Simon Halfmann, Kay Weckermann,

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1 Simon Halfmann, Kay Weckermann, Alexander Witte

2 Einleitung it Charakterisierung der Elemente Elektronegativität Elektronenkonfiguration Aggregatszustand Schmelzpunkt/Siedepunkt Reaktivität Relevanz für den menschlichen Körper Gefahren Vorkommen Verwendung Fluor Brom Iod Gewinnung Fluor Brom Iod Quellen/Literatur

3 Element: Fluor F 2 Brom Br 2 Iod I 2 Elektronegativität 4,1 2,7 2,2 Elektronenkonfiguration [He]2s 2 2p 5 [Ar]3d 10 4s 2 4p 5 [Kr]4d 10 5s 2 5p 5 Aggregatszustand im Standardzustand Gasförmig Flüssig Fest Schmelzpunkt 53 K 266 K 387 K Siedepunkt 85 K 332 K 457 K

4 Fluor F 2 Brom Br 2 Iod I 2 Fluor ist das Reaktivste der 3 Elemente; es reagiert (bis auf wenige Ausnahmen) nur zu F -I. Organische Verbindungen werden oftmals komplett abgebaut. Höchste Elektronegativität Brom reagiert ähnlich wie Chlor, jedoch deutlich schwächer. Wichtige Reaktionen in der organischen Chemie. Durch Feuchtigkeit wird die Reaktivität wieder erhöht. Erneute Abnahme der Reaktionsstärke. Iod kann Polyiodidverbindungen eingehen ([I 3 ] - ). Niedrigste Elektronegativität

5 Fluor F 2 Brom Br 2 Iod I 2 Die Wirksamkeit von Fluor im menschlichen Körper ist umstritten, lediglich in den Knochen und zum Kariesund Zahnschutz kommt es in Form von Fluorid F - vor. Es ist nicht bekannt, das Brom für den Menschen eine wichtige biologische Funktion erfüllt. O C T+ Iod ist in der Hormonproduktion der Schilddrüse relevant für die Hormone Thyroxin und Triiodthyronin. C T+ N N Xi

6 Element Fluor F 2 Brom Br 2 Iod I 2 Verbindung Flußspat CaF 2 Totes Meer und in Kryolith Na 3 AlF 6 Solen Orte des Vorkommens Fluorapatit Ca 5 (PO 4 ) 3 F Mexiko, China, Südafrika, Spanien, Russland Meerwasser Bromargyrit AgBr China, Vereinigten Staaten, Jordanien, Israel Lautarit Ca(IO 3 ) 2 Natriumiodat NaIO 3 Natriumperiodat NaIO 4 Kolumbien, Ägypten, Kalifornien, Chile Flußspat CaF 2 Bromargyrit AgBr Lautarit Ca(IO 3 ) 2

7 Reines Fluor wird hauptsächlich zur Produktion von Uranhexafluorid UF 6 verwendet, welches eine wichtige Rolle in der Anreicherung von 235 U zur Kernspaltung einnimmt. Fluorierung von Kunststoffen zur besseren chemischen Beständigkeit. Links unfluorierter Kunststoff, rechts fluoriert

8 Als Desinfektionsmittel löst es Chlor ab. Früher Verwendung als Reizmittel/Kampfmittel (Tränengas). Oxidationsmittel in Form von Bromaten. Bestandteil von Medikamenten zur Behandlung psychischer Beschwerden.

9 Auch Iod kann in gewissen Bereichen Chlor als Desinfektionsmittel ablösen. Zusatzstoff von Speisesalz (iodiertes Speisesalz). Katalysator für chemische Reaktionen (vor allem in der organischen Chemie). In der Fotoindustrie als Silberiodid AgI.

10 Element Fluor F 2 Brom Br 2 Iod I 2 Großtechnisches Verfahren Labormaßstabs- Verfahren H. Moissan Verfahren Gewinnung aus Edelmetallfluoriden durch Erhitzen Umsetzung von Bromidsalzen mit Chlorgas Herstellung durch Oxidation von Bromid mit Chlorgas Reduktion von Natriumiodat durch Schwefeldioxid Oxidation von Iodid mithilfe von Permanganat zu Iod

11 Gewinnung von HF aus Flußspat CaF 2 : CaF 2 + H 2 SO 4 CaSO HF Anschließende Gewinnung von F 2 per Elektrolyse: 2 HF F 2 + H 2 Bei 70 bis 130 C und mithilfe von KF wird die Elektrolyse durchgeführt. H 2

12 Edelmetallkationen sind dazu in der Lage, in gewissen Grenzen Fluorid zu Fluor zu oxidieren. Bsp: 2 AgF 2 2 AgF + F 2 Problem: Das entstehende F 2 ist sehr reaktiv und muss sofort in einen passenden Behälter geleitet werden.

13 Brom wird aus Calciumbromid gewonnen, indem das Bromid durch Chlorgas oxidiert wird. CaBr 2 + Cl 2 Br 2 + CaCl 2 Optional kann das Calciumbromid zuvor durch Erhitzen aus Calciumbromat gewonnen werden. Ca(BrO 3 ) 2 CaBr O 2

14 Die beste Methode, Brom im Labor zu produzieren, ist die Einleitung von Chlorgas in eine Bromidlösung. Die dabei stattfindende Reaktion ähnelt jener der großtechnischen Gewinnung. 2 Br - + Cl 2 Br Cl -

15 Iodate werden mit schwefliger Säure zu Iodsäure HI reduziert: IO H 2 SO 3 HI + 2 H 2 SO 4 + HSO - 4 Synproportionierung von IO 3- und I - zu I 2 : IO HI +H + 3 I H 2 O Als Gesamtreaktion lässt sich formulieren: 2 NaIO H 2 O + 5 SO 2 Na 2 SO H 2 SO 4 + I 2 Das Iod kristallisiert als Feststoff aus und kann so leicht gewonnen werden.

16 Iodid wird mithilfe von Permanganat zu Iod oxidiert und kristallisiert als unlöslicher Bestandteil im Wasser aus: 2 MnO I H + 2 Mn I H 2 O Das Iod lässt sich somit leicht von den anderen Reaktanden abtrennen. Iod, in Wasser und in Hexan gelöst.

17 neu wiki :08 Halogene.pdf : 11:42 clb.de/home_files/clb05-11brom.pdf : :11 Eberhard Gerdes Qualitative anorganische Analyse 2. Auflage, / : : x634.jpg :29