Lösung 8

Lösung 8

1. a) C + O₂ CO₂ d) exotherm

b) CO₂ + C 2 CO endotherm

c) C + H2O CO + H2 endotherm

oder: C + 2 H2O CO2 + 2 H2 endotherm

e) Boudouard – Gleichgewicht

f) C + O₂ CO₂ CO2 + C 2 CO ____________________

2 C + O₂ 2 CO

g) H₂O + Strom H₂ + 0.5 O₂ endotherm h) CO₂ + 4 H₂ CH₄ + 2 H₂O exotherm i) CH4 + Hitze C + 2 H2 endotherm

j) 4 H₂O + Strom 4 H₂ + 2 O₂

CO₂ + 4 H₂ CH₄ + 2 H₂O + Wärme CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O + Wärme _____________________________________________

Strom Wärme

k) Energie speicherndes Verfahren.

Gegeben sind folgende Standard-Bildungsenthalpien:

∆_fH° (H2O) = -285.8 kJ/mol

∆_fH° (CO₂) = -393.5 kJ/mol

∆_fH° (CO) = -110.5 kJ/mol

∆_fH° (CH₄) = -74.8 kJ/mol

2.

c) Zeolithe: Anionisches Raumnetzwerk mit Hohlräumen, eckenverknüpfte [(AlSi)O₄]-Tetraeder mit positiven Gegenionen (Na, K u.a.)

Zeolithe können in den Hohlräumen Wasser einlagern.

Sie wirken als Trockenmittel, Molekularsiebe, Ionenaustauscher und Katalysatoren.

3. a) Atomradius C > N 1.Ionisierungsenergie C < N Elektronegativität C < N Stärke der Sauerstoffsäure C < N b)

LiCH₃ + NH₃ → LiNH₂ + CH₄ Gleichgewicht rechts

c)

[SiO₄]^{4 -} [SiO_3.5]^{3 -} [SiO₃]^{2 -} [SiO₂]⁰ [Si₂O₇]^{6 -} [Si₃O₉]^{6 -}

O Si

O OO

Si O Si

O O

O O

O O

Si O

Si O Si O O

O O

O

O O

O Si O

n a)

b)

Si O HO

HO HO

Si OH

OH OH O

d) Beide Spezies sind isoelektronisch.

e)

4. Silicium hat wie Kohlenstoff vier Aussenelektronen. α-Silicium kristallisiert in der kubischen Diamantstruktur. Jedes Siliciumatom bildet zu vier Nachbaratomen vier 2z- 2e-Bindungen, die tetraedrisch angeordnet sind.

α-Silicium

Diamantstruktur

Arsen verfügt über fünf Aussenelektronen und kann daher nur drei 2z-2e-Bindungen zu Nachbaratomen ausbilden. Die in der Diamantstruktur schwarz gezeichneten Bindungen zwischen den Schichten werden formal durch ein Elektronenpaar an jedem Elementatom ersetzt. α-Arsen besteht daher aus gewellten Schichten, die gegeneinander versetzt sind.

α-Arsen

gewellte Schichten Schichten versetzt

As

As As

As As As

As As As As

As As As As

As As As

As As

As As

As As

As As

As

As As

As As

As As

As As

As

As α-Arsen

Aufsicht auf die Schichten

As: oberhalb der Ebene As: unterhalb der Ebene As: nächste Schicht As

As As

5. a) Atomradius Si > P 1.Ionisierungsenergie Si < P Elektronegativität Si < P Stärke der Sauerstoffsäure Si < P b)

+4 +4 -4 +4 SiH4 , SiO2 , Ca2Si, (CH3)3SiCl c)

Alternativ kann das SiO2 auch mit Aluminium reduziert werden.

https://www.cci.ethz.ch/mainpic.html?picnum=-1&control=0&language=0&ismovie=1&expnum=38

d)

H2SiO3 würde (analog zur Kohlensäure) eine Si=O-Doppelbindung besitzen.

pπ-pπ-Doppelbindungen werden in der Regel nur zwischen Elementen der 2.Periode gebildet („klassische Doppelbindungsregel“). Silicium als Element der 3.Periode bildet mit Sauerstoff hingegen nur Einfachbindungen.

e)

f)