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Simon Halfmann, Kay Weckermann, Alexander WitteAlexander Witte13.4.2012
• Ei l it• Einleitung• Charakterisierung der Elemente
• Elektronegativität• Elektronenkonfiguration• Aggregatszustand• Schmelzpunkt/Siedepunkt• Reaktivität• Relevanz für den menschlichen KörperRelevanz für den menschlichen Körper• Gefahren• Vorkommen
• VerwendungFl• Fluor
• Brom• Iod
• Gewinnung• Fluor• Brom• Iod
• Quellen/LiteraturQuellen/Literatur
l l dElement: Fluor F2 Brom Br2 Iod I2Elektronegativität 4,1 2,7 2,2
Elektronenkonfiguration [He]2s22p5 [Ar]3d104s24p5 [Kr]4d105s25p5Elektronenkonfiguration [He]2s 2p [Ar]3d 4s 4p [Kr]4d 5s 5p
Aggregatszustand im Standardzustand
Gasförmig Flüssig Fest
Schmelzpunkt 53 K 266 K 387 K
Siedepunkt 85 K 332 K 457 K
l dFluor F2 Brom Br2 Iod I2• Fluor ist das Reaktivste
der 3 Elemente; es • Brom reagiert ähnlich
wie Chlor, jedoch • Erneute Abnahme der
Reaktionsstärke.reagiert (bis auf wenige Ausnahmen) nur zu F-I.
• Organische
deutlich schwächer.• Wichtige Reaktionen in
der organischen Chemie.
• Iod kann Polyiodidverbindungeneingehen ([I3]-).
Verbindungen werden oftmals komplett abgebaut.H h
• Durch Feuchtigkeit wird die Reaktivität wieder erhöht.
• Niedrigste Elektronegativität
• Höchste Elektronegativität
Fluor F2 Brom Br2 Iod I2Die Wirksamkeit von Fluor im menschlichen Körper ist
Es ist nicht bekannt, das Brom für den Menschen
Iod ist in der Hormonproduktion der p
umstritten, lediglich in den Knochen und zum Karies-und Zahnschutz kommt es in
eine wichtige biologische Funktion erfüllt.
pSchilddrüse relevant für die Hormone Thyroxin und Triiodthyronin.
Form von Fluorid F- vor.
O C T+
C T+ N N Xi
l l dElement Fluor F2 Brom Br2 Iod I2Verbindung • Flußspat CaF2
• Kryolith Na3AlF6
• Totes Meer und in Solen
• Lautarit Ca(IO3)2• Natriumiodat
• Fluorapatit Ca5(PO4)3F
• Meerwasser• Bromargyrit AgBr
NaIO3• Natriumperiodat
NaIO4
Orte des Vorkommens
Mexiko, China, Südafrika, Spanien, Russland
China, Vereinigten Staaten, Jordanien, Israel
Kolumbien,Ägypten, Kalifornien,Chile
Flußspat CaF2 Bromargyrit AgBr Lautarit Ca(IO3)2
• Reines Fluor wird hauptsächlich zur Produktion von Uranhexafluorid UF6 verwendet, welches eine wichtige Rolle in der Anreicherung von 235U zur Kernspaltung einnimmtder Anreicherung von 235U zur Kernspaltung einnimmt.
• Fluorierung von Kunststoffen zur besseren chemischen BeständigkeitBeständigkeit.
Links unfluorierter Kunststoff, rechts fluoriert
• Als Desinfektionsmittel löst es Chlor ab.• Früher Verwendung als
Reizmittel/Kampfmittel (Tränengas).• Oxidationsmittel in Form von Bromaten.• Bestandteil von Medikamenten
zur Behandlung psychischer Beschwerden.
• Auch Iod kann in gewissen Bereichen Chlor als Desinfektionsmittel ablösen.Z ff S i l (i di S i l )• Zusatzstoff von Speisesalz (iodiertes Speisesalz).
• Katalysator für chemische Reaktionen (vor allem in der organischen Chemie)organischen Chemie).
