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AC2 (Übergangsmetalle)

Prüfungsvorbereitung

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Luise Meier
Lernen
Luise Meier
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Chemie der Übergangsmetalle auf Universitätsniveau. Sie behandeln die wichtigsten Oxidationsstufen, Verbindungen und Anwendungen von Metallen wie Eisen, Kupfer, Silber, Gold und Platin. Besonders hervorgehoben werden die Herstellung, das Vorkommen und die toxikologischen Aspekte dieser Elemente. Die Karteikarten richten sich an Studierende und Forscher, die sich mit der Chemie und den industriellen Anwendungen dieser Metalle vertraut machen möchten.
Karten
59
Lernende
7
Sprache
Deutsch
Kategorie
Chemie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
14.02.2014 / 17.12.2016
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Flashcards

Wie gewinnt man aus Rohtitan sehr reines Titan? (Transportreaktion)

Ti (s) + 2 I2(g)  =  TiI4  (g)

TiI wird an anderer Stelle wieder abgeschieden und aufgetrennt

Medizinische Anwendungen von Titan

Implantate (wegen großer mechanischen Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit)

Wichtigste Anwendung von TiO2

als Weißpigment (hoher Brechungsindex z.B. zur Erzeugung von optischer Weiße)

Anwendung vono Niob im Kontext von starken Magnetfeldern

Als Legierung (Nb3Sn) von Tieftemperatursupraleiter zur Erzeugung starker Magnetfelder

Wichtigstes natürliches Vorkommen von Chrom (Formel)

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als Chromeisenstein FeCr2O4

 

Wichtigste Anwendung von Chrom

Chromstahl

Toxizität von Chrom

Chromat (CrO42-) ist sehr giftig, wird wie Sulfat in Zellen aufgenommen, wirkt aber stark oxidierend (u.a DNA-Schäden)

Chromat-Dichromat-Gleichgewicht

in saurer Lösung:

2 CrO42-  + 2 H+  =  Cr2O72-  + H2O

Mit welchem Trick kann man Reaktionen an reaktionsträgen Cr(III)-Komplexen beschleunigen?

Beschleunigung des Ligandenaustausch durch Reduktion zur Cr2+ und anschließende Reoxidation

Wichtigstes natürliches Vorkommen von Molybdän?

Molybdänglanz MoS2

Was ist Molybdat?

MoO42-  (konjugierte Base der Molybdänsäure bzw Salze)

Was passiert beim neutralisieren alkalischer Molybdat-Lösung?

MoO42-  + H+  --> Polymolbdate  --> Reduktion zu Molybdänblau

Was entsteht beim Phosphatnachweis mit Molybdat (Verbindungsklasse)

gelbes Heteromolybdat

Was ist Braunstein?

MnO2

Technische Anwendung von Braunstein

Verwendung in Batterien (z.B. Zink-Braunstein-Zelle)

Für Mangan in den Oxidationsstufen +II, +III, +IV und +VII je eine Verbindung kennen

  • +II  MnSO4
  • +III Mn2O3
  • +IV  Braunstein MnO2
  • +VII Kaliumpermanganat)KMnO4

Wichtigstes Vorkommen von Eisen

  • Roteisenstein Fe2O3
  • Magnetit Fe3O4

Was ist Magnetit? (Summenformel)

Fe3O4

Permanentmagnetisch

Fe-Gewinnung im Hochofenprozess

Ausgangsstoffe: oxidische Eisenerze v.a. Roteisenstein

Fe2O3 + 3 CO  -->  2 Fe  +  3 CO2

(gasförmiges CO durchdringt besser, die Reaktion verläuft schneller als mit C)

EIgentliches Reduktionsmittel bei Fe-Herstellung (über Bourdouard-Gleichgewicht)

CO2  + C  =  2 CO

bei über 1000 °C liegt das GG rechts

Unterschied zwsichen Roheisen und Stahl

Herstellung von Stahl

Eisen hat noch Verunreinigungen durch C, daher ist es relativ spröde:

durch Einblasen von Sauerstoff in flüssiges Roheisen oxidieren die Verunreinigungen schneller als Eisen und es entsteht Stahl, was viel elastische, schmied- und schweißbar ist

Wichtigste Oxidationsstufen von Fe in Verbindungen

+II und +III

Je eine selektive Nachweisreaktion für Fe2+ bzw. Fe3+

  • Fe2+ : Zugabe von K3[Fe(III)(CN)6]  --> Berlinerblau
  • Fe3+ : mit Thiocyanat SCN-  (tiefroter Komplex)

Struktur von Berliner Blau grob beschreiben

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als Würfel , FeII und FeIII bilden die Ecken

Oxidationsstufe von OsO4

+VIII  =  höchste bekannte Oxidationsstufe

Natürliches Vorkommen von Nickel und Cobalt (Verbindungsklasse)

sulfidische Erze

Wichtigste Oxidationsstufe von Cobalt in Verbindungen

+II (d7) und +II (d6)

Vergleich der Spinzustände oktaedrischer Co(III) und Co(II)

  • Co(III): fast immer low-spin  (untere 3er Reihe vollbesetzt, während die oberen 2 frei bleiben)
  • Co(II): meist high-spin  (verteilt nach Pauli)

Hauptanwendung von Rhodium

als Abgaskatalysator fürs Auto (sehr teuer!)

 

Anwendung von Iridium im Kontext Smartphone

in OLEDs, sogennante Organic Light Emitting Diodes

Farbdisplay von Smartphones --> rotes und grünes Licht

Verfahren zu Herstellung von sehr reinem Nickel (Reaktionsgleichungen)

MOND-Verfahren: (teuer)

Ni + 4 CO =  Ni(CO)4  (bei 180°C liegt GG links)

Wichtigste Verwendung von Nickel

als Legierungsbestandteil (rosfreier Stahl)

 

In welcher Form ist Nickel in der 1€ Münze enthalten?

im silbrig-glänzenden Teil ist eine CuNi-Legierung

Wichtigste Oxidationsstufe von Nickel

+II (d8)

Welche Metalle zählen zu den Edelmetallen? (9 Stück, besonders Korrosionsbeständig)

  • Ru (Ruthenium)
  • Rh (Rhodium)
  • Pd (Palladium)
  • Ag  (Silber)
  • Os (Osmium)
  • Ir  (Iridium)
  • Pt (Platin)
  • Au (Gold)
  • Hg (Quecksilber)

Was ist kein Edelmetall?

Struktur von Palladium(II)-Komplexen?

quadratisch-planar

(günstig dass 2 Liganden weggehen)

Anwendung von Palladium

Abgaskatalysator für Autos

Struktur von Platin(II)-Komplexen

fast immer quadratisch-planar

Welcher Platin-Komplex ist einer der wichtigsten Krebsmedikamente?

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Cis-Platin PtCl2(NH3)2

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