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Brom 07:36 min

Textversion des Videos

Transkript Brom

Guten Tag und herzlich willkommen! Dieses Video heißt "Brom". Der Film gehört zur Reihe "Elemente". An Vorkenntnissen solltest du die Chemie bis Basen, Säuren und Salze sicher beherrschen. Im Video möchte ich dir eine Übersicht über Brom und seine chemischen Verbindungen geben. Der Film besteht aus 8 Abschnitten: 1. Die Entdeckung 2. Vorkommen 3. Stellung im Periodensystem der Elemente 4. Eigenschaften 5. Chemie des Broms 6. Brom als Arzneimittel 7. Verwendung 8. Zusammenfassung   1. Die Entdeckung Versetzen wir uns in das Jahr 1825. Wir befinden uns in der hübschen südfranzösischen Stadt Montpellier. In Montpellier war das Handwerk der Salzgewinnung in seiner Blüte. Der junge Chemiker Antoine Jérôme Balard war mit Untersuchungen von Mutterlaugen aus der Salzgewinnung beschäftigt. Als er in solche Mutterlaugen Chlor einleitete, kam es zu einer Verfärbung nach gelb. Noch interessanter war es, wenn er solche Mutterlaugen aus Seetang gewann. Die Mutterlauge versetzte er mit Stärke. Nachdem er Chlor eingeleitet hatte, bot sich ihm folgendes Bild: 2 Phasen wurden erhalten, die untere war blau, die obere rotbraun. Die untere Farbe wies auf Jod hin, es war Jodstärke. Aus der oberen Phase gelang es Balard ein neues chemisches Element zu isolieren. Übrigens wurde dem bekannten Chemiker Justus Liebig, der damals auch noch sehr jung war, eine gelbe Lösung, wie die von Balard, zur Analyse überreicht. Liebigs Reaktion: "keine Lust" oder so ähnlich. Balard war etwa so alt wie Liebig, ich hab aber nur ein Bild aus reiferem Alter. Den Ruhm erntete Balard, für Liebig blieb die Erkenntnis, dass auch was nicht glänzt, Gold sein kann.   2. Vorkommen In der Erdhöhle kommt Brom zu einem Anteil von 6×10^-4% vor. Es gibt nur wenige Bromminerale, zum Beispiel Bromcarnallit oder Bromargyrit, Den größten Teil an Brom findet man in gebundener Form in Meerwasser. Auch die Atmosphäre enthält Brom, hier nun in reiner Form. 4 Millionen Tonnen gelangen dort jährlich aus anderen Teilen der Erdhülle. Brom ist in Hülsenfrüchten vertreten, in Erbsen, in Bohnen und in Linsen. Im menschlichen Körper findet man ebenfalls Brom, der größte Anteil ist im Gehirn. Brom ist auch im Blut, die Nieren enthalten Brom und auch die Leber. Klar, dass man auch in Pflanzen Brom findet, in den Blättern, in den Wurzeln, in den Stängeln. Und auch die Pilze machen keine Ausnahme, besonders viel gebundenes Brom findet man in Steinpilzen, in Birkenpilzen und in den Rotkappen.   3. Stellung im Periodensystem der Elemente Im Periodensystem der Elemente befindet sich Brom an dieser Stelle. Es ist ein Element der 7. Hauptgruppe, das sind die Halogene. Brom ist ein typisches Nichtmetall. In Verbindungen hat es die Oxidationszahlen: +1 und -1, +3, +5 und +7. Das chemische Symbol des Broms ist Br. Sein Name ist abgeleitet vom Wort bromos, welches Gestank bedeutet.   4. Eigenschaften Brom ist ein rotbraunes, flüssiges, übel riechendes, stark ätzendes Nichtmetall. Es siedet bei 59°C und schmilzt bei -7°C. Brom ist relativ schwer, es hat eine Dichte von 3,1 g/cm³, damit hat Brom eine höhere Dichte als Aluminium. Brom ist sehr giftig, außerdem ist es stark ätzend. Beim Arbeiten mit Brom: Schutzbrille verwenden. Sollte Brom auf die Haut gelangen, bitte mit einer Sodalösung sofort benetzen und abwaschen, anschließend mit einer Salbe, die Natriumhydrogenkarbonat enthält, behandeln.   5. Chemie des Broms Brom wird genauso hergestellt, wie es schon damals der Entdecker Balard tat. Man nimmt Kaliumbromid und versetzt es mit Chlor. Im Laboratorium werden Natriumbromid, Mangandioxid und Schwefelsäure unter erhöhter Temperatur zur Reaktion gebracht. Mit Wasserstoff reagiert Brom auch, allerdings nur bei erhöhten Temperaturen, im Gegensatz zum Chlor. Brom reagiert mit den meisten Metallen, zum Beispiel mit Aluminium, dabei entsteht Aluminiumbromid. Mit feuchtem Brom reagieren fast alle Metalle. Nicht mit Brom reagieren Tantal und Platin.   6. Brom in Arzneimitteln Kaliumbromid wird klassisch zur Beruhigung eingesetzt. Der Wissenschaftler Nikiforowski führte 1910 ein Experiment an Hunden mit Kaliumbromid durch, dabei stellte er fest, dass die Hemmschwelle heraufgesetzt wird, es hat also nichts mit Beruhigung zu tun. Es gibt Antiseptika, die Brom enthalten: Ammoniumbromid, Bismuttribromphenolat. Kaliumbromid wird heute als Medikament kaum noch verwendet. Es gibt auch ein Antibiotikum, welches Brom enthält: Bromtetracyclin.   7. Verwendung Brom wird für das chemische Polieren von Galiumarsenid verwendet. Bromverbindungen werden als Flammschutzmittel für Leiterplatten verwendet. Methylbromid ist ein Schädlingsbekämpfungsmittel. Man verwendet Brom für die Desinfektion, es ist nicht so aggressiv wie Chlor. Bromate, wie Natriumbromat, werden als Oxidationsmittel eingesetzt. Bromite, wie Natriumbromit, dienen als Bleichmittel. Aus Bromkautschuk werden luftdichte Reifen produziert. Bromaceton ist ein Tränengas. Auch der Farbstoff Purpur enthält Brom, er dient zur Färbung von Textilien.   8. Zusammenfassung Das chemische Element Brom und seine Verbindungen sind wichtiger Bestandteil des Lebens und der Zivilisation. Ich danke für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.