• In der Fotoindustrie als Silberiodid AgI.
l l dElement Fluor F2 Brom Br2 Iod I2Großtechnisches
Verfahren• H. Moissan
Verfahren• Umsetzung von
Bromidsalzen mit • Reduktion von
Natriumiodat durch Chlorgas Schwefeldioxid
Labormaßstabs-Verfahren
• Gewinnung aus Edelmetall-
• Herstellung durchOxidation von
• Oxidation von Iodid mithilfe von
fluoriden durch Erhitzen
Bromid mit Chlorgas
Permanganat zu Iod
• Gewinnung von HF aus Flußspat CaF2:CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2 HF
• Anschließende Gewinnung von F per Elektrolyse:• Anschließende Gewinnung von F2 per Elektrolyse:2 HF → F2 + H2
• Bei 70 bis 130 °C und mithilfe von KF wird die Elektrolyse ydurchgeführt.
HH2
• Edelmetallkationen sind dazu in der Lage,in gewissen Grenzen Fluorid zu Fluor zuoxidieren.
• Bsp: 2 AgF2 → 2 AgF + F2
• Problem: Das entstehende F2 ist sehrreaktiv und muss sofort in einenpassenden Behälter geleitet werden.
• Brom wird aus Calciumbromid gewonnen, indem das Bromid d h Chl idi i ddurch Chlorgas oxidiert wird.
• CaBr2 + Cl2 → Br2 + CaCl2O l k d C l b d• Optional kann das Calciumbromidzuvor durch Erhitzen ausCalciumbromat gewonnen werden.
• Ca(BrO3)2 CaBr2 + 3 O2 ↑
• Die beste Methode, Brom imLabor zu produzieren, ist dieEinleitung von Chlorgas in eineBromidlösung.
• Die dabei stattfindendeReaktion ähnelt jener dergroßtechnischen Gewinnung.
• 2 Br - + Cl2 → Br2 + 2 Cl-
I d d i h fli Sä I d ä HI d i• Iodate werden mit schwefliger Säure zu Iodsäure HI reduziert:• IO3
- + 3 H2SO3 HI + 2 H2SO4 + HSO4-
• Synproportionierung von IO3- und I- zu I2:
• IO3- + 5 HI +H+ 3 I2 + 3 H2O
• Als Gesamtreaktion lässt sich formulieren:• 2 NaIO3 + 4 H2O + 5 SO2 → Na2SO4 + 4 H2SO4 + I2• Das Iod kristallisiert als Feststoff aus und kann so leicht
gewonnen werden.
• Iodid wird mithilfe von Permanganat zu Iod oxidiert und kristallisiert als unlöslicher Bestandteil im Wasser aus:2 M O + 10 I + 16 H+ 2 M 2+ + 5 I + 8 H O• 2 MnO4
- + 10 I- + 16 H+ → 2 Mn2+ + 5 I2 + 8 H2ODas Iod lässt sich somit leicht
d d R k dvon den anderen Reaktandenabtrennen.
Iod, in Wasser und in Hexan gelöst.
• http //www xlab goettingen de/uploads/pics/Halogene neu wiki jpg • http://www.xlab-goettingen.de/uploads/pics/Halogene_neu_wiki.jpg 29.3.2012 11:08
• https://www.fh-muenster.de/fb1/downloads/personal/juestel/chemie/Zusammenfassung-Halogene.pdf29.3.2012: 11:42
• clb.de/Home_files/CLB05-11brom.pdf31.3.2012 10:09
• http://www.seilnacht.comhttp://www.seilnacht.com1.4.2012 11:11
• Eberhard Gerdes – Qualitative anorganische Analyse2. Auflage, 1998
//• http://www.innovent-jena.de/de/INNOVENT/Fachbereiche/Oberflaechentechnik/Fluorierung__285/10.4.2012 20:43
• http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/Fotos/Erdalkalimetalle/flussspat.jpgp // y g / g/ / / p jpg12.4.2012 10:48
• http://www.systematic-minerals.com/media/products/_thumbs_/5104b__800x634.jpg12.4.2012 11:29