Chlorgas-Zug verunglückt - acht Tote

Chlorgas-Zug verunglückt - acht Tote

Acht Menschen sind in den USA getötet worden, als ein mit

Chlorgas beladener Güterzug auf stehende Waggons aufprallte

und die giftigen Dämpfe frei wurden. 240 Menschen wurden

durch die ätzende Substanz verletzt.

Am 11. Juli 1968 um 13:57 Uhr vernahm ganz Bitterfeld einen

ohrenbetäubenden Knall. Schwer und dumpf bebte die Erde. Eine schwere Gasexplosion hatte die PVC-Fabrik in Trümmer gerissen.

Mindestens 41 Menschen starben, Hunderte wurden schwer verletzt.

Als am 10. Juli 1976 in einer Chemiefabrik im Mailänder Vorort Seveso unbemerkt eine hochgiftige Gaswolke entweicht,

brachte der Unfall das Dioxin in die Schlagzeilen. Die Wunden

sind noch nicht verheilt.

Bei einem Unfall mit Chlorgas sind in einem Erlebnisbad in Bitburg

mehrere Kinder und Erwachsene verletzt worden, zwei mussten in

ein Krankenhaus eingeliefert werden….

Die Zerstörung des Ozonschilds der Atmosphäre ist nach den jüngsten Erkenntnissen der Wissenschaftler schon weiter fortgeschritten als

bislang angenommen. Der einzige Ausweg - der Verzicht auf chlorhaltige

Industriegase, die den Ozonabbau verursachen….

• Chemieunfälle

• Halogene involviert

• Einprägende Bilder

• Halogene => gefährlich

• Halogene verpönt

WS 08/09 Oliver Strauch

HALOGENE IM

ALLTAG

1. Was sind Halogene?

2. Fluorverbindungen 3. Chlorverbindungen 4. Bromverbindungen 5. Iodverbindungen

6. Schulrelevanz

17

VII A

18.998

F

Fluor

35.45

Cl

Chlor

79.90

Br

Brom

126.90

I

Was sind Halogene?

• griech. „halos“ = Salzbildner

• bilden 7. Hauptgruppe des PSE

• ausgeprägte Nichtmetalle

• hohe Elektronegativität

• sehr reaktionsfreudig

Astat:

•

radioaktiv

• stabilstes Isotop: 8,3 Std.

• wenig Vorkommen

Elektronenkonfiguration:

• 2 s- und 5 p-Elektronen

• fehlendes Elektron zur Edelgaskonfiguration

Edelgaskonfiguration durch:

• kovalente Bindung

• einfach geladenes Anion

Vorkommen:

• nie atomar

• zweiatomige Moleküle

• gebundener Form

Fluor

• griech: „fluor“ = Fluss

• gelbliches Gas (RT)

• reaktivstes Element

• Ox-Stufen 0 oder -1

• stark ätzend, extrem giftig

Fluor im Alltag

Polytetrafluorethen PTFE

– besser bekannt als Teflon®

– vollfluoriertes Polymer – robuster Kunststoff

– hoch belastbar – Raumfahrt

– Teflon - Pfanne

– Spezialtextilien (GORE-TEX®)

F

n

F

C

FCKW

• Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe

• reaktionsträge, unbrennbar, wenig giftig

• chemisch stabil

=> vielfach verwendbar

• Kühl- und Treibmittel

F Cl

Cl

Abbau der Ozonschicht

h*v

3 2

3 2

2 2 h*v

2 2 2

2 2

3 2

CFCl CFCl Cl

2 Cl 2 O 2 ClO 2 O

2 ClO Cl O

Cl O ClO Cl

ClO Cl O

2 O 3 O



  

  



  

 



 

 



 

 

Fluoridierung

• Kariesvorbeugung durch Fluoride

• Zusatz zu Speisesalz, Zahnpasta, Milch…

• stark abweichende Meinungen

Versuch 1

Fluorid aus Zahnpasta

V1 Fluorid-Nachweis aus Zahnpasta

Fe

+ 3 SCN

+ 3 H

O [Fe(SCN)

