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.

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• Eberhard Gerdes – Qualitative anorganische Analyse2. Auflage, 1998

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• 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