Halogenalkane – Einführung

Guten Tag und herzlich willkommen, in diesem Video geht es um Halogenalkane, eine Einführung. Das Video ist vorgesehen für das Gymnasium, die Realschule, die Klassen 9-10. Der Film ist wie folgt gegliedert: 1. Was sind Halogenalkane? 2. Wie kann man sie herstellen? 3. Welche wichtigen Eigenschaften besitzen sie und  4. wo und wie werden sie verwendet? 1. Was sind Halogenalkane? Halogene sind die Elemente der 7. Hauptgruppe. Chemisch interessant davon sind Fluor, Chlor, Brom und Iod. Alkane sind die einfachsten Kohlenwasserstoffe. Die beiden ersten Vertreter sind Methan und Ethan. Aus diesen beiden Verbindungsklassen entstehen die Halogenalkane. Im ersten Fall wird ein Wasserstoffatom gegen ein Fluoratom ausgetauscht. Im Fall darunter wird 1 Wasserstoffatom gegen 1 Chloratom und ein anderes Wasserstoffatom gegen 1 Bromatom ausgetauscht. Allgemein kann man schreiben: Wenn bei einem Alkan ein Wasserstoffatom gegen ein Halogenatom ausgetauscht wird, so erhält man ein Halogenalkan. 2. Herstellung von Halogenalkanen. Alkane reagieren mit Halogen. Dabei entstehen Halogenalkane. Im Fall des Methans wird ein Wasserstoffatom gegen ein Chloratom ausgetauscht. Aus dem anderen Chloratom und dem Wasserstoffatom bildet sich Chlorwasserstoff. Die Verbindung, die als Halogenalkan entsteht, heißt Monochlormethan. Die chemische Reaktion des Austausches bezeichnet man als Substitutionsreaktion oder einfach als Substitution. Monochlormethan reagiert mit einem weiteren Molekül Chlor, Cl2. Dabei wird ein weiteres Wasserstoffatom gegen ein Chloratom ausgetauscht. Es entsteht Dichlormethan. Dichlormethan wird weiter durch Chlor substituiert, dabei wird das 3. Wasserstoffatom gegen ein Chloratom ausgetauscht. Es entsteht Trichlormethan. Die 4. Substitution schließlich liefert das vollständig substituierte Methan. Tetrachlormethan. Allgemein können wir schreiben: Alkan plus Halogen reagieren zu Halogenalkan plus Halogenwasserstoff. 3. Eigenschaften der Halogenalkane. Die meisten Halogenalkane verfügen über einen typisch angenehmen Geruch. Der häufigste Aggregatzustand der Halogenalkane ist flüssig. Die Siedetemperaturen der Halogenalkane liegen prinzipiell über den Siedetemperaturen der entsprechenden Alkane. Je höher der Substitutionsgrad eines Alkans mit Halogenen, umso höher ist die Siedetemperatur. Die gleiche Gesetzmäßigkeit lässt sich für die Dichten beobachten, die für Halogenalkane im flüssigen Aggregatzustand grundsätzlich größer als 1 Gramm/Kubikzentimeter sind. Die Mischbarkeit der Halogenalkane mit anderen Lösungsmitteln zeigt einen Unterschied im Verhalten gegenüber Wasser und organischen Lösungsmitteln. Die Mischbarkeit mit Wasser ist generell schlecht. Typische organische Lösungsmittel wie Ethanol oder Alkane sind grundsätzlich gut mit Halogenalkanen mischbar. Halogenalkane stellen gute Lösungsmittel für viele organische Stoffe dar. So wird z. B. Koffein gut gelöst. Bei all diesen Tatsachen ist zu berücksichtigen, dass Halogenalkane häufig giftig oder lebensbedrohlich sind. Halogenalkane haben ein breites Verwendungsfeld. Sie sind gute Lösungsmittel sowohl für flüssige als auch für feste Stoffe. Halogenalkane werden für gewisse Reinigungszwecke eingesetzt. Bestimmte Halogenalkane dienen als Narkosemittel in der Medizin. Halogenalkane sind unabdingliche Voraussetzungen für die organische Synthese. Die Brandlöschung mit Halogenalkanen ist verboten, da Halogenalkane umweltgefährdend sind.  Fassen wir zusammen: Halogenalkane sind durch Halogene substituierte Alkane. Nehmen wir als Beispiel Monobromethan. Eine solche Wirkung ist schon seit langem bekannt. Halogenalkane sind generell flüssig, sie verfügen über einen süßlichen Geruch. Einige von ihnen sind gesundheitsschädigend bis tödlich giftig. Sie besitzen Dichten, die größer als 1 Gramm/Kubikzentimeter sind und ihre Siedetemperaturen sind höher als die entsprechenden Werte der Alkane. Als Lösungsmittel zeigen Halogenalkane unterschiedliche Wirkung. Mit Wasser sind sie nicht oder kaum mischbar, sie sind dagegen mit organischen Lösungsmitteln wie mit Ethanol in jedem Verhältnis mischbar. Alkane haben eine breite Verwendung: Als Lösungsmittel, für die Narkose im medizinischen Bereich, für die organische Synthese und als Reinigungsmittel. Ich danke für die Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.