anorganische peroxide und radikale - fh-muenster · 2019. 9. 6. · quellen • grundlagen der...
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Anorganische Peroxide Anorganische Peroxide und Radikaleund Radikale
Von Aktivsauerstoff und Von Aktivsauerstoff und TreibhauseffektTreibhauseffekt
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Peroxide• Peroxobindung -O-O-• Peroxidanion O22-
• Zwei gleichsinnig polarisierte R-O Bindungen• Lange Bindung zwischen den Sauerstoffatomen
(149pm) • Sollbruchstelle
• Metastabil • Zerfällt leicht• Reaktiv
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Wasserstoffperoxid
• Schmelzpunkt: -0,4°C• Siedepunkt: 150°C • Farblose Flüssigkeit
• Zerfällt stark exotherm• 2H2O2 2H2O + O2 ∆Hr = -196kJ• Bis zu 35 %-ige Lösungen
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Wasserstoffperoxid
• Starkes Oxidationsmittel im Sauren und Alkalischen
• H2O2 + 2H+ + 2e- ↔ 2H2O• Gegenüber starken Oxidationsmitteln
Reduktionsmittel• H2O2 O2 + 2H+ + 2e-
• Saurer als Wasser (pKs = 11,62) • O22- ist starke Base, allerdings schwächer als O2-
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Herstellung• Technisch
• Im Labor:• BaO2 + H2SO4 BaSO4 + H2O2
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Anwendung• In Putzmitteln “Aktivsauerstoff” • Schwimmbaddesinfektion • Bleichen von Papier, Textilien, Holz• Bleaching
• Blondieren• Gemälderestauration• Raketentriebwerke • Nachweis von Blut
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http://www.rkdm.com/whitebrilliance/index.htm
http://www.chemieunterricht.de/dc2/katalyse/katalase.htm
http://www.goetz-paf.de/template_kundenzeitung.php
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Anwendung• Desinfektion:• 3 %-ige Lösung
• Kontaktlinsen • Zahnmedizin • Gesichtscreme
• Sterilisation:• 30 %-ige Lösung
• Lebensmittel Industrie• Bessere Haltbarkeit• Schimmelbekämpfung
http://www.theramed.de/3d_clean_mundspuelung.htm
http://www.clearasil.de/range/daily_spot_control/spotControl.php
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Eigenschaften
• Peroxidanionen O22- sind leicht polarisierbarzur Stabilisierung große, gering polarisierte
Kationen• Verbindungen mit Na+, Li2+ und Ba2+• Kalium, Rubidium und Cäsium bilden
Superoxide
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Natriumperoxid• Gelbes Pulver
• Darstellung: 2 Na(s) + O2(g) Na2O2(s)
• Bis 500°C thermisch stabil• Zerfall: Na2O2 + 2H2O H2O2 + 2 NaOH
• Reagiert explosionsartig mit oxidierbaren Substanzen
• Anwendung:• Sauerstofflieferant: • Na2O2 + CO2 Na2CO3 + ½ O2
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Lithiumperoxid• Leicht gelbe Kristalle• Stabil bis 195°C• Darstellung: 2LiOH + H2O2 Li2O2 + 2 H2O
Anwendung• In Raumschiffen zur Sauerstoffversorgung• Li2O2 + CO2 Li2CO3 + ½ O2• Härtung von Polymeren
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Bariumperoxid• Weißes Pulver• Brandfördernd• Darstellung:Ba + O2 BaO2• Stabil bis 800°C• 2 BaO2 BaO + O2
Anwendung• Sauerstoffüberträger (Thermitgemischen, Pyrotechnik) • Entfärben von Bleigläsern • Bleichen von Stroh und Seide
http://www.chemie.de/lexikon/d/Gefahrensymbol
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Vom Peroxid zum Radikal
• Radikalreaktionen oft bei wenig oder unpolaren Bindungen z.B. H-O-O-H
