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HANDBUCH DER EXPERIMENTELLEN CHEMIE SEKUNDARBEREICH II BAND 5 CHEMIE DER GEBRAUCHSMETALLE Herausgegeben von: Wolfgang Glöckner Verfasst von: Hans-Jürgen Becker, Georg Bruchner, Ekkehard Diemann, Wolfgang Glöckner, Henry Hildebrandt, Gert Latz.el, Peter Pfeifer, Hans Hermann Pickel, Christiane S. Reiners cl AULIS VERLAG DEUBNER KÖLN

Inhaltsverzeichnis Vorwort VII 1 Die Scandiumgruppe (3. Gruppe, III. Nebengruppe) (Reiners) 1 1.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 1 1.1.1 Vorkommen 2 1.1.2 Eigenschaften 3 1.1.3 Darstellung 6 1.1.4 Nachweis 9 1.1.5 Verwendung 9 1.2 Zur Geschichte der Seltenen Erden 11 1.2.1 Wichtige Verbindungen und ihre bekanntesten Erforscher... 11 1.2.2 Namensgebung und Entdeckungsgeschichte 13 1.3 Zur Didaktik der Seltenen Erden 16 1.4 Experimente 17 Literatur 26 2 Die Titangruppe (4. Gruppe, IV. Nebengruppe) (Glöckner) 28 2.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 28 2.1.1 Titan 29 2.1.2 Titanverbindungen 31 2.1.3 Zirconium 34 2.1.4 Zirconiumverbindungen 36 2.1.5 Hafnium 36 2.1.6 Hafniumverbindungen 37 2.1.7 Rutherfordium... 37 2.2 Historisches 38 2.2.1 Titan 38 2.2.2 Zirconium 38 2.2.3 Hafnium 38 2.2.4 Rutherfordium 39 2.3 Didaktik 39 2.4 Experimente 40 Literatur 50 3 Die Vanadiumgruppe (5. Gruppe, V. Nebengruppe) (Pickel) 51 3.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 51 3.1.1 Vanadium 51 3.1.2 Vanadiumverbindungen 53 3.1.3 Niob und Tantal 54 3.2 Historisches 56 3.2.1 Vanadium 56 3.2.2 Niob und Tantal 56 3.3 Didaktik 57 3.4 Experimente 57 Literatur 65 V

4 Die Chromgruppe (6. Gruppe, VI. Nebengruppe) (Diemann/Pickel) 66 4.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 66 4.1.1 Chrom 66 4.1.2 Chromverbindungen 67 4.1.3 Molybdän und Wolfram 69 4.1.4 Molybdän- und Wolframverbindungen 70 4.2 Historisches 73 4.2.1 Chrom 73 4.2.2 Molybdän 73 4.2.3 Wolfram 73 4.2.4 Seaborgium 73 4.3 Didaktik 73 4.4 Experimente 74 4.4.1 Experimente mit Chrom 74 4.4.2 Experimente mit Molybdän und Wolfram 90 Literatur 94 5 Die Mangangruppe (7. Gruppe, VII. Nebengruppe) (Diemann/Pickel) 95 5.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 95 5.1.1 Mangan 95 5.1.2 Manganverbindungen 96 5.1.3 Technetium und Rhenium 97 5.1.4 Technetium- und Rheniumverbindungen 97 5.2 Historisches 98 5.3 Didaktik 98 5.4 Experimente 99 Literatur 113 6 Die Eisengruppe (8. Gruppe, VIII. Nebengruppe) (Latzel) 114 6.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 114 6.1.1 Allgemeine Grundlagen und Reaktionsverhalten der Elemente der 8. Gruppe im Überblick 114 6.1.2 Eisen 115 6.1.3 Eisenverbindungen 126 6.1.4 Rhuthenium 131 6.1.5 Osmium 133 6.1.6 Hassium 133 6.2 Historisches zur Eisen- und Stahlherstellung 134 6.2.1 Die frühe Entwicklung der Eisengewinnung 134 6.2.2 Eisen und Stahl werden zum Massenprodukt 136 6.2.3 Schlussbetrachtung 138 6.3 Didaktik 138 6.4 Experimente mit Eisen 140 6.4.1 Experimente zu verschiedenen Eigenschaften von Eisen und Stahl 141 6.4.2 Experimente zum Nachweis von Eisen und Eisenverbindungen 152 6.4.3 Verschiedene Experimente zur Herstellung und Umwandlung von Eisen(II)- und Eisen(III)-Verbindungen 157 Literatur 165

7 Die Cobaltgruppe (9. Gruppe, VIII. Nebengruppe) (Pickel) 166 7.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 166 7.1.1 Cobalt 166 7.1.2 Cobaltverbindungen 168 7.1.3 Rhodium und Iridium 171 7.2 Historisches 171 7.2.1 Cobalt 171 7.2.2 Rhodium und Iridium 172 7.2.3 Die Elemente der 9. Gruppe und ihre rechten und linken Nachbarn 172 7.3 Didaktik 172 7.4 Experimente 173 Literatur 189 8 Die Nickelgruppe (10. Gruppe, VIII. Nebengruppe) (Pickel) 191 8.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 191 8.1.1 Nickel 191 8.1.2 Nickelverbindungen 194 8.1.3 Palladium und Platin 196 8.2 Historisches 197 8.2.1 Nickel 197 8.2.2 Palladium und Platin 198 8.2.3 Das Döbereiner-Feuerzeug 198 8.3 Didaktik 198 8.4 Experimente 199 8.4.1 Experimente mit Nickel 199 8.4.2 Experimente mit Palladium und Platin 216 Literatur 223 9 Die Kupfergruppe (11. Gruppe, I. Nebengruppe) (Becker/Hildebrandt) 224 9.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 224 9.1.1 Kupfer 226 9.1.2 Kupferverbindungen 229 9.1.3 Silber 229 9.1.4 Silberverbindungen 231 9.1.5 Gold 232 9.1.6 Goldverbindungen 235 9.2 Historisches 236 9.2.1 Kupfer 237 9.2.2 Silber 238 9.2.3 Gold 239 9.3 Zur Didaktik der Gebrauchsmetalle Kupfer, Silber und Gold 240 9.4 Experimente 244 9.4.1 Experimente mit Kupfer 244 9.4.2 Experimente mit Silber 257 9.4.3 Experimente mit Gold 265 Literatur 271 VII

10 Die Zinkgruppe (12. Gruppe, II. Nebengruppe) (Diemann/Pickel) 273 10.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 273 10.1.1 Zink 273 10.1.2 Zinkverbindungen 275 10.1.3 Cadmium 275 10.1.4 Cadmiumverbindungen 276 10.1.5 Quecksilber 276 10.1.6 Quecksilberverbindungen 277 10.2 Historisches 278 10.3 Didaktik 278 10.4 Experimente 278 10.4.1 Experimente mit Zink 279 10.4.2 Experimente mit Cadmium 298 10.4.3 Experimente mit Quecksilber 304 Literatur 312 11 Die Borgruppe (13. Gruppe, III. Hauptgruppe) (Bruchner/Pfeifer) 313 11.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 313 11.1.1 Aluminium 313 11.1.2 Aluminiumverbindungen 320 11.1.3 Gallium, Indium, Thallium 323 11.2 Historisches 325 11.2.1 Aluminium 325 11.3 Didaktik 326 11.3.1 Didaktische Vorüberlegungen 326 11.3.2 Didaktische Schwerpunkte 326 11.4 Experimente 327 11.4.1 Experimente mit Aluminium 327 11.4.2 Experimente mit Gallium und Indium 357 Literatur 361 12 Die Kohlenstoffgruppe (14. Gruppe, IV. Hauptgruppe) (Diemann/Pickel) 362 12.1 Fachwissenschaftliche Grundlagen 362 12.1.1 Germanium 362 12.1.2 Germaniumverbindungen 363 12.1.3 Zinn 363 12.1.4 Zinnverbindungen 364 12.1.5 Blei 365 12.1.6 Bleiverbindungen 366 12.2 Historisches 367 12.3 Didaktik 367 12.4 Experimente mit Zinn und Blei 368 Literatur 388 Register 389 VIII