(H

O)

]

rot

[Fe(SCN)

(H

O)

]

+ 6 F

[FeF

]

+ 3 SCN

+ 3 H

O

farblos

Kariesvorbeugung

• Zahnschmelz besteht zu 97 % aus Hydroxylapatit Ca

(PO

)

OH

• hart / widerstandsfähig

• instabil gegen Säure:

Ca

(PO

)

OH

+ H

O

5 Ca

+ 3 PO

+ 2 H

O

Demo 1

Fluorierte Schweinezähne

D2: Fluorierte Schweinezähne

• Schweinezähne in KF

eingelegt

• Austausch Hydroxid-Ionen mit Fluorid-Ionen:

Ca

(PO

)

OH

+ F

Ca

(PO

)

F

+ OH

• Fluorapatit hoch säurebeständig

• Säureschutz für die Zähne

Versuch 2

Glasätzen mit Flusssäure

V2: Glasätzen mit Flusssäure

CaF

+ H

SO

2 HF

+ CaSO

SiO

+ 4 HF

SiF

+ 2 H

O

Glasätzen

• HF zum Ätzen und Polieren von Glas

• Restauratoren / Künstlerbetriebe

• feiner als Sandstrahlen

• brillante Abstufungen

• optische Umkehrung

Flusssäure

Sehr gefährliche Säure

• HF diffundiert durch die Haut, zersetzt Knochen

• Schmerzen verzögert

• giftig und stark wassergefährdend

Sandstrahlen ungefährlich / billiger / weniger attraktiv

Risiken / Nutzen abwägen

Chlor

• griech: „chloros“ = gelbgrün

• grünliches Gas (RT)

• reaktionsfreudiges Element

• starkes Ox.-Mittel

• giftig, stark umweltgefährdend

Salz

• Natriumchlorid: NaCl

• bedeutende Rolle im Alltag

• „Salz in der Suppe“

• lebenswichtig

• Polyvinylchlorid

• vielseitig verwendbarer Kunststoff

• Fußböden, Fensterrahmen, Rohre…

• große Entsorgungsprobleme

• Verbrennung: HCl und Dioxine

Dioxine

• polychlorierte

• Dibenzo-p-Dioxine (PCDD)

• Dibenzofurane (PCDF)

• extrem giftig

Versuch 3

Chlorbleiche

V3: Chlorbleiche

Bleichen mit Hypochlorit:

• Rote Bete: violett -> gelb

• Rotkraut: violett -> grün -> gelb

• Tinte: blau -> farblos

• Farbstoffe mit HOCl oxidiert

• Farbstoffe werden zerstört / ändern sich

H

Cl O^

^ Cl HO^-

R¹

Demo 2

Geruchsentfernung mit

Chlorwasser

Chlorwasser

Heuaufguss

• fauliger Geruch

• Mikroorganismen Chlorwasser:

• Wasseraufbereitung im Schwimmbad

2(aq) 2 (aq) (aq)

0 1 1

Cl  H O       HCl

 HOCl

Disproportionierung

Demo 3

Streichhölzer

D2: Streichhölzer

Streichholzkopf:

– Kaliumchlorat – Braunstein – Schwefel – Dextrin

– Saccharose – Glasmehl

Holzstäbchen:

– paraffingetränkter Holzspieß

Reibefläche

– roter Phosphor auf Schmirgelpapier

Reaktionen

• Reibung erzeugt Wärme / Kontakt Kaliumchlorat/Phosphor

=> Gemisch zündet

5 0 1 5

(s) 4 10(s)

3(s) (s)

10 K ClO

 12P  10 K Cl

 3 P O

  H 0

• Reaktion von Kaliumchlorat und Schwefel wird gestartet:

• Paraffin wird entzündet => Holzstäbchen beginnt zu brennen

• stark exotherme Reaktionen

5 0 1 4

3 8(s) (s)

3(s) 8 2(g)

