Vbdgn: Salze, beständig (keine Red.-mittel) Pb(IV)-Vbdgn: wenig beständig, starke Oxidationsmittel!! alle Pb-Verbindungen sind giftig!

44 Zweiwertige Verbindungen Protolyse: H+H+ Sn(OH) 2 H2OH2OSn 2+ + OH - [Sn(OH) 3 ] - [Sn(OH) 6 ] 4- Stannat(II) = Stannit Pb 2+ H+H+ OH - „Pb(OH) 2 “ OH - [Pb(OH) 3 ] - Pb(OH) 2 ∙ PbO Plumbat(II) = Plumbit SnCl 2 ← Sn + HCl PbX 2 : schwer löslich in H 2 O SnS: keine Thiosalze! PbCrO 4 : „Chromgelb“; PbCrO 4 ∙ PbO = „Chromrot“ 2PbCO 3 ∙ Pb(OH) 2 : „Bleiweiß“ Pb(CH 3 COO) 2 : „Bleizucker“

45 Vierwertige Verbindungen SnO 2 prakt. unlöslich SnO 2 H+H+ Pb 3 O 4 „Mennige“ leuchtend rot eig. Pb 2 PbO 4 „Blei(II)-orthoplumbat(IV)“ Na 2 [Sn(OH) 6 ] (aq) +NaOH Schmelzen lösl. Stannat OH - SnO 2 ∙ nH 2 O (als Gel) („α-Zinnsäure“) („β-Zinnsäure“) Altern PbO 2 starkes Oxidationsmittel PbO 2 OH - [Pb(OH) 6 ] 2- Plumbat(IV) PbO 2 ∆ ½ O 2 PbO+ +II +IV PbO 500°C Luft Pb 3 O 4 SnCl 4 : ← Sn + Cl 2 PbCl 4 : wenig beständig SnS 2 : bildet Thiosalze! M 2 SnS 3 ; M 4 SnS 4 II

46 Bleiakkumulator Anode: Pb (s) SO PbSO 4 (s)2e - + Kathode: 2e - +PbO 2 (s)SO H + +PbSO 4 (s)+2H 2 O Die Kathode besteht aus einem Gitter aus Blei, das mit Bleidioxid beschichtet ist. Zellpotential: Das Zellpotential beträgt etwa 2 V; in einer Batterie mit 12 V sind sechs Zellen in Serie geschaltet.

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63 Erdalkalimetalle Vorkommen: Nur als Verbindung CaSO 4 * 2H 2 OGips CaSO 4 Anhydrit CaF 2 Flussspat Mischungen aus Ca 5 [(OH)(PO 4 ) 3 ], Ca 5 [F(PO 4 ) 3 ], Ca 5 [Cl(PO 4 ) 3 ] sind Apatit im Knochen: Hydroxylapatit = Ca 5 [(OH)(PO 4 ) 3 ] Darstellung: Schmelzflusselektrolyse

64 Eigenschaften und Verbindungen bis auf Ra sind es Leichtmetalle < 5g/cm 3 Oxidationsstufe +II Schraegbeziehung BeAl Be ist carcinogen Erdalkalimetalle sind unedel und reaktiv Ca + 2 H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 Oxide:CaO, MgO, BaO, BaO 2

65 Verwendung: Mg:Leichtmetalllegierungen Grignard Synthesen Ca:“Brennen” der Carbonate CaCO 3 CaO + CO 2 CaO + H 2 OCa(OH) 2 H = -63kJ “geloeschter” Kalk Verwendung im Moertel (zusammen mit Sand und Wasser) Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 OHaerten des Moertels Sulfate:CaSO 4 * 2H 2 OGips CaSO 4 Anhydrit CaSO 4 * 1/2H 2 O gebrannter Gips CaSO 4 * 2H 2 O Gipshaertung H2OH2O

66 3 Mg + N 2 Mg 3 N 2 H=-1929kJ/mol Ca 3 N H 2 O3 Ca(OH) NH 3 Erdalkali-Carbonate, - Sulfate, -Phosphate sind schwer loeslich, im Gegensatz zu den Alkalimetallen. Loesen von gesteinsbildenden Carbonaten: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 temporaere Haerte:Durch erhitzen reversibel permanente Haerte:Erdalkalisulfate Alkalipolyphosphate (Calgon) verhindern eine Faellung von CaCO 3

67 Vollentsalzung durch Ionenaustauscher: Kationentauscher:polymere organische Saeuren 2 H + R - + Ca H 2 OCaR H 3 O + Anionenaustauscher: 2 R’ + OH - + SO 4 2- (R’) 2 SO OH - Regeneration!

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69 Alkalimetalle Vorkommen: Lithium, Rubidium, Caesium:selten Natrium, Kalium:weit verbreitet NaCl- Ablagerung durch Eintrocknen praehistorischer Meere enthaelt auch K- und Mg-Salz Na +, K + Physiologie, Zellfluessigkeiten Interstitium (ECF)Cell (ICF) K Na Concentration (mmol/kg H 2 O)

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71 Darstellung Schmelzflusselektrolyse (Eisen)Kathode(Kohle)Anode 2 NaCl2 Na+Cl 2 2 KCl2 K+Cl 2 Eigenschaften Wichtigste Oxidationsstufe: +1 sehr reaktiv, unedler Charakter 2 K + 2 H 2 O 2 K OH - + H 2 Aufbewahrung unter Petroleum 2 Li + H 2 2 LiH SchraegbeziehungLiMg BeAl BSi

72 Verwendung lithiumorganische Verbindungen Li 2 CO 3 in der Psychiatrie Nastarkes Reduktionsmittel auch Trockenmittel z.B. fuer Ether Verbindungen Li 2 OLithiumoxid Na 2 O 2 Natriumperoxid KO 2 KaliumhyperoxidIonengitter, Ionenradien! O 2- + H 2 O2 OH - O H 2 O2 OH - + H 2 O 2 2 O H 2 O2 OH - + H 2 O 2 + O 2

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74 Hydroxide:stark alkalisch NaOHNa + aq + OH - aq Peroxide: O 2 2- [ O O ] 2- OZ : -I diamagnetisch Alkaliperoxide gelb; Hydrolyse: Me 2 O 2 2 Me + + O 2 2- O H 2 OH 2 O OH - in Atemgeraeten Na 2 O 2 + CO 2 Na 2 CO 3 + ½ O 2 Als Oxidationsmittel, in Bleichbaedern, Aufschlussmittel H2OH2O Versuch

75 Li Li 2 O NaNa 2 O 2 KKO 2 Kaliumhyperoxid Hyperoxide HO 2 nur unterhalb von -60 Grad Celsius KO 2, RbO 2, CsO 2 :orangerot [ O O ] - paramagnetisch ! OZ : -1/2 2 KO H 2 O2 KOH + H 2 O 2 + O 2 4KO CO 2 2 K 2 CO O 2 O2O2 O2O2 O2O2


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