07 01 05 USA ChlorgasZug verunglckt acht Tote

07. 01. 05 USA Chlorgas-Zug verunglückt - acht Tote Acht Menschen sind in den USA getötet worden, als ein mit Chlorgas beladener Güterzug auf stehende Waggons aufprallte und die giftigen Dämpfe frei wurden. 240 Menschen wurden durch die ätzende Substanz verletzt. Luftbild der Unglückstelle: Geruch wie im Schwimmbad

Der große Knall - Bitterfeld 1968 Am 11. Juli 1968 um 13: 57 Uhr vernahm ganz Bitterfeld einen ohrenbetäubenden Knall. Schwer und dumpf bebte die Erde. Eine schwere Gasexplosion hatte die PVC-Fabrik in Trümmer gerissen. Mindestens 41 Menschen starben, Hunderte wurden schwer verletzt.

Seveso Der Albtraum dauert an Als am 10. Juli 1976 in einer Chemiefabrik im Mailänder Vorort Seveso unbemerkt eine hochgiftige Gaswolke entweicht, brachte der Unfall das Dioxin in die Schlagzeilen. Die Wunden sind noch nicht verheilt.

15. 10. 08 Chlorunfall in Schwimmbad Bei einem Unfall mit Chlorgas sind in einem Erlebnisbad in Bitburg mehrere Kinder und Erwachsene verletzt worden, zwei mussten in ein Krankenhaus eingeliefert werden….

24. 10. 1988 "Es geht darum, unsere Haut zu retten" Die Zerstörung des Ozonschilds der Atmosphäre ist nach den jüngsten Erkenntnissen der Wissenschaftler schon weiter fortgeschritten als bislang angenommen. Der einzige Ausweg - der Verzicht auf chlorhaltige Industriegase, die den Ozonabbau verursachen….

…. Schlagzeilen • Chemieunfälle • Halogene involviert • Einprägende Bilder • Halogene => gefährlich • Halogene verpönt

HALOGENE Experimentalvortrag IM WS 08/09 ALLTAG Oliver Strauch

Gliederung 1. Was sind Halogene? 2. Fluorverbindungen 3. Chlorverbindungen 4. Bromverbindungen 5. Iodverbindungen 6. Schulrelevanz 9

Was sind Halogene ? Was sind Halogene? 17 VII A 18. 998 • griech. „halos“ = Salzbildner F Fluor 35. 45 • bilden 7. Hauptgruppe. Astat: des PSE Cl Chlor • radioaktiv • ausgeprägte Nichtmetalle 79. 90 • stabilstes Isotop: 8, 3 Std. • hohe Elektronegativität • wenig Vorkommen • sehr reaktionsfreudig Brom Br 126. 90 I Iod 209, 99 Astat 10

Was sind Halogene ? Elektronenkonfiguration: • 2 s- und 5 p-Elektronen • fehlendes Elektron zur Edelgaskonfiguration durch: • kovalente Bindung • einfach geladenes Anion Vorkommen: • nie atomar • zweiatomige Moleküle • gebundener Form 11

Fluor im Alltag Fluor • griech: „fluor“ = Fluss • gelbliches Gas (RT) • reaktivstes Element • Ox-Stufen 0 oder -1 • stark ätzend, extrem giftig 12

Fluor im Alltag Polytetrafluorethen PTFE – besser bekannt als Teflon® – vollfluoriertes Polymer – robuster Kunststoff – hoch belastbar – Raumfahrt – Teflon - Pfanne – Spezialtextilien (GORE-TEX®) 13

Fluor im Alltag FCKW • Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe • reaktionsträge, unbrennbar, wenig giftig • chemisch stabil => vielfach verwendbar • Kühl- und Treibmittel 14

Fluor im Alltag Abbau der Ozonschicht 15

Fluor im Alltag Fluoridierung • Kariesvorbeugung durch Fluoride • Zusatz zu Speisesalz, Zahnpasta, Milch… • stark abweichende Meinungen 16

Fluor im Alltag Versuch 1 Fluorid aus Zahnpasta 17

Fluor im Alltag V 1 Fluorid-Nachweis aus Zahnpasta Fe 3+(aq) + 3 SCN-(aq) + 3 H 2 O [Fe(SCN)3(H 2 O)3](aq) rot [Fe(SCN)3(H 2 O)3](aq) + 6 F-(aq) [Fe. F 6]3 -(aq) + 3 SCN-(aq) + 3 H 2 O farblos 18

Fluor im Alltag Kariesvorbeugung • Zahnschmelz besteht zu 97 % aus Hydroxylapatit Ca 5(PO 4)3 OH • hart / widerstandsfähig • instabil gegen Säure: Ca 5(PO 4)3 OH(s)+ H 3 O+(aq) 5 Ca 2+(aq) + 3 PO 43 -(aq) + 2 H 2 O 19

Fluor im Alltag Demo 1 Fluorierte Schweinezähne 20

Fluor im Alltag D 2: Fluorierte Schweinezähne • Schweinezähne in KF(aq) eingelegt • Austausch Hydroxid-Ionen mit Fluorid-Ionen: Ca 5(PO 4)3 OH(s) + F–(aq) • Ca 5(PO 4)3 F(s) + OH–(aq) Fluorapatit hoch säurebeständig • Säureschutz für die Zähne 21

Fluor im Alltag Versuch 2 Glasätzen mit Flusssäure 22

Fluor im Alltag V 2: Glasätzen mit Flusssäure Ca. F 2(s) + H 2 SO 4(l) Si. O 2(s) + 4 HF(g) Δ 2 HF(g) + Ca. SO 4(s) Si. F 4(g) + 2 H 2 O 23

Fluor im Alltag Glasätzen • HF zum Ätzen und Polieren von Glas • Restauratoren / Künstlerbetriebe • feiner als Sandstrahlen • brillante Abstufungen • optische Umkehrung 24

Fluor im Alltag Flusssäure Sehr gefährliche Säure • HF diffundiert durch die Haut, zersetzt Knochen • Schmerzen verzögert • giftig und stark wassergefährdend Sandstrahlen ungefährlich / billiger / weniger attraktiv Risiken / Nutzen abwägen 25

Chlor im Alltag Chlor • griech: „chloros“ = gelbgrün • grünliches Gas (RT) • reaktionsfreudiges Element • starkes Ox. -Mittel • giftig, stark umweltgefährdend 26

Chlor im Alltag Salz • Natriumchlorid: Na. Cl • bedeutende Rolle im Alltag • „Salz in der Suppe“ • lebenswichtig 27

Chlor im Alltag PVC • Polyvinylchlorid • vielseitig verwendbarer Kunststoff • Fußböden, Fensterrahmen, Rohre… • große Entsorgungsprobleme • Verbrennung: HCl und Dioxine 28

Chlor im Alltag Dioxine • polychlorierte • Dibenzo-p-Dioxine (PCDD) • Dibenzofurane (PCDF) • extrem giftig 29

Chlor im Alltag Versuch 3 Chlorbleiche 30

Chlor im Alltag V 3: Chlorbleiche Bleichen mit Hypochlorit: • Rote Bete: violett -> gelb • Rotkraut: violett -> grün -> gelb • Tinte: blau -> farblos • Farbstoffe mit HOCl oxidiert • Farbstoffe werden zerstört / ändern sich 31

Chlor im Alltag Demo 2 Geruchsentfernung mit Chlorwasser 32

Chlor im Alltag D 2: Geruchsentfernung mit Chlorwasser Heuaufguss • fauliger Geruch • Mikroorganismen Chlorwasser: Disproportionierung • Wasseraufbereitung im Schwimmbad 33

Chlor im Alltag Demo 3 Streichhölzer 34

Chlor im Alltag D 2: Streichhölzer Streichholzkopf: – – – Kaliumchlorat Braunstein Schwefel Dextrin Saccharose Glasmehl Holzstäbchen: – paraffingetränkter Holzspieß Reibefläche – roter Phosphor auf Schmirgelpapier 35

Chlor im Alltag Reaktionen • Reibung erzeugt Wärme / Kontakt Kaliumchlorat/Phosphor => Gemisch zündet 36

Chlor im Alltag • Reaktion von Kaliumchlorat und Schwefel wird gestartet: • Paraffin wird entzündet => Holzstäbchen beginnt zu brennen • stark exotherme Reaktionen 37

Chlor im Alltag Versuch 4 Chlorgas zu Hause 38

Chlor im Alltag V 4: Chlorgas zu Hause • Chlorreiniger + Essigreiniger: Komproportinierung • Chlorgas-Nachweis: Charge-Transfer-Komplex braun Synproportionierung 39

Brom im Alltag Brom • griech: „bromos“ = Gestank • bräunliche Flüssigkeit (RT) • schwer heilende Wunden / starke Schmerzen • stark umweltgefährdend • elementar nicht im Alltag 40

Brom im Alltag • Br 2: Desinfizieren von Schwimmbädern (Schweiz) – leichter handhabbar • Bromaceton als Tränengas (früher) – Augen, Schleimhäute gereizt • Brommethan – extrem giftig -> Schädlingsbekämpfung (Begasung) • Silberbromid – Lichtempfindliche Substanz in Filmen 41

Brom im Alltag Halonlöscher • Bromchlordifluormethan (Gas) • Effektiver Feuerlöscher • Störung des Verbrennungsablauf – Radikalkettenabbruchreaktion • keine Löschschäden, Reinigungsarbeiten -> Einsatz in Maschinen, Motoren, Flugzeugen • Stark Ozon-schädigend -> Verboten 42

Brom im Alltag Versuch 5 Brom aus Badesalz 43

Brom im Alltag V 5: Brom aus Badesalz Totes Meer-Salz + Wasser + Chlorreiniger + Heptan + Schwefelsäure 44

Brom im Alltag V 5: Brom aus Badesalz • Zugabe des Chlorreinigers: • Zugabe der Schwefelsäure: • Br 2 unpolar löst sich in Heptan -> obere Phase braun 45

Iod im Alltag Iod • altgriech: „ioeides“ = veilchenfarbig • leicht sublimierbar, violette Dämpfe • Feststoff (RT) • grau-schwarz, metallisch-glänzende Schuppen • stark reizend • stark umweltgefährdend, keimtötend 46

Iod im Alltag Iodverbindungen im Alltag • Iod ist essentielles Spurenelement • gebraucht für Schilddrüse • Iodmangel -> „kropfkrank“ • gabe von Iodid-Tabletten • Deutschland gehört zu jodärmsten Regionen Europas • iodiertes Speisesalz (IO 3 -) 47

Iod im Alltag Medizin • Desinfektion • Antiseptikum (Blutvergiftung) • Antimykotikum (Pilzbekämpfung) • I 2 wirkt selbst desinfizierend, zusätzlich: • Nukleare Unfälle -> Iodid-Tabletten 48

Iod im Alltag Versuch 6 Iod aus Meeresalgen 49

Iod im Alltag V 6: Iod aus Meeresalgen Simon-Müller-Ofen 1000°C / 1 Std 50

Iod im Alltag V 6: Iod aus Meeresalgen • Veraschung: I- und IO 3 - wird freigesetzt • in Lösung bringen mit verd. Salzsäure • Zugabe von Chlorwasser: • I 2 löst sich in Heptan -> violette Phase 51

Iod im Alltag V 6: Iod aus Meeresalgen • Algin (Polysaccharid) strukturgebend in Braunalgen: • Iodorganische Verbindung: Koralle „Gorgonia cavolonii“ 52

Schulrelevanz • 8 G. 2 Halogene – Verwendung und Eigenschaften – Alltag und Technik (Chlor aus Sanitärreinigern) • 10 G Einführung in die Kohlenstoffchemie – Umweltgefährung durch FCKW • 10 G Redoxreaktionen – betrachten an Alltagsbeispielen 53

Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit