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Zur Geschichte:
Eisen ist das erste Element der 8. Nebengruppe des Periodensystems. Der Name ist entweder auf das urkeltische Wort "isorai" zurück oder auf das indogermanische Wort "eison". Das Elementsymbol Fe kommt vom lat. ferrum!
Kurz einige Daten zur Geschichte der Eisengewinnung.
- ca. 1500 v. Chr. wurde Eisenschwamm mittels Holzkohle als Reduktionsmittel erzeugt.
- ab 1300 n. Chr. wurde bereits flüssiges Roheisen erzeugt und in ...
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Prüft man Stoffe auf ihre Leitfähigkeit, so stellt man fest, dass neben Metallen auch Salzschmelzen und Salzlösungen elektrischen Strom leiten. Diese Stoffe enthalten bewegliche Ionen, man nennt sie Elektrolyte. Bei Durchfluss von Gleichstrom zersetzen sich die Elektrolyte.
Die Zerlegung eines Elektrolyten durch den elektrischen Strom nennt man Elektrolyse.
Elektrolysen sind endotherme Reaktionen. Die notwendige Energie wird in Form von elektri ...
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Jeder kennt das Problem aus dem Alltag: Metalle verändern sich mit der Zeit, wenn sie Luft und Wasser ausgesetzt sind, sie korrodieren. Fahrräder rosten, Wasserleitungsrohre werden undicht, in Druckkesseln bilden sich Risse.
3.1 Arten der Korrosion
Die meisten dieser Vorgänge lassen sich auf zwei grundlegende Arten der Korrosion zurückführen: Bei der Säure-Korrosion werden Metalle durch Hydronium-Ionen oxidiert, es bildet sich Wasserstoff. Be ...
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Chalkogene Erzbildner. Zu 20 % in Luft aus Photosynthese. Licht: Spaltung von H2O durch Chlorophyll / Licht. 2 H2O → O2 + H wird an Red-Äquivalent gebunden, durch schwache chem. Verbindung gebunden. H-Gas schlecht handhabbar.
Dunkel: [H]-R-CO2 → Kohlehydrate, O2 wird abgegeben: O ist Gift für Pflanzen.
Früher 30% CO2 in Atmosphäre → jetzt 0,03 % weil als CaCO3 in Gebirgen.
O2: Diradikal; Oxidiert alles. Organische Substanzen ...
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kann Zellen zerstören. Dismutasen machen die gefährlichen O2 unschädlich(schnellsten Enzyme). Als entzündungshemmende Substanz. (muß gespritzt werden); weiße Blutkörperchen (Leukozyt) bringt Bakterium mit HCl oder O3 um (Cl, O2).
Alterung ist zum Teil durch O2 bedingt.
Pflanzen haben Schutz: Carotin → gelb, wenn Chlorophyll verschwindet Gelbfärbung der Blätter im Herbst.
Verbindungen: O2- Oxid: CaO OZON: O+
O22- Peroxid ...
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: eines der ältesten bekannten Elemente.
→ Phosphate: Adenintriphosphat; Nucleinsäurephosphate: Wichtig für den Körper → 70 kg ATP wird täglich durch Atemkette umgesetzt. Intrazellulär wird Phosphatpuffer verwendet. Genug wird mit der Nahrung aufgenommen. Trotzdem wird zugesetzt H3PO4 Säuerungsmittel.
H3PO4: ist stark viskos, ätzend. Stärker als Essigsäure, keinen Dampfdruck. Bei Durchfall →Cola(viel Phosphorsäure, Zucker).
P ...
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Vorkommen als Sulfid: As2S3. (Auripigment).
Als Oxid: (als Verunreinigung in Flugstaub- Cu-Gewinnung→ im Rauchfang.)
Auch einige Modifikationen: gelb(≙weißer Phosphor)
grau(Halbleiter) Metall- leicht verdampfbar.
