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Transkript Kohlenstoff und seine Oxide

Einen schönen guten Tag und herzlich willkommen zum Video "Die Oxide des Kohlenstoffs". Was ist ein Oxid? Ein Oxid ist eine chemische Verbindung, die aus einem chemischen Element und dem chemischen Element Sauerstoff besteht. Ein Oxid des Kohlenstoffs besteht aus dem chemischen Element Kohlenstoff, repräsentiert durch das chemische Symbol C, und aus dem chemischen Element Sauerstoff, repräsentiert durch das chemische Symbol O. Kohlenstoff finden wir in der Natur in großen Mengen in der Kohle. Sauerstoff ist ein wichtiger Bestandteil unserer Luft. Beide Elemente bilden eine chemische Verbindung, die man als Oxid bezeichnet. Bei der Verbrennung von Kohle mit Luftsauerstoff bildet sich ein Gas. Die Wortgleichung lautet: Kohlenstoff + Sauerstoff -> Kohlenstoffdioxid. Die Formelgleichung lautet: C+O2->CO2. 1 Atom Kohlenstoff + 1 Molekül Sauerstoff -> 1 Molekül Kohlenstoffdioxid. Betrachten wir nun die chemische Verbindung Kohlenstoffdioxid mit der Formel CO2 etwas näher. Zunächst die physikalischen Eigenschaften: Kohlenstoffdioxid ist ein farb- und geruchloses Gas. Es ist schwerer als Luft, etwa um den Faktor 1,5. Kohlenstoffdioxid ist in Wasser schwach löslich. Kohlenstoffdioxid absorbiert die Wärmestrahlung. Diese Eigenschaft führt zum bekannten Treibhauseffekt. Die chemischen Eigenschaften: Kohlenstoffdioxid brennt nicht und fördert die Verbrennung nicht. Kohlenstoffdioxid liefert mit Wasser die unbeständige Kohlensäure. Diese hat die chemische Formel H2CO3. Kohlenstoffdioxid reagiert mit Basen: Ba(OH)2+CO2->BaCO3+H2O. Die Base ist Bariumhydroxid, das wasserlöslich ist. Es bildet sich Bariumcarbonat, welches wasserunlöslich ist. Diese Reaktion dient zum Nachweis von Kohlenstoffdioxid CO2. Kohlenstoffdioxid reagiert mit Wasser. Diese Reaktion ist nur möglich in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators, des grünen Blattfarbstoffs Chlorophyll. Im Ergebnis dieser Reaktion bildet sich eine chemische Verbindung mit der Summenformel C6H12O6 und Sauerstoff O2 wird frei: 6CO2+6H2O->C6H12O6+6O2. C6H12O6 ist Traubenzucker, die Glucose. Diese Reaktion ist unter dem Namen Fotosynthese gut bekannt. Nachweis von Kohlenstoffdioxid CO2: Der Nachweis ist über die Spanprobe, auch Glimmspanprobe genannt, möglich. Ein Span wird an einem Ende entzündet, die Flamme wird bis zu einem Funken verkleinert, und der glimmende Span wird in eine Probe mit Kohlenstoffdioxid eingetaucht. Der Glimmspan erlischt. Eine zweite Möglichkeit ist die Reaktion mit Barytwasser, die wir bereits schon besprochen haben. Es ist auch die Reaktion mit Kalkwasser möglich. Barytwasser Ba(OH)2 reagiert mit Kohlenstoffdioxid CO2 zu Bariumkarbonat BaCO3, welches als weißer Niederschlag ausfällt. Als Nebenprodukt bildet sich Wasser H2O. Der weiße Niederschlag zeigt an, dass es sich um Kohlenstoffdioxid handelt. Verwendung: Wenn Obst in Lagerräumen von Kohlenstoffdioxid bedeckt wird, bleibt es länger haltbar. Begasung von Pflanzen: Bei der Aufzucht von Pflanzen werden diese mitunter durch Kohlenstoffdioxid begast, um besser zu wachsen. Extraktion von Pflanzen: Mitunter extrahiert man mit warmem Kohlenstoffdioxid Pflanzen, um wichtige Inhaltsstoffe daraus zu isolieren, wie zum Beispiel Koffein, Majoran oder Hopfen. Kohlenstoffdioxid findet in bestimmten Feuerlöschern Verwendung. Vor einigen Jahren gab es Mitteilungen darüber, dass mit Kohlenstoffdioxid, das erwärmt wird, modernes Wäschewaschen stattfinden kann. Herstellung: Im Labor kann man Kohlenstoffdioxid darstellen, indem man zu Kalkstein eine Säure gibt. Es gibt dafür spezielle Gasentwickler. Kalkstein + Salzsäure -> Calciumchlorid + Kohlenstoffdioxid + Wasser. In der Industrie entsteht Kohlenstoffdioxid als Nebenprodukt in Kohlekraftwerken und anderen Wärmekraftwerken. Die Verbrennung der Kohle kann auch vonstattengehen, wenn nur relativ wenig Luft zur Verfügung steht. In einem solchen Fall bildet sich eine außerordentlich giftige und gefährliche chemische Verbindung. Es ist Kohlenstoffmonoxid mit der chemischen Formel CO. Physikalische Eigenschaften des Kohlenstoffmonoxids: Beim Kohlenstoffmonoxid handelt es sich um ein farb- und geruchloses Gas. Dadurch wirkt es, da es ein starkes Blutgift ist, besonders heimtückisch. Es ist auch dadurch gefährlich, da seine Dichte sich nur geringfügig von der Dichte der Luft unterscheidet. Formulieren wir nun die Formelgleichung der Entstehung des Kohlenstoffmonoxids: 2C+O2->2CO. Und in atomarer molekularer Schreibweise: 2 Atome Kohlenstoff + 1 Molekül Sauerstoff -> 2 Molekülen Kohlenstoffmonoxid. Chemische Eigenschaften: Kohlenstoffmonoxid ist brennbar. Die Reaktionsgleichung lautet: 2CO+O2->2CO2. Kohlenstoffmonoxid reagiert mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffmonoxid hat eine reduzierende Wirkung auf Oxide. So kann Kohlenstoffmonoxid zum Beispiel ein Eisenoxid zu reinem Eisen reduzieren. Fe2O3+3CO->2Fe+3CO2. Fe2O3 ist ein Eisenerz mit chemischem Namen Eisen(III)-oxid. Verwendung von Kohlenstoffmonoxid: Früher, bis zur 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts, fand man Kohlenstoffmonoxid als Bestandteil des Stadtgases. Der wichtigste Anwendungszweck des Kohlenstoffmonoxids ist die organische Synthese. Sie dient zur Herstellung vieler organischer Verbindungen. Kohlenstoffmonoxid reagiert zum Beispiel mit Wasser in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators zu Methanol: CO+2H2->CH3OH. CH3OH ist Methanol. Ich hoffe, es war für eine Einführung nicht zu schwer und für die, die schon Bescheid wissen, nicht zu langweilig. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Auf Wiedersehen!

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3 Kommentare
  1. Default

    Sehr gutes Video weiter so :)

    Von Manuela M., vor mehr als einem Jahr
  2. 001

    Hallo,
    die Fragen sind zwar schon zwei Jahre alt. Ich habe sie aber erst jetzt entdeckt.
    1. Nein. Damit Traubenzucker entsteht, ist es notwendig, dass das Reaktionsgemisch mit dem Licht einer besonderen Wellenlänge beschienen wird. Licht mit dieser Wellenlänge ist im Sonnenlicht enthalten.
    Über die Reaktionsgeschwindigkeit bin ich nicht informiert. Wahrscheinlich wird sich bei geeigneten Reaktionsbedingungen der Zucker, so dass man ihn wahr nimmt, nicht schon nach wenigen Minuten gebildet haben.
    2. Das ist richtig. Schließlich reagiert das Kohlenstoffdioxid nicht direkt. Es entsteht erst Carbonat gemäß
    CO2 + 3H2O ---> 2H3O+ + CO3(2-)
    Allerdings:
    Um lösliches Carbonat nachzuweisen, benötigt man kein Barytwasser. Gibt man (saubere) Soda (Na2CO3) in Leitungswasser (kein destilliertes Wasser!), so fallen augenblicklich die schwer löslichen Carbonate CaCO3 und MgCO3 aus.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor fast 2 Jahren
  3. Ich2

    Hallo,
    1.zur Reaktionsgleichung bei 3Min 50Sek:
    Wenn ich mir nun Chlorophyll in der Apotheke besorge und es in Wasser gebe, anschließend ausgeatmete Luft durch einen Strohalm ins Wasser puste (also CO2 einleite), kann ich so einfach meinen eigenen Traubenzucker herstellen und einen süßlichen Geschmack im Wasser feststellen können?
    2. Könnte man mit Barytwasser Ba(OH)2 nicht nur CO2 nachweisen, sondern auch CO3- Ionen in einem Metallcarbonat?
    mfg
    mfg

    Von Dflow, vor mehr als 4 Jahren