• Photolytische Spaltung• Thermolytische Spaltung• Dissoziation durch Redox-Reaktionen
• HO-OH + Fe2+ HO• + HO- + Fe3+
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Radikalbildung• Homolytische Spaltung
• Braucht weniger Energie als heterolytische Spaltung
• HCl H• + Cl• ∆H° = +429 kJ/mol• HCl H+ + Cl- ∆H° = +1329 kJ/mol• Gilt nur in der Gasphase
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Eigenschaften• Atom, Molekül oder Ion mit mindestens einem
ungepaarten Elektron• Radikal: HO•• Diradikal: • Triradikal: Benzol dem 3 Wasserstoffeatome
entfernt wurden
• Sehr reaktiv• Paramagnetisch
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Radikale• Abbau von Kunststoff
(Autoxidation)• Biologische Prozesse
auf der Erde:• Verderben von
Lebensmitteln, Altern• Durch Antioxidantien
beugen wir dem vor
http://www.sciencedoc.de/deutsch/cliplib/movies/01391.jpg
http://www.innovations-report.de/html/berichte/studien/bericht-9849.html
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Sauerstoff• Permanentes Diradikal• Bindungsordnung 2• Oxidationsmittel
• MetastabilUnter Normalbedingungen reaktionsträge
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Stickstoffmonoxid• ½ N2 + 1/2 O2 ↔ NO ∆HB°= +90kJ/mol• Farbloses, giftiges Gas• Bis etwa 400°C metastabil• Zwischenprodukt bei der Salpetersäureherstellung
• Herstellung: Ostwald-Verfahren• 4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O ∆H°= -906kJ/mol
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Anwendung
• Botenstoff im Körper: Blutgerinnung, Blutdruck • Erweitert die Blutgefäße der Lunge• Medizin: bei zu hohen Blutdruck im
Lungenkreislauf und Lungenfunktionsstörungen• Potenzmittel
• Prüfgas zur Kalibrierung von Messgeräten
http://www.welt.de/multimedia/archive/00374/viagra_BM_Berlin_Ka_374508g.jpg
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Stickstoffdioxid• Braunes, giftiges Gas• Zwischenprodukt bei der
Salpetersäureherstellung
• Zerfällt ab 150°C • 2NO2 2NO + O2
• Starkes Oxidationsmittel• Wird reduziert zu NO2+
http://www.chemie.de/lexikon/d/Gefahrensymbol
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Stickstoffoxide
Stratosphäre• Abbau von Ozon:• NO• + O3 NO2• + O2
Troposphäre• 2NO• + O2 2 NO2•• NO2• + O2 NO• + O3
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Hydroxyl-Radikal• Entsteht kurzzeitig bei der Knallgasreaktion• Eines der häufigsten Radikale in der Atmosphäre
• In der oberen Atmosphäre aus Ozon und Wasser durch UV-Spaltung:
• O3 O2 + O●• O● + H2O 2 OH●• Reagieren weiter mit Stickstoffoxiden und
Kohlenstoffmonoxid
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Quellen• Grundlagen der Allgemeinen und Anorganischen Chemie (Christen, Meyer)• Allgemeine und Anorgansiche Chemie (Riedel) • Chemie einfach alles (Atkins, Beran) • Chemie (Mortimer, Müller) • Anorganische Chemie (Riedel) • Allgemeine und Anorgansiche Chemie (Binnewies, Jäckel, Willner)• Lehrbuch der anorganischen Chemie (Holleman, Wiberg) • Wie funktionieren organsiche Reaktionen(Sykes)
• Internetquellen:• www.faz.net• www.wikipedia.de• www.fu-berlin.de• http://www.sueddeutsche.de/wirtschaft/artikel/52/41011/• http://www.chemie.uni-regensburg.de/Anorganische_Chemie/Pfitzner/demo/demo_ws0405/wasserstoffperoxid.pdf• https://www.fh-muenster.de/fb1/downloads/personal/Allgemeine_Chemie__Teil_Anorganische_Chemie_-Teil1.pdf