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II. Hauptgruppe – Verwendung 05:54 min

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Transkript II. Hauptgruppe – Verwendung

Hallo liebe Freundinnen und Freunde der Chemie. Schön, dass ihr mich weiter begleitet bei meinem Streifzug durch das Periodensystem der Elemente. Zweite Hauptgruppe, Erdalkalimetalle, wir befinden uns bereits im achten Teil. Es geht um die Verwendung der Metalle selber und einiger wichtiger ihrer Verbindungen. Beginnen wir gleich mit dem ersten Teil: Beryllium. Das Beryllium wird in Legierungen in der Weltraumtechnik, in der Kosmonautik, verwendet. Berylliumoxid ist feuerfest und wird in besonderen Spezialvorrichtungen, wo hohe Temperaturen erreicht werden, verbaut. Magnesium wird in der Metallherstellung als Reduktionsmittel verwendet. Es reagiert mit dem Sauerstoff und Metalle werden frei. Ein zweites Anwendungsgebiet ist die organische Synthese. Die wohl wichtigste Reaktion, bei der Magnesium fungiert, ist die sogenannte Grignard-Reaktion. Die Grignard-Reaktion gibt es in verschiedenen Varianten und unterschiedlichen Variationen. Ich möchte eine von ihnen vorstellen. Im ersten Schritt der Grignard-Reaktion, reagiert ein Halogenalkan mit Magnesium in ätherischer Lösung. In meinem Fall ist es Monobromethan, welches mit Magnesium zu einer bestimmten Verbindung reagiert. Diese Verbindung nennt man Grignard-Reagenz. Das Grignard-Reagenz kann mit verschiedenen selbst-aktiven organischen Verbindungen weiter reagieren und neue, wichtige Reaktionsprodukte liefern. Ich möchte als Reagenz, mit dem es reagiert, ein Keton auswählen: das Aceton. Das ist der Schlüsselschritt der Grignard-Reaktion. Es erfolgt ein Angriff der Ethylgruppe des Grignard-Reagenz, das Kohlenstoffatom an dem die Ketogruppe des Acetons sitzt. Die Gruppe MgBr geht an den Sauerstoff der Ketogruppe. Damit erhalten wir folgende Verbindung rechts. Im nun abschließenden Schritt wird die erhaltene Zwischenverbindung hydrolysiert, mit Wasser im sauren Medium. Es entsteht ein tertiärer Alkohol. Somit ist es uns mithilfe der Grignard-Reaktion gelungen, aus einem Keton, nämlich dem Aceton, einen Alkohol herzustellen. Keton reagiert zu Alkohol. Außerdem, das ist in der organischen Chemie immer wichtig, hat eine CC-Knüpfung, eine Verbindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen, stattgefunden. Die Grignard-Reaktion ist eine ganz wichtige Reaktion, dafür gab es immerhin den Nobelpreis. Magnesium findet auch Anwendungen in Magnesiumlegierungen, die in der Flugzeugtechnik und in der Automobilindustrie eingesetzt werden. Ein Gemisch aus Magnesiumchlorid, MgCl2, Magnesiumoxid, MgO, ist der sogenannte Magnesiumzement. Eine weitere wichtige Verbindung hat die formale Formel 3Mg x 2SiO2 mal 2H2O. Man kann dafür natürlich auch schreiben, hier in Klammern, Mg3Si2O4 x 2H2O. Dieses Mineral wird als Asbest bezeichnet. Es ist feuerfest und wärmeisolierend, hat aber einen großen Nachteil, die Stäube führt unweigerlich zu Lungenkrebs. Daher das Sternchen. Kommen wir zum Calcium. Eine wichtige Verbindung des Calciums ist Calciumsulfat, welches Kristallwasser enthält. Wenn es formal so ist, dass ein Molekül Calciumsulfat, CaSO4, ein halbes Molekül Wasser enthält, so nennt man die entsprechende Verbindung Alabaster. Alabaster ist ein Mittel zum Bauen, für kleine Reparaturen. Es hat große Ähnlichkeit mit Gips. Wenn wir schon über Alabaster sprechen, müssen wir auch über Gips sprechen. Gips hat die Formel CaSO4 mit zwei Molekülen Kristallwasser. Eine ganz wichtige Verbindung des Calciums ist Calciumhydroxid: Ca(OH)2. Man nennt diese Substanz auch Löschkalk, oder Ätzkalk. Über seine Bedeutung in der Baustoffindustrie wird an anderer Stelle gesprochen. Hier möchte ich nur auf zwei Verwendungszwecke hinweisen. Einmal dient Ätzkalk für die Herstellung von wasserfreier sogenannter kalzinierter Soda, Na2CO3, ohne Wasser, Soda. Oder, eine zweite Möglichkeit der Verwendung, das ist die Herstellung von Natriumhydroxid, Ätznatron. Auch dafür kann man Ätzkalk verwenden. Damit wollen wir die Anwendungsmöglichkeiten des Calciums und seiner Verbindungen schließen und ich möchte eine wichtige Anwendungsmöglichkeit einer Verbindung des Bariums nennen. Bariumhydroxid dient dem Nachweis von Kohlenstoffdioxid. Ba(OH)2 + CO2 reagieren zu BaCO3, eine feste Verbindung die milchig weiß ausfällt, plus H2O. Der Vorteil gegenüber Kalkwasser besteht bei diesem sogenannten Barytwasser darin, dass man eine höhere Konzentration des Hydroxids erzielen kann. Und somit läuft die Reaktion auch schöner ab. Über die Anwendungen von Strontium und Radium und seinen Verbindungen möchte ich hier nicht sprechen. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss!