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Transkript IV. Hauptgruppe – Chemische Eigenschaften

Guten Tag und herzlich willkommen. Auch in diesem Video geht es um die IV-Hauptgruppe, die Kohlenstoffgruppe des Periodensystems der Elemente. Wir befassen uns heute mit dem Teil 4, chemische Eigenschaften. Ich möchte elementeweise vorgehen.

Wir beginnen mit dem Kohlenstoff: Reiner Kohlenstoff ist Diamant oder Grafit. Ihr könnt euch aber auch Kohle vorstellen, die zum größten Teil aus Kohlenstoff besteht. 1. Die Verbrennung: Bei der Verbrennung reagieren Kohlenstoff C und Sauerstoff O2 zu Kohlenstoffdioxid CO2. 2. Unvollständige Verbrennung: Kohlenstoff reagiert mit Sauerstoff zu Kohlenstoffmonoxid: 2C+O2->2CO. 3. Reaktion mit Wasser: Kohlenstoff und Wasser reagieren zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff: C+H2O->CO+H2. Das Gemisch aus CO und H2, haben eure Großeltern noch zum Kochen benutzt. Es wird als Wassergas bezeichnet. 4.Reaktion mit Fluor: Fluor ist das reaktionsfähigste aller chemischen Elemente. Es reagiert mit Kohlenstoff zu einer Verbindung, die die Formel CF4 hat: C+2F2->CF4. CF4 ist eine chemisch völlig inaktive Verbindung. Sie heißt Tetrafluormethan. 5.Reaktion mit Silicium: Ich setze hier ein Sternchen, weil diese Reaktion in der Schule nicht behandelt wird, zum anderen ist sie auch relativ schwer zu erklären: Si+C->SiC. SiC ist Siliciumcarbid. Siliciumcarbid ist eine der härtesten chemischen Verbindungen.

Silicium: Silicium ist chemisch sehr träge. 1. Verbrennung: Bei der Verbrennung reagiert Silicium mit Sauerstoff zu Siliciumdioxid: Si+O2->SiO2. Diese Reaktion verläuft nur bei sehr hohen Temperaturen. 2. Reaktion mit Fluor: Silicium reagiert mit Fluor zu einer Verbindung der Formel SiF4: Si+2F2->SiF4. Diese Reaktion läuft bereits bei Raumtemperaturen ab. 3. Reaktion mit Chlor: Silicium reagiert mit Chlor zu einer Verbindung der Formel SiCL4. Diese Reaktion läuft nur ab, wenn man das Reaktionsgemisch erwärmt. 4. Reaktion mit Basen: Silicium reagiert mit Basen und Wasser zu einem Silicat-Ion und Wasserstoff wird frei. Si+2OH-+H2O->SiO32-+2H2. SiO32- ist das Silicat-Ion. 5. Mit Säuren regiert Silicium nicht. Einzige Ausnahme ist Flusssäure, Formel HF. Silicium reagiert mit Flusssäure zu einer Verbindung der Formel SiF4 und Wasserstoff wird frei: Si+4HF->SiF4+2H2. Die mit Sternchen versehenen Reaktionen werden entweder in der Schule nicht besprochen oder sie sind relativ schwer, oder beides zusammen.

Germanium: Germanium ist ein relativ träges, chemisches Element. 1. Verbrennung: Germanium und Sauerstoff reagieren zum Germaniumoxid: Ge+O2->GeO2. Diese Reaktionen laufen nur oberhalb von Temperaturen über 700 Grad ab. 2. Es findet keine Reaktion mit Säuren statt. Germanium reagiert zum Beispiel nicht mit Salzsäure. Ge+HCL es findet keine Reaktion statt. 3. Schwache Reaktion mit verdünnten Basen: Zum Beispiel Ge+ verdünnte NaOH reagieren praktisch nicht. 4. Oxidation durch Salpetersäure: Die Reaktion möchte ich nur andeuten. Germanium reagiert mit Salpetersäure zum Germaniumoxid. Die Reaktionen 4, 3 und 2 erhalten Sternchen, weil sie für die Schule relativ unrelevant sind.

Zinn: 1. Verbrennung: Bei der Verbrennung reagiert Zinn mit Sauerstoff zum Zinnoxid: Sn+O2->SnO2. Das Reaktionsprodukt heißt exakt Zinn(VI)-oxid. 2. Reaktion mit Säuren: Zinn reagiert mit Salzsäure zu SnCL2: Sn+2HCL->SnCL2+H2. SnCL2 ist Zinn(II)-chlorid. 3. Reaktion mit Chlor: Zinn reagiert mit Chlor zu SnCL4: Sn+2CL2->SnCL4. SnCL4 ist mit exaktem Namen Zinn(IV)-chlorid. 4. Reaktion mit Basen: Zinn und wässrige Lösung von Basen reagieren zu einem komplexen Zinn-Ion und es wird Wasserstoff frei. Die Reaktion 4 hat in der Schule keine Bedeutung.

Blei: 1. Oxidation: Ich habe mit Absicht Oxidation gewählt, weil sich die Verbrennung von Blei kompliziert gestaltet. Blei reagiert mit Sauerstoff zu einem Bleioxid: 2Pb+O2->2PbO. Das Reaktionsprodukt heißt exakt Blei(II)-oxid. 2. Bildung des Hydroxids: Blei reagiert mit Sauerstoff und Wasser unter Bildung eines Bleihydroxids: 2Pb+O2+2H2O->2Pb(OH)2. Das Reaktionsprodukt heißt exakt Blei(II)-hydroxid. 3. Reaktion mit Schwefel: Blei reagiert mit Schwefel zu Bleisulfid: Pb+S->PbS. Das Reaktionsprodukt heißt Blei(II)-sulfid. Die Reaktionen 2 und wahrscheinlich auch 3 haben für die Schule nur geringe Bedeutung. Und als Letztes noch ganz kurz etwas über die Reaktion mit Säuren. Mit konzentrierter Salzsäure reagiert Blei nicht. Mit konzentrierter Schwefelsäure findet ebenfalls keine Reaktion statt. Dafür reagiert Blei mit Salpetersäure. Blei reagiert, das ist erstaunlich, auch mit Essigsäure.

Ich danke für eure Aufmerksamkeit, auf Wiedersehen.

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2 Kommentare
  1. 001

    Das ist wirklich erstaunlich. Bei Ge ist es die Fähigkeit der Salpetersäure als Oxidationsmittel, nicht die Fähigkeit, eine Säure zu sein. Offensichtlich spielen hier auch die Acetat-Ionen eine wichtige Rolle. Alle diese Säuren reagieren mit Pb sehr langsam. Essigsäure aber noch am schnellsten. Nicht von ungefähr waren viele alte Römer bleivergiftet, weil sie verdünnten Essig aus Bleigefäßen tranken.

    Alles Gute

    Von André Otto, vor mehr als 4 Jahren
  2. Ich2

    hmm versteh ich nicht ganz. Bei 4Min 25Sek schreiben Sie bei Punkt 2, dass Ge mit Säuren nicht reagiert. Nur kurze Zeit später bei Punkt 4 lassen Sie Ge dann durch Salpetersäure zu GeO2 oxidieren?
    Findet mit Säuren nun eine Rkt statt oder nicht?
    Und warum ist das wohl so das Pb mit einer starken anorganischen Säure wie HCL oder H2SO4 nicht reagiert, aber mit einer schwachen Säure wie Essigsäure reagiert es? Das ist in der Tat erstaunlich.
    mfg

    Von Dflow, vor mehr als 4 Jahren