Brom Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Brom kannst du es wiederholen und üben.

  • Nenne die Eigenschaften von Brom.

    Tipps

    Brom steht in der 7. Hauptgruppe und ist ein Nichtmetall.

    Es ist eine übelriechende, gesundheitsschädliche Flüssigkeit.

    Lösung

    Anhand der Position im Periodensystem kann man eine Menge Eigenschaften ablesen:

    1. Brom steht in der 7. Hauptgruppe und ist damit ein Halogen. Halogene haben die Eigenschaften, dass sie immer molekular vorliegen. Sie sind giftig und ätzend.
    2. Brom steht in der 4. Periode. Dies ist relativ weit unten und damit ist das Element relativ schwer.
    3. Innerhalb der Halogene steht Brom ebenfalls recht weit unten. Dies gewährt Rückschluss auf den Aggregatzustand. Die leichteren Elemente wie Fluor und Chlor sind gasförmig, Brom ist flüssig und Jod ist fest.

  • Gib die Position von Brom im Periodensystem der Elemente an.

    Tipps

    Im Periodensystem in der Abbildung oben findest du Brom auf der rechten Seite etwa mittig.

    Die Spalten im Periodensystem heißen Gruppen und die Zeilen Perioden.

    Lösung

    Im Periodensystem der Elemente nennen sich die Zeilen Perioden. Daher kommt auch der Name Periodensystem. Sie werden von oben nach unten durchgezählt. Die Spalten heißen Gruppen. Dabei werden zunächst die Gruppen, die mit den ersten beiden Perioden anfangen, von links nach rechts durchgezählt. Diese 8 Gruppen werden als Hauptgruppen bezeichnet. Die 1., 2., 7. und 8. Hauptgruppe habe bekannte Eigennamen, wobei die 7. Gruppe als Halogene bezeichnet wird. Die 10 Gruppen, die erst mit der 4. Periode anfangen, nennt man Nebengruppen.

