Lösung 11 1. 2. Für die Darstellung der einzelnen Halogene sind folgende Potenziale relevant: E°(F

Lösung 11

1.

2. Für die Darstellung der einzelnen Halogene sind folgende Potenziale relevant:

E°(F₂/F^-) = +2.87 V; E°(Cl₂/Cl^-) = +1.36 V; E°(Br₂/Br^-) = +1.06 V;

E°(I₂/I^-) = +0.54 V

Je positiver das Potenzial eines Redoxpaares ist, umso grösser ist die Tendenz, die niedrigere Oxidationsstufe einzunehmen. Das bedeutet für die Halogene:

Halogene können die Anionen der im Periodensystem weiter unten stehenden Halogene oxidieren und werden dabei selbst reduziert.

2 Cl ^– + Br2 → keine Reaktion 2 Br ^– + Cl2 → 2 Cl ^– + Br2

2 I ^– + Br2 → 2 Br ^– + I2 2 Br ^– + I2 → keine Reaktion 2 F ^– + Cl2 → keine Reaktion 2 Cl ^– + F2 → 2 F ^– + Cl2

Siehe auch:

https://www.cci.ethz.ch/mainpic.html?picnum=1&control=0&language=0&ismovie=1&expnum=97

3. a) BF₃ trigonal planar, kein Inversionszentrum b) SiF4 tetraedrisch, kein Inversionszentrum c) XeF4 quadratisch planar, Inversionszentrum

d) PF5 trigonal bipyramidal, kein Inversionszentrum e) [XeF₅]^- pentagonal planar, kein Inversionszentrum f) SF₆ oktaedrisch, Inversionszentrum

g) F2C=CF2 planar, Inversionszentrum

h) H2C=C=CH2 Molekülhälften stehen orthogonal zueinander, kein Inversionszentrum

Eine Inversion ist identisch mit einer Drehung um 180°, C₂, gefolgt von einer Spiegelung senkrecht zur Achse (Drehspiegelung).

i = S₂

4. KCl + H₂SO₄ → HCl + KHSO₄

2 NaOH_(aq) + Cl₂ → NaCl + NaOCl + H₂O

https://www.cci.ethz.ch/mainpic.html?picnum=-1&control=0&language=0&ismovie=1&expnum=100

Si + 3 HCl_(g) → SiHCl₃ + H₂

Mn + 2 HCl_(aq) → MnCl₂ + H₂ E°(Mn²⁺/Mn) = -1.18 V Cu + HCl_(aq) → keine Reaktion E°(Cu²⁺/Cu) = + 0.34 V SiO₂ + 4 HF → SiF₄ + 2 H₂O

https://www.cci.ethz.ch/mainpic.html?picnum=-1&control=0&language=0&ismovie=1&expnum=40

5. a) 1. Ionisierungsenergie Cl > I

Elektronegativität Cl > I

Nichtmetallcharakter Cl > I Stärke der Wasserstoffsäure HX Cl < I Stärke der Sauerstoffsäure HXO3 Cl > I Dissoziationsenergie des Moleküls X2 Cl > I

b)

Chlorsäuren: Die wachsende Anzahl von elektronegativen Sauerstoffatomen führt zur stärkeren Polarisierung der O-H-Funktion und damit zur leichteren Abspaltung des Protