AC2 (5.HG)
Prüfungsvorbereitung N, P, etc
Prüfungsvorbereitung N, P, etc
Was ist Arsenik?
- entsteht bei Verbrennung von As an der Luft
- wasserlöslich und GIFTIG (As nicht)
- As2O3
Was ist Arsenige Säure?
Was ist Arsensäure?
- Arsenige Säure: As(OH)3 oder H3AsO3
- Arsensäure: H3AsO4
Darstellung von Arsenwasserstoff im Labor
aus Arseniger Säure: As(OH)3 + 6 H --> AsH3 + 3 H2O
Stabilität von Arsenwasserstoff im Vergleich:
--> AsH3 (giftiges Gas) ist weniger stabil als
Erstes Chemoterapeutikum
Salvarsan (organische Arsen-Verbindung) von Paul Ehrlich
Wer ist auf dem 200 DM Schein?
Paul Ehrlich, 1910 erfand er Salvarsan erfolgreich gegen Syphilis
Wichtigste natürliches Vorkommen von Sb (Antimon)
Grauspießglanz Sb2S3
Verbrennung von Antimon an Luft
2 Sb + 3/2 O2 --> Sb2O3 (exotherm)
Reaktion von Sb2O3 mit
- NaOH
- verd. HNO3
Sb2O3 ist amphoter:
- Sb2O3 + NaOH --> SbO2- + NaSbO2
- ??
Metallcharakter von As, Sb, Bi
- N, P Nichtmetall
- As, Sb Halmetall
- Bi Metall
Technische Anwendung von Bismut
Für niedrig schmelzender Legierungen (woodsches Metall bei 70°C)
Medizinische Anwendung von Bismut
Bismut-Salze als Medikamente gegen Magenbeschwerden (Pepto-Bismol)
Säure/Base-Verhalten Bi2O3
Bi2O3 fällt als Hydrat bei der Zugabe von Lauge zu Bi(III) Salzen an, basisches Oxid löst sich in Säuren unter Salzbildung
Valenzstrichformel von Stickstoffmonoxid
NO
Valenzstrichformel von Stickstoffdioxid
NO2
Valenzstrichformel von DiStickstoffoxid
N2O
Was passiert beim Abkühlen von NO2
2 NO2 = N2O4
Beim Abkühlen ändert sich die Farbe von rotbraun (NO2) nach blassgelb (N2O4)
Valenzformel Phosphorpentachlorid
PCl5 (trigonal - bipyramidal)
Valenzstrichformel PCl3
PCl3 (trigonal pyramidal, wie NH3)
Was ist der Unterschied zwischen
- Nitrit
- Nitrid
- Nitrat
- Nitrit: Salze und Ester der Salpetrigen Säure (HNO2)
- Nitrid: chemische Verbindungen des Stickstoffs (N3- Nitrid-Anion)
- Nitrat: Salze und Ester der Salpetersäure (HNO3)
Bindungsenergie von N2
945,33 kJ + N2 --> 2 N (hohe Festigkeit der Bindung, Stickstoff ist reaktionsträge, Inertgas)
Reaktion von Lithium mit N2
6 Li + N2 ---> 2 Li3N (Lithiumnitrid)
Reaktion von N2 mit O2 bei 2000°C
N2 + O2 = 2 NO (endotherm)
- Bei 20°C weit links
- Bei 2000°C Bildung signifikanter Menge NO
Zwang: Wärmezufuhr
Flucht: Wärmeaufnahme --> Verschiebung nach rechts
technische Darstellung von Ammoniak
Haber-Bosch-Verfahren (T= 500°C, p 200bar)
N2 + 3 H2 = 2 NH3 (exotherm, Fe-Katalysator = heterogene Katalyse)
Problem:
- sehr langsame Temperatur, daher Temperaturerhöhung = Zwang
- Flucht:Verschiebung des GG zugunsten der Edukte --> schlechtere Ausbeute von NH3
Lösung:
- Fe-Katalysator (geringere Temperatur ~ 500°C)
- Druckerhöhung = Zwang
Flucht: Reduzierung des Drucks über GG-Verschiebung zur Seite mit geringere Teilchenzahl (Produkte)
Was ist Natriumamid?
2 Na + 2 NH3 --> 2 NaNH2 + H2
Salz des Ammoniaks
Basizität von Ammoniak
NH3 + H2O = NH4+ + OH-
NH3 ist eine schwache Base (pKB = 4,75)
NH4+ ist eine schwache Säure (pKs = 9,25)
Wichtigste Verwendung von NH3?
- 80% für Dünger
- Herstellung von Salpetersäure HNO3 (für Düngemittel)
- Herstellung von Blaussäure HCN (für Kunststoff-Herstellung wie Nylon)
Welches Oxidationsmittel wird bei der technischen Herstellung von Hydrazin verwendet?
(Bayer-Verfahren)
Natriumhypochlorit
Wie reagiert Hydrazin (sehr langsam) mit Luftsauerstoff?
Hydrazin ist ein starkes Reduktionsmittel
N2H4 + O2 --> N2 + 2 H2O
Herstellung von Natriumazid !!
NaNH2 + N2O --> NaN3 + H2O
aus Natriumamid
Wie reagiert Hydrazin mit Ag+ Ionen?
N2H4 + 4 Ag+ --> N2 + 4 Ag + 4 H+
Explosion von HN3 beim Erhitzen (Reaktionsgleichung)
2 HN3 --> 3 N2 + H2
Anwendung von Natriumazid
im Airbag: Kontrollierte Zersetzung nach elektronischer Zündung
2 NaN3 --> 2 Na + 3 N2
(Das aggressive Natrium wird durch beigemischtes KNO3 und SiO2 umgewandelt.)
Valenzformel von Lachgas
Woher der Name?
N2O (linear)
Narkosegas, Modedroge: bei geringen Mengen Rauschzustände und Verkrampfung der Gesichtsmuskulatur wie Lachen
Synthese von N2O aus Ammoniumnitrat
NH4NO3 = NH3 + HNO3 --> N2O + 2 H2O
NO-Darstellung durch Verbrennung von Ammoniak?
Ostwald-Verfahren:
4 NH3 + 5 O2 ---> 4 NO + 6 H2O (exotherm, bei 900°C)
Was passiert beim Abkühlen von NO?
Dimerisierung von No zu N2O2:
2 NO = N2O2
Wie reagiert NO mit O2?
2 NO + O2 = 2 NO2 (exotherm, bei RT ist GG rechts)
Biologische Relavanz von NO?
NO wirkt gefäßerweiternd und blutdrucksenkend, Neurotransmitter relevant für Ausbildung des Langzeitgedächtnis
- Nitroglycerin setzen im Organismus NO frei -> gefäßerweiterndes Medikament
Valenzformel von Stickstoffdioxid
NO2, gewinkelt
-
- 1 / 79
-
Cartes-fiches
Bindungsenergie von N2
945,33 kJ + N2 --> 2 N (hohe Festigkeit der Bindung, Stickstoff ist reaktionsträge, Inertgas)
Reaktion von Lithium mit N2
6 Li + N2 ---> 2 Li3N (Lithiumnitrid)
Reaktion von N2 mit O2 bei 2000°C
N2 + O2 = 2 NO (endotherm)
- Bei 20°C weit links
- Bei 2000°C Bildung signifikanter Menge NO
Zwang: Wärmezufuhr
Flucht: Wärmeaufnahme --> Verschiebung nach rechts
technische Darstellung von Ammoniak
Haber-Bosch-Verfahren (T= 500°C, p 200bar)
N2 + 3 H2 = 2 NH3 (exotherm, Fe-Katalysator = heterogene Katalyse)
Problem:
- sehr langsame Temperatur, daher Temperaturerhöhung = Zwang
- Flucht:Verschiebung des GG zugunsten der Edukte --> schlechtere Ausbeute von NH3
Lösung:
- Fe-Katalysator (geringere Temperatur ~ 500°C)
- Druckerhöhung = Zwang
Flucht: Reduzierung des Drucks über GG-Verschiebung zur Seite mit geringere Teilchenzahl (Produkte)
Was ist Natriumamid?
2 Na + 2 NH3 --> 2 NaNH2 + H2
Salz des Ammoniaks
Basizität von Ammoniak
NH3 + H2O = NH4+ + OH-
NH3 ist eine schwache Base (pKB = 4,75)
NH4+ ist eine schwache Säure (pKs = 9,25)
Wichtigste Verwendung von NH3?
- 80% für Dünger
- Herstellung von Salpetersäure HNO3 (für Düngemittel)
- Herstellung von Blaussäure HCN (für Kunststoff-Herstellung wie Nylon)
Welches Oxidationsmittel wird bei der technischen Herstellung von Hydrazin verwendet?
(Bayer-Verfahren)
Natriumhypochlorit
Wie reagiert Hydrazin (sehr langsam) mit Luftsauerstoff?
Hydrazin ist ein starkes Reduktionsmittel
N2H4 + O2 --> N2 + 2 H2O
Herstellung von Natriumazid !!
NaNH2 + N2O --> NaN3 + H2O
aus Natriumamid
Wie reagiert Hydrazin mit Ag+ Ionen?
N2H4 + 4 Ag+ --> N2 + 4 Ag + 4 H+
Explosion von HN3 beim Erhitzen (Reaktionsgleichung)
2 HN3 --> 3 N2 + H2
Anwendung von Natriumazid
im Airbag: Kontrollierte Zersetzung nach elektronischer Zündung
2 NaN3 --> 2 Na + 3 N2
(Das aggressive Natrium wird durch beigemischtes KNO3 und SiO2 umgewandelt.)
Valenzformel von Lachgas
Woher der Name?
N2O (linear)
Narkosegas, Modedroge: bei geringen Mengen Rauschzustände und Verkrampfung der Gesichtsmuskulatur wie Lachen
Synthese von N2O aus Ammoniumnitrat
NH4NO3 = NH3 + HNO3 --> N2O + 2 H2O
NO-Darstellung durch Verbrennung von Ammoniak?
Ostwald-Verfahren:
4 NH3 + 5 O2 ---> 4 NO + 6 H2O (exotherm, bei 900°C)
Was passiert beim Abkühlen von NO?
Dimerisierung von No zu N2O2:
2 NO = N2O2
Wie reagiert NO mit O2?
2 NO + O2 = 2 NO2 (exotherm, bei RT ist GG rechts)
Biologische Relavanz von NO?
NO wirkt gefäßerweiternd und blutdrucksenkend, Neurotransmitter relevant für Ausbildung des Langzeitgedächtnis
- Nitroglycerin setzen im Organismus NO frei -> gefäßerweiterndes Medikament
Valenzformel von Stickstoffdioxid
NO2, gewinkelt
Anhydrid der Salpetersäure HNO3
2 HNO3 --> H2O + N2O5
Anhydrid = Säure - Wasser
Valenzformel von Hydroxylamin
NH2OH
Aus welcher Stickstoffverbindung wird Hydroxylamin technisch hergestellt?
Bayer-Verfahren:
2 NO + 3 H2 --> 2 NH2OH
aus Stickstoffmonoxid
Wichtigste Anwendung von Hydroxylamin
Charakteristische chemisch Eigenschaft?
98% wird für die Synthese von Caprolactam verwendet (Ausgangstoff für Polyamide wi Nylon, Perlon)
Hydroxylamin wirkt reduzierend
Valenzformel von salpetriger Säure
Zersetzung in wäßriger Lösung
3 HNO2 --> HNO3 + 2 NO (Disproportionierung)
Valenzformel des Nitrit-Ions?
NO2-
Technische Darstellung von Salpetersäure nach dem Ostwald-Verfahren
(4 Glg)
NH3 --> NO --> NO2 --> HNO3
- 4 NH3 + 5 O2 --> 4 NO + 6 H2O
- 2 NO + O2 --> 2 NO2
- 2 NO2 + O2 + H2O --> 4 HNO3
Valenzformel von Salpetersäure
Säurestärke
HNO3, planar
starke Säure
Was ist der Unterschied von Nitrit-Ion und Nitrat-Ion?
- Nitrit: NO2- Salz der Salpetrigen Säure HNO2
- Nitrat: NO3- Salz der Salpetersäure HNO3
Valenzformel von Salpetersäure
Säurestärke
HNO3, planar
starke Säure, pKs = -1,3
Auflösen von Cu mit konzentrierter Salpetersäure
3 Cu + 2 NO3- + 8 H+ ---> 3 Cu2+ + 2 NO + 4 H2O
(Salpetersäure hat eine stark oxidierende Wirkung)
Mit welchem Reagenz kann Gold aufgelöst werden?
Königswasser kann durch Chlor-Radikale auch Gold Auflösen
Was entsteht beim Einleiten von NO in wäßrige Fe(II)-Salz-Lösung?
Nitrat-Nachweis: "Ringprobe":
Die nitrathaltige Probelösung wird mit konzentrierter Schwefelsäure unterschichte, an de Grenzfläche entsteht ein brauner Ring
(NO + [Fe(H2O)6]2+ --> [Fe(H2O)5NO]2+ + H2O ) nicht explizit gefordert
Was ist Schwarzpulver?
KNO3 (Salpeter) + C + S
Was ist TNT?
Trinitrotoluol
Natürliches Vorkommen von Phsophor (2 Bsp)
- Phosphorit: Ca3(PO4)2
- Hydroxylapatit: Ca5(PO4)3(OH) (auch im Knochen)
Valenzformeln der 3 wichtigsten Stickstoff-Wasserstoff-Verbindungen:
- Ammoniak
- Hydrazin
- Stickstoffwasserstoffsäure
- Ammoniak NH3 (trigonal-pyramidal)
- Hydrazin N2H4 (linear)
- Stickstoffwasserstoffsäure HN3 (linear mit H-Knick)
Darstellung von weißem Phsophor aus Calciumphosphat
Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C --> 6 CaSiO3 + P4 + 10 CO
P4 als Gas durch Kondensation von CO abgetrennt
Unter Normalbedingungen stabilste P-Modifikation?
schwarzer Phosphor
(Schichten kovalent verknüpfter P-Atome)
Valenzformel weißer Phosphor
in der Mitte kein P, 4 Phosphor-Atome, tetraedrisch