Giftig: Arsenverbindungen sind giftig (ähnlich Hg. reines ist kaum giftig allerdings ist As reaktiver.)
As ist S ähnlich- Brücken zwischen As → statt S-Brücken.
As-Oxid ist kraftsteigernd. Auf Dauer schäd ...
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Sb(Stibium), Letternmetall (Pb, Sb, Bi, Sn)
SbS: schwarzes Pigment: als Wimperntusche, Lidstift, in Ägypten.
Sb: kaum giftig
kaum größere Vorkommen, begleitend zu Cu, Ag.
Grauspießglanz, Weißspießglanz
Modifikationen: gelb, grau...
SP: 360°C
Antimonpulver: Sb2 + Fe-Pulver reduziert.
Verwendung: Als Lagerschalen, Sauerstoffsäuren, Antimonwasserstoff für Nachweise.
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Gasförmig, das reaktionsfähigste Element, zersetzt sogar H2O
2 H2O + 2F2 → 4HF + O2 → keine wäßrige Fluorlösung!
Vorkommen: Flußspat: CaF2
CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 HF + NaF/KF → anod. Ox.→ F2 mit Graphitelektroden
Aufheben in Mg-Tanks: bilden innen MgF2-Schicht welche kein weiteres Fluorgas durchläßt.
C-F: Teflon: mit Fluor abgesättigte KWs → hitzebeständiger Kunststoff (~300°C) als Pfannenbeschichtun ...
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chloros: griech.: gelbgrün → Chlorophyll(=Blattgrün)
Schweres gelbgrünes Gas, stark oxidierend, ätzend, erstickend
Vorkommen: NaCl, KCl, AgCl2
Gewinnung: aus Meerwasser (3% Salz, 2,5 % NaCl)
Chlor-Alkalielektrolyse:
In wäßriger Lösung mit Diaphragma
2Na+ + 2e- → 2Na0
2Na0 + 2H+ → 2H + 2Na+ 2NaOH
2H2O → 2H+ + 2OH-
2Cl- → Cl2 + 2e-
Diaphragma = poröse ...
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Vorkommen: in Meerespflanzen → Gewinnung durch abweiden.
Iodat: in Chilesalpeter: NaNO3; NaIO3
metallisch glänzende Blättchen; großer Dampfdruck.
Löst sich in H2O nicht so gut. Alkohol besser → braune Färbung.
sehr gut löslich in KBr oder Chloroform, Benzol/Toluol.
Gewinnung aus Chilesalpeter mit schwefeliger Säure → HI + H2SO4
HI + IO3- → I2 reinigen durch Sublimieren
Mensch: In Schilddrüse für Thyroxin. Überprod ...
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Nebengruppenelemente
d-Orbitale werden eröffnet + aufgefüllt: d-Gruppen-Elemente, alles Metalle
Unterscheiden sich in Schmelzpunkt, Redoxverhalten
Vorherrschende Bindungsform: Komplexbildung: Zentralatom, Liganden
Koordinationszahl: Wie viele Liganden.
z.B.: [Fe(CN)6]2-
Bindung über e-Paare = kovalente Bindung, e-Paar kommt nur von einem Partner.
CN
CN CN
Fe
CN CN
CN
Vergleiche: Cl. + Cl. → Cl-Cl Atomb ...
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Magnet. Feldstärke....H
HA HA
He- He-
H außen stärker H innen stärker
als im Stoff als außerhalb
DIAMAGNET PARAMAGNET
Kreisendes e- verursacht Magnetfeld (→ Umlaufendes e- im Atom erzeugt Magnetfeld)
Paramagnet.: Magnetfeld richtet e- im Atom aus → Magnetfeld wird verstärkt.
Diamagnet.: Magnetfeld des e- ist der äußeren Feldstärke entgegengerichtet ͛ ...
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Jeder Ligand erzeugt bestimmtes Feld (elektromagnet.). Zentralatom liegt im Feld der Liganden.
ZA...d-Gruppenelement.
Y X X
Z Y Z
dzy dxy dxz dx2-y2 dz2
3e--- Aufenthaltsarten zwischen den Achsen
2e--- Aufenthaltsarten in Achsenrichtung
Oktaeder: Liganden können sich besser in dzy, dxy, dxz Einfügen, als in dx2y2 oder dz2.
dzy dxy dxz dx2y2 dz2 ...
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Schmelzpunkt von Fe aber halbe Dichte ρ = 4g/cm3; stark, leicht, teuer → darum maskulin. Sonst wie Stahl, es korrodiert aber nicht, und erzeugt keine Allergien (→ Implantate).
Häufigstes Element, aber keine Lagerstätten, häufiger als Cu, Zn, C, N; auch Meerwasserfest: Schiffsteile.
3 Mineralien die abgebaut werden: Ilmenit: FeTiO3; Perowskit: CaTiO3; Rutil, Anatas, Brookit: TiO2 je nach Kristallstruktur.
Technische Gewinnung ...
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Vanadis (nordische Göttin der Schönheit). Es macht viele farbige Verbindungen, nicht selten aber nirgends angereichert.
Vorkommen: VO3- Vanadat PbVO3; YVO3; Vanadiumglimmer (Schichtsilikat).
Mahlen der Erze, rösten mit Soda → NaVO3 ist H2O-löslich. Mit H2SO4 ansäuern → Es fallen Polyvanadate aus (gefärbt). → glühen V2O5 Vanadiumpentoxid hoher Schmelzpunkt. → Reduktion mit metallischem Ca → techn. Vanadium.
Red ...
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Das vermutlich erste Seifenrezept wurde ca. 2500 v. Chr. In Mesopotamien niedergeschrieben, welches gleichzeitig das erste Dokument über eine gezielt vom Menschen durchgeführte chemische Reaktion war. Es beinhaltet Öl und Pottasche welche im Verhältnis 2:11 gemischt werden müssen. Pottasche wurde durch Verbrennen von Pflanzen, wie z.B. Dattelpalmen oder Tannenzapfen gewonnen, deren Asche reich an Kalium war. Als eigentlich waschwirksame Substanz ...
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Aufbau:
Alle Tenside sind nach dem selben Prinzip aufgebaut, sie besitzen einen polaren und einen unpolaren Teil. Folglich sieht ein Tensid vereinfacht dargestellt so aus:
Abb. 7.1:
Der unpolare (hydrophobe) Teil steht für einen linearen, verzweigten oder ringförmigen Kohlenwasserstoffrest. Tenside werden aber im allgemeinen nach Art und Ladung des polaren (hydrophilen) "Kopfs" klassifiziert. Hierbei können vier Gruppen ...
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Waschmittel haben heutzutage eine Vielzahl an Anforderungen zu erfüllen. Qualitative Multifunktionalität wie das optimale Entfernen von Schmutz, größtmögliche Schonung des Gewebes so wie der Waschmaschine und Wasserenthärtung werden vorrausgesetzt. Sie beinhalten deshalb eine Vielzahl an Stoffen, die jeweils verschiedene Aufgaben zu erfüllen haben.
Die wichtigsten Substanzen werden im Folgenden näher erklärt.
§ Tenside
· Anionische Tensi ...
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Alkylcarboxylat (Seife):
Alkylcarboxylat bindet die Metallionen als unlösliche Fettsäuresalze und ist ein ungiftiger und vollständig abbaubarer Wasserenthärter. Jedoch erfordert der Abbau von Seife große Mengen an Sauerstoff.
Zeolith A (Sasil):
Zeolith A ist ein Natriumaluminiumsilicat, dessen Handelsname "Sasil" aus dem Englischen, von sodium aluminium silicate, abgeleitet ist. Zeolith A ist ein Kristall mit Hohlräumen in denen sich N ...
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