  • Bestimme die Metalle zu den richtigen Reaktionsprodukten.

    Tipps

    Die Elemente der Alkalimetalle sind zum Beispiel:

    • Lithium
    • Natrium
    • Kalium
    • Rubidium

    Die Elemente der Erdalkalimetalle sind zum Beispiel:

    • Beryllium
    • Magnesium
    • Calcium
    • Barium

    Die Elemente der dritten Hauptgruppe sind zum Beispiel:

    • Aluminium
    • Gallium

    Lösung
    • Lithium, Natrium und Kalium gehören zu den Alkalimetallen und reagieren nach dem Schema 1. Sie gehören also zu dem Zentralelement $2~MBr$.
    • Magnesium und Calcium gehören zu den Erdalkalimetallen und reagieren nach dem 2. Schema. Sie gehören also zu dem Zentralelement $MBr_2$.
    • Aluminium gehört zur 3. Hauptgruppe und reagiert nach dem Schema 3. Es gehört also zum Zentralelement $2~MBr_3$.
    • Die Elemente Tantal und Platin reagieren nicht mit Brom, da sie zu edel sind.
  • Gib die Verwendung folgender Bromverbindungen an.

    Tipps

    Als Schädlingsbekämpfungsmittel wird eine organische Verbindung eingesetzt, die Brom enthält.

    Oxidationsmittel enthalten mehrere Sauerstoffatome.

    Bleichmittel wirken auch reduzierend und enthalten daher sehr wenig Sauerstoff.

    Als Desinfektionsmittel wird Brom in seiner reinen Form angewendet.

    Farbstoffe sind große, organische Verbindungen, die immer einen Eigennamen haben.

    Lösung
    1. Viele kleine organische Verbindungen, die Brom enthalten, sind gesundheitsschädlich, krebserregend oder giftig, da sie leicht in Zellen eindringen können.
    2. Du hast gelernt, dass Brom giftig ist und trotzdem wird es auf die Haut aufgetragen. Dies geschieht in so geringen Mengen, dass es für den menschlichen Körper ungefährlich ist. Für die winzig kleinen Bakterien sind diese Mengen aber sehr gefährlich.
    3. Ein Oxidationsmittel überträgt Sauerstoff. Um dies zu können, muss es eine ausreichende Menge an Sauerstoff enthalten.
    4. Umgekehrtes gilt für die Reduktionsmittel.
    5. Farbstoffe sind große, komplexe, organische Verbindungen.
  • Vervollständige die Reaktionsgleichungen zur Herstellung von Brom.

    Tipps

    Die Anzahl an Atomen einer Sorte bleibt gleich. Das heißt, es gibt zum Beispiel genauso viele Kaliumatome auf der Eduktseite wie auf der Produktseite.

    Bei der Herstellung von Brom im Labor wird Schwefelsäure und Mangandioxid (auch Braunstein genannt) eingesetzt.

    Lösung
    1. Chlor verdrängt das Brom aus dem Kaliumbromid und es entsteht Brom und Kaliumchlorid.
    2. Die Schwefelsäure verdrängt das Brom aus dem Natriumbromid und es entsteht Natriumsulfat und Bromidionen, diese werden vom Mangandioxid zu Brom reduziert und es entsteht Mangansulfat und Wasser.
  • Formuliere die Wortgleichung zur Bromknallgasreaktion.

    Tipps

    Eine Knallgasreaktion ist immer eine Reaktion mit Wasserstoff.

    Lösung

    Knallgasreaktionen laufen mit Wasserstoff ab. Vielleicht kennst du ja bereits die Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff, die auch Knallgasreaktion genannt wird. Bei dieser Reaktion entsteht Wasser.

    $O_2 + 2~H_2 \rightarrow 2~H_2O$

    Die beiden Gase reagieren explosiv miteinander, wodurch auch der Name der Reaktion entstanden ist.

    Auch Brom reagiert mit Wasserstoff. In diesem Fall entsteht Bromwasserstoff. Dies geschieht nur unter erhöhten Temperaturen.

    $Br_2 + H_2 \rightarrow 2~HBr$