Modul BCh 1.2 Praktikum Anorganische und Analytische Chemie I

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1 Institut für Anorganische Chemie Prof. Dr. R. Streubel Modul BCh 1.2 Praktikum Anorganische und Analytische Chemie I Vorlesung für die Studiengänge Bachelor Chemie und Lebensmittelchemie Die ins Netz gestellte Foliensammlung soll Sie vom schnellen Mitschreiben entlasten. Sie erspart Ihnen jedoch keinesfalls das Lernen mit Büchern. Die Folien sind nur für Ihren eigenen Gebrauch bestimmt ein Vervielfältigen und Verbreiten ist nicht gestattet. Es sind weiterhin an vielen Stellen absichtlich Auslassungen vorhanden, die von Ihnen zu ergänzen sind. r.streubel@unibonn.de

2 Themenübersicht 1. Die chemische Reaktion 2. Chemie der wässrigen Lösung 3. SäureBaseReaktionen 4. ReduktionOxidationsReaktionen 5. Einführung in nasschemische Analysemethoden 6. (Nachweis)Reaktionen von HGEVerbindungen (I) 7. (Nachweis)Reaktionen von HGEVerbindungen (II) 8. (Nachweis)Reaktionen von HGEVerbindungen (III) Folie 1

3 Wichtige Einzelaspekte von BrönstedtSäuren (zu 18 s. Vl3: Nomenklatur von Chlorsauerstoffsäuren und ihren Salzen/Anhydriden: HClO: Hypochlorige Säure/ ClO => Hypochlorite / Cl 2 O (Ox.zahl: +I) HClO 2 : Chlorige Säure / ClO => Chlorite / () (Ox.zahl: +III) HClO 3 : Chlorsäure / ClO 3 => Chlorate / () (Ox.zahl: +V) HClO 4 : Perchlorsäure / ClO 4 => Perchlorate / Cl 2 O 7 (Ox.zahl: +VII) LewisFormeln (und mesomere Grenzstrukturen): HClO ClO Cl 2 O HClO 2 ClO 2 HClO 3 ClO 3 HClO 4 ClO 4 Cl 2 O 7 Folie 2

4 Beständigkeit: Nur Perchlorsäure ist in reiner Form beständig (!) Darstellung der Perchlorsäure: Darstellung des PerchlorsäureAnhydrids: 4 HClO 4 + P 4 O 10 Redoxreaktionen: Säuren (und Salze!) mittlerer Ox.stufe sind besonders im Sauren starke Oxidationsmittel Chloroxide: gemischtvalente Verb. (z.b. Cl 2 O 4 ) oder Radikale (z.b. ClO 2 ) Folie 3

5 Nomenklatur von Schwefelsauerstoffsäuren und ihren Salzen/Anhydride: H 2 SO 2 : Sulfoxylsäure / SO 2 => Sulfoxylate / SO (Ox.zahl: +II) H 2 SO 3 : Schweflige Säure / SO 2 => Sulfite / SO 2 (Ox.zahl: +IV) H 2 SO 4 : Schwefelsäure / SO 4 => Sulfate / [SO 3 ] (Ox.zahl: +VI) H 2 SO 5 : Peroxoschwefelsäure / SO 5 => Peroxosulfate / () (Ox.zahl: +VI) LewisFormeln (und mesomere Grenzstrukturen): H 2 SO 2 SO 2 SO H 2 SO 3 SO 3 SO 2 H 2 SO 4 SO 4 SO 3 H 2 SO 5 SO 5 Folie 4

6 Beständigkeit: Nur Schwefel(VI)säuren sind in reiner Form beständig Darstellung der Schwefelsäure (vgl. Vl1): 1) SO 3 + H 2 SO 4 H 2 S 2 O 7 Darstellung des SchwefelsäureAnhydrids: 2 SO 2 + O 2 2 SO 3 (Monomer, Trimer, Polymer!) Schwefeloxide: Viele Suboxide (z.b. S 8 O), S n O m versch. Zusammensetzung Wichtig: Viele PolyS., PeroxoS., S.reiche S., Säureoxidchloride (1, 2) Thionylchlorid Sulfurylchlorid Folie 5

7 Nomenklatur von Stickstoffsauerstoffsäuren und ihren Salzen /Anhydride: H 2 NOH: keine Säure! (schw. Base) Hydroxylamin/Hydroxylamide (Ox.zahl: I) HNO: (in Lsg. nicht bekannt) => Nitrosowasserstoff // => HON=NOH (+I) Hyposalpetrige Säure/ N 2 O 2 => Hyponitrite / N 2 O (Ox.zahl: +I) HNO 2 : Salpetrige Säure / NO => Nitrite / N 2 O 3 (Ox.zahl: +III) HNO 3 : Salpetersäure / NO 3 => Nitrate / N 2 O 5 (Ox.zahl: +V) LewisFormeln (und mesomere Grenzstrukturen): HNO NO / N 2 O 2 N 2 O HNO 2 NO 2 N 2 O 3 HNO 3 NO 3 N 2 O 5 Folie 6

8 Beständigkeit: Nur Salpetersäure ist in reiner Form beständig (rauchende S.) Darstellung der Salpetersäure (nur die letzten Schritte): Zersetzung der Salpetersäure (an Licht): 4 HNO 3 4 NO H 2 O + O 2 Darstellung des SalpetersäureAnhydrids (Entwässern mit P 4 O 10 ): (Molekül und Salz!) Stickoxide: Gemischtvalente Verb. (z.b. N 2 O 3 ), Radikale, Radikaldimere Wichtige SäureMischungen: 1) Königswasser (aqua regia), 2) Nitriersäure 1) 1 HNO HCl NOCl + 2 Cl + 2 H 2 O 2) 1 HNO H 2 SO 4 NO H 3 O HSO 4 Folie 7

9 Nomenklatur von Phosphorsauerstoffsäuren und ihren Salzen/Anhydride: HPO: (in Lsg. nicht bekannt) Phosphinidenoxid / => Salze (?) (Ox.zahl: +I) H 3 PO 2 : Phosphinsäure / H 2 PO 3 => Hypophosphite / () (Ox.zahl: +I) H 3 PO 3 : Phosphonsäure / HPO 3 => Phosphonate / P 2 O 3 (Ox.zahl: +III) H 3 PO 4 : Phosphorsäure / PO 4 3 => (prim./sek./tert. Phosphate / P 2 O 5 (Oz: +V) H 3 PO 5 : Peroxophosphorsäure / PO 5 3 => Peroxophosphate / () (Ox.zahl: +V) LewisFormeln (und mesomere Grenzstrukturen): H 3 PO 2 H 2 PO 3 H 3 PO 3 HPO 3 P 2 O 3 / P 4 O 6 H 3 PO 4 PO 4 3 P 2 O 5 / P 4 O 10 H 3 PO 5 PO 5 3 Folie 8

10 Beständigkeit: Phosphor(III) und Phosphor(V)säure ist rein beständig Darstellung der Orthophosphorsäure ( Phosphorsäure ): Ca 3 (PO 4 ) H 2 SO 4 3 CaSO H 3 PO 4 Darstellung des PhosphorsäureAnhydrids (?): Phosphoroxide: Polymere und Monomere (z.b. P 4 O 10 ); molekulare P n O m (?) Wichtig: Viele PolyS., PeroxoS., UltraS., MetaS., Säureoxidchloride (1, 2) Phosphorylchlorid Folie 9