Gewinnung von F, Br und I-macro-enabled version (Jia Hui Lew

Jia Hui Lew
Shir Ling Siew



Wegen
ege Reaktionsfreudigkeit
ea t o s eud g e t kommt
o
t Fluor
uo nur
u
gebunden in Fluoriden vor.
Am häufigsten als:
Flussspat
CaF2
Kryolith
Na3AlF6
Fluor-Apatit
p
Ca5((PO
C
O4)3F
Topas
[Al2(OH,F)2][SiO4]
z.B in Südafrika, Russland, Mexiko, Spanien,
China, Deutschland(Wölsendorf)
Farbe
b
Ordnungszahl
Elektronenkonfiguration
F2
Br2
I2
Schwach
h
h gelb
lb
Braun
Violett
l
9
35
53
[He] 2s2 2p5
[Ar] 3d10 4s2 4p5 [Kr] 4d10 5s2 5p5
Elektronegativität
4.1
2.7
2.2
Elektronenaffinität [eV]
-3.4
-3.4
-3.1
Ionisierungsenergie [eV]
17.5
11.8
10.4
Schmelzpunkt [°C]
-220
-7
114
Siedepunkt [°C]
-188
59
185

Technische Methoden:
Ausgangsprodukt: CaF2
CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF
Ladungsträger:
KF + HF → HF2- + K+
Molverhältnis
KF:HF =1:1 und 1:3
Elektrolyse: H.Moissan Verfahren
K th d
2 - + 2H+ → H2
Kathode:
2e
Anode:
2HF- → F2 + HF + e2HF → F2 + H2

Chemische Herstellung :
Erhitzen von Edelmetallfluoriden
2AgF2 → 2AgF + F2 ↑





Anreicherung von 235U mit Uranhexafluorid (UF6)
Herstellung von Schwefelhexafluorid (SF6) als
gasförmiger Isolator z.B
z B in Hochspannungsschaltern
Oberflächenfluorierung von Kunststoffen
Farbe und Lacke auf Oberflächen besser haften
-Farbe
können.
Herstellung von Fluorgraphit-Trockenschmiermittel und
Elektrodenmaterial.
Synthese von Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW)
1122
(Triebgase und Kältemittel) und 1,1,2,2Tetrafluorethylen (Teflon)
AgBr
Bromargyrit



kommt in der Natur in gebundenem Zustand
in Form von Bromiden (z.B
(z B AgBr) vor
Meerwasser (68g
M
(68 B
Br-/m
/ 3)
Totes Meer (4-5kg Br-/m3)
Farbe
Ordnungszahl
Elektronenkonfiguration
F2
Br2
I2
Schwach gelb
Braun
Violett
9
35
53
[He] 2s2 2p5
[Ar] 3d10 4s2 4p5 [Kr] 4d10 5s2 5p5
Elektronegativität
4.1
2.7
2.2
Elektronenaffinität [eV]
-3.4
34
-3.4
34
-3.1
31
Ionisierungsenergie [eV]
17.5
11.8
10.4
Schmelzpunkt
p
[[°C]]
-220
-7
114
Siedepunkt [°C]
-188
59
185

o
Industrielle Herstellung:
aus bromidhaltigen Laugen,
die bei der Salz- und
Düngemittelherstellung aus
dem Abraumsalz
Kaliumchlorid anfallen
Man lässt die Laugen in
hohen Türmen von oben
herabrieseln und bläst auf
sie Chlorgas:
g
2KBr + Cl2 → Br2 + 2KCl
MgBr2 + Cl2 → Br2 + MgCl2
o
D till ti
Destillation;
E
Entwässerung
t ä

Laboratoriumsmethode:
Im Labor lässt sich Brom herstellen
herstellen, wenn
man Chlorgas in eine Kaliumbromidlösung
einleitet.
einleitet
2Br- + Cl2 → Br2 + 2Cl-

Laboratoriumsmethode:
Im Labor kann Brom durch Umsetzung von
Natriumbromid mit Schwefelsäure und
Braunstein in der Hitze dargestellt werden.
2NaBr + MnO2 + 2H2SO4 →
B 2 + MnSO
Br
M SO4 + Na
N 2SO4 + 2H2O
o
Das Brom wird dabei durch Destillation
abgetrennt.

Laboratoriumsmethode:
Schmelzflusselektrolyse von Zinkbromid
o
Nach
N
h dem
d
Schmelzen
S h l
des
d Salzes
S l
und
d dem
d
Anlegen
A l
einer
i
Gleichspannung bildet sich am Pluspol elementares Brom
Oxidation:
2Br- → Br2 + 2eReduktion:
Zn2+ + 2e- → Zn
Redoxreaktion: Zn2+ + 2Br- → Zn + Br2

Herstellung von Bromiden und bromorganischen
Verbindungen
◦ AgBr:
lichtempfindliche Schicht auf Filmmaterial
◦ Organische Bromverbindungen:
Beruhigungsmittel u. Schlafmittel
◦ Rote Farbstoff Eosin:
Herstellung roter Tinte, Nagellack, Lippenstiften u.
Färben von Textilien



Oxidationsmittel: zum Bleichen in der TextilTextil u.
u
Papierindustrie
Desinfektionsmittel in Schwimmbädern
Halogenlampe
Halogenlampe



Nicht nur als Halogenid, sondern auch als
Halogenat
g
Im Chilesalpeter, hauptsächlich in Form von
Natriumiodat (NaIO3), Natriumperiodat
((NaIO4) und Lautarit ((Ca(IO
( 3)2)).
Organische Iodverbindungen
aus Meeralgen.
Farbe
Ordnungszahl
El kt
Elektronenkonfiguration
k fi
ti
F2
Br2
I2
Schwach gelb
Braun
Violett
9
35
53
[H ] 2
[He]
2s2 2p
2 5
[A ] 3d10 4s
[Ar]
4 2 4p
4 5 [Kr]
[K ] 4d10 5s
5 25
5p5
Elektronegativität
4.1
2.7
2.2
Elektronenaffinität [eV]
-3.4
3.4
-3.4
3.4
-3.1
3.1
Ionisierungsenergie [eV]
17.5
11.8
10.4
Schmelzpunkt [°C]
-220
-7
114
Siedepunkt [°C]
-188
59
185

Industrielle Herstellung:
Reduktion das in den Mutterlaugen
enthaltene Iodat
◦ 1. schwefelige Säure einsetzen, um Iodsäure zu
Iodwasserstoff zu reduzieren:
HIO3 + 3H2SO3 → HI + 3H2SO4
◦ 2. Komproportionierung – Iodwasserstoff(-I) wird
durch die in der Lösung vorhandene Iodsäure(+V)
I d(0) oxidiert:
idi t
zu Iod(0)
HIO3 + 5HI → 3H2O + 3I2

Industrielle Herstellung:
Reduktion von Chilesalpeter (Natriumnitrat)
mit SO2
◦ Verunreinigungen werden zunächst mit heißem
Wasser ausgelaugt und das Natriumnitrat
auskristallisiert.
auskristallisiert
◦ Die dabei entstehende Lauge enthält bis zu 4g/l
Natriumiodat
◦ Man lässt sie in hohen Türmen herabrieseln und
bringt sie dabei in Kontakt mit Schwefeldioxid.
Dabei fällt elementares Iod aus:
◦ 2NaIO3 + 4H2O + 5SO2 → Na2SO4 + 4H2SO4 + I2

Laboratoriumsmethode:
Elektrolyse von Zinkiodid
◦ Am Pluspol werden die Iodid-Ionen zu Iod-Atomen
oxidiert,, diese vereinigen
g sich paarweise
p
zu IodAtomen.
◦ Am Minuspol werden die Zink-Ionen zu ZinkA
Atomen
reduziert.
d i
2I- → I2 + 2eAnode:
Kathode: Zn2+ + 2e- → Zn
Zn2+ + 2 I - → Zn + I2

Als Desinfektionsmittel

in dem Speisesalz zugesetzt


häufig eingesetzter Katalysator in chemischen
Reaktionen.z.B Polymerisationen von 1,3Butadien
Aromatische Iodverbindungen werden als
Röntgenkontrastmittel







Holleman Wiberg
Lehrbuch der Anorganischen Chemie
N N Greenwood,
N.N.
Greenwood A.
A Earnshaw
Chemistry of the Elements
V l
Vorlesungsskript
k i Prof.
P f Dr.
D Jüstel
Jü l
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