2 K ClO

 S  2 K Cl

 3 SO

  H 0

Versuch 4

Chlorgas zu Hause

• Chlorreiniger + Essigreiniger:

• Chlorgas-Nachweis:

V4: Chlorgas zu Hause

2(g) (aq)

(aq) (aq) 3 (aq)

1

2 0

1

Cl 2 Na

NaOCl NaCl 2 H O

3 H O

 

 

 

 



  

  

31

1 0 0 1

(aq) 2 2(aq) (aq) (aq)

0 1

2(aq) (aq) 3 (aq)

2 K I Cl I 2 K 2 Cl

I I

I

 

 

 

   

 

Brom

• griech: „bromos“ = Gestank

• bräunliche Flüssigkeit (RT)

• schwer heilende Wunden / starke Schmerzen

• stark umweltgefährdend

• elementar nicht im Alltag

Brom im Alltag

• Br

: Desinfizieren von Schwimmbädern (Schweiz) – leichter handhabbar

• Bromaceton als Tränengas (früher) – Augen, Schleimhäute gereizt

• Brommethan

– extrem giftig -> Schädlingsbekämpfung (Begasung)

• Silberbromid

– Lichtempfindliche Substanz in Filmen

Halonlöscher

• Bromchlordifluormethan (Gas)

• Effektiver Feuerlöscher

• Störung des Verbrennungsablauf – Radikalkettenabbruchreaktion

• keine Löschschäden, Reinigungsarbeiten

Versuch 5

Brom aus Badesalz

V5: Brom aus Badesalz

Totes Meer-Salz + Wasser

+ Chlorreiniger + Heptan

+ Schwefelsäure

V5: Brom aus Badesalz

1 0 1

(aq)

2(aq) (aq)

(aq)

1 1 1

(aq) (aq (aq)

0 2

) (aq) (aq) 2

0 2

2 Br Cl 2 Cl

4 Br 2 ClO 4 H 2 Cl 2

Br

O

r H

2 B





 



  

  

  

    

• Zugabe des Chlorreinigers:

• Zugabe der Schwefelsäure:

• Br

unpolar löst sich in Heptan -> obere Phase braun

Iod

• altgriech: „ioeides“ = veilchenfarbig

• leicht sublimierbar, violette Dämpfe

• Feststoff (RT)

• grau-schwarz, metallisch-glänzende Schuppen

• stark reizend

Iodverbindungen im Alltag

• Iod ist essentielles Spurenelement

• gebraucht für Schilddrüse

• Iodmangel -> „kropfkrank“

• gabe von Iodid-Tabletten

• Deutschland gehört zu jodärmsten Regionen Europas

• iodiertes Speisesalz (IO

)

Medizin

• Desinfektion

• Antiseptikum (Blutvergiftung)

• Antimykotikum (Pilzbekämpfung)

• I

wirkt selbst desinfizierend, zusätzlich:

0 2 1 0

(aq) 2 (aq) 2(aq)

2 I  2 H O

      4 H I

 O

Versuch 6

Iod aus Meeresalgen

V6: Iod aus Meeresalgen

Blechdose mit Löchern

Simon-Müller-Ofen 1000°C / 1 Std

V6: Iod aus Meeresalgen

• Veraschung: I

und IO

wird freigesetzt

• in Lösung bringen mit verd. Salzsäure

• Zugabe von Chlorwasser:

• I

löst sich in Heptan -> violette Phase

0 1 1 0

(aq) 2(aq)

2(aq) (aq)

Cl  2 I

      2 Cl

 I

V6: Iod aus Meeresalgen

I O

H

• Algin (Polysaccharid) strukturgebend in Braunalgen:

• Iodorganische Verbindung: Koralle „Gorgonia cavolonii“

Schulrelevanz

• 8G.2 Halogene

– Verwendung und Eigenschaften

– Alltag und Technik (Chlor aus Sanitärreinigern)

• 10G Einführung in die Kohlenstoffchemie – Umweltgefährung durch FCKW

• 10G Redoxreaktionen

– betrachten an Alltagsbeispielen

Aufmerksamkeit