Anorganische Peroxide und Radikale. Von Aktivsauerstoff und Treibhauseffekt

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1 Anorganische Peroxide und Radikale Von Aktivsauerstoff und Treibhauseffekt

2 Peroxide Peroxobindung -O-O- Peroxidanion O 2 2- Zwei gleichsinnig polarisierte R-O Bindungen Lange Bindung zwischen den Sauerstoffatomen ( 149pm ) Sollbruchstelle Metastabil Zerfällt leicht Reaktiv

3 Wasserstoffperoxid Schmelzpunkt: -0,4 C Siedepunkt: 150 C Farblose Flüssigkeit Zerfällt stark exotherm 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 H r = -196kJ Bis zu 35 %-ige Lösungen

4 Wasserstoffperoxid Starkes Oxidationsmittel im Sauren und Alkalischen H 2 O 2 + 2H + + 2e - 2H 2 O Gegenüber starken Oxidationsmitteln Reduktionsmittel H 2 O 2 O 2 + 2H + + 2e - ( 11,62 = (pks Saurer als Wasser O 2-2 ist starke Base, allerdings schwächer als O 2-

5 Herstellung Technisch Im Labor: BaO 2 + H 2 SO 4 BaSO 4 + H 2 O 2

6 Anwendung In Putzmitteln Aktivsauerstoff Schwimmbaddesinfektion Bleichen von Papier, Textilien, Holz Bleaching Blondieren Gemälderestauration Raketentriebwerke Nachweis von Blut

7 Anwendung Desinfektion: 3 %-ige Lösung Kontaktlinsen Zahnmedizin Gesichtscreme Sterilisation: 30 %-ige Lösung Lebensmittel Industrie Bessere Haltbarkeit Schimmelbekämpfung

8 Eigenschaften Peroxidanionen O 2 2- sind leicht polarisierbar zur Stabilisierung große, gering polarisierte Kationen Verbindungen mit Na +, Li 2+ und Ba 2+ Kalium, Rubidium und Cäsium bilden Superoxide

9 Natriumperoxid Gelbes Pulver ( s ) Darstellung: 2 Na(s) + O 2 (g) Na 2 O 2 Bis 500 C thermisch stabil Zerfall: Na 2 O 2 + 2H 2 O H 2 O NaOH Reagiert explosionsartig mit oxidierbaren Substanzen Anwendung: Sauerstofflieferant: Na 2 O 2 + CO 2 Na 2 CO 3 + ½ O 2

10 Lithiumperoxid Leicht gelbe Kristalle Stabil bis 195 C Darstellung: 2LiOH + H 2 O 2 Li 2 O H 2 O Anwendung In Raumschiffen zur Sauerstoffversorgung Li 2 O 2 + CO 2 Li 2 CO 3 + ½ O 2 Härtung von Polymeren

11 Bariumperoxid Weißes Pulver Brandfördernd Darstellung:Ba + O 2 BaO 2 Stabil bis 800 C 2 BaO 2 BaO + O 2 Anwendung ( Pyrotechnik Sauerstoffüberträger (Thermitgemischen, Entfärben von Bleigläsern Bleichen von Stroh und Seide

12 Vom Peroxid zum Radikal Radikalreaktionen oft bei wenig oder unpolaren Bindungen z.b. H-O-O-H Photolytische Spaltung Thermolytische Spaltung Dissoziation durch Redox-Reaktionen HO-OH + Fe 2+ HO + HO - + Fe 3+

13 Radikalbildung Homolytische Spaltung Braucht weniger Energie als heterolytische Spaltung HCl H + Cl H = +429 kj/mol HCl H + + Cl - H = kj/mol Gilt nur in der Gasphase

14 Eigenschaften Atom, Molekül oder Ion mit mindestens einem ungepaarten Elektron Radikal: HO Diradikal: Triradikal: Benzol dem 3 Wasserstoffeatome entfernt wurden Sehr reaktiv Paramagnetisch

15 Radikale Abbau von Kunststoff ( Autoxidation ) Biologische Prozesse auf der Erde: Verderben von Lebensmitteln, Altern Durch Antioxidantien beugen wir dem vor

16 Sauerstoff Permanentes Diradikal Bindungsordnung 2 Oxidationsmittel Metastabil Unter Normalbedingungen reaktionsträge

17 Stickstoffmonoxid ½ N 2 + 1/2 O 2 NO H B = +90kJ/mol Farbloses, giftiges Gas Bis etwa 400 C metastabil Zwischenprodukt bei der Salpetersäureherstellung Herstellung: Ostwald-Verfahren 4 NH O 2 4 NO + 6 H 2 O H = -906kJ/mol

18 Anwendung Botenstoff im Körper: Blutgerinnung, Blutdruck Erweitert die Blutgefäße der Lunge Medizin: bei zu hohen Blutdruck im Lungenkreislauf und Lungenfunktionsstörungen Potenzmittel Prüfgas zur Kalibrierung von Messgeräten

19 Stickstoffdioxid Braunes, giftiges Gas Zwischenprodukt bei der Salpetersäureherstellung Zerfällt ab 150 C 2NO 2 2NO + O 2 Starkes Oxidationsmittel Wird reduziert zu NO 2 +

20 Stickstoffoxide Stratosphäre Abbau von Ozon: NO + O 3 NO 2 + O 2 Troposphäre 2NO + O 2 2 NO 2 NO 2 + O 2 NO + O 3

21 Hydroxyl-Radikal Entsteht kurzzeitig bei der Knallgasreaktion Eines der häufigsten Radikale in der Atmosphäre In der oberen Atmosphäre aus Ozon und Wasser durch UV-Spaltung: O 3 O 2 + O O + H 2 O 2 OH Reagieren weiter mit Stickstoffoxiden und Kohlenstoffmonoxid

22 Quellen ( Meyer Grundlagen der Allgemeinen und Anorganischen Chemie (Christen, ( Riedel ) Allgemeine und Anorgansiche Chemie ( Beran Chemie einfach alles (Atkins, ( Müller Chemie (Mortimer, ( Riedel ) Anorganische Chemie ( Willner Allgemeine und Anorgansiche Chemie (Binnewies, Jäckel, ( Wiberg Lehrbuch der anorganischen Chemie (Holleman, ( Reaktionen(Sykes Wie funktionieren organsiche Internetquellen: Teil_Anorganische_Chemie_-Teil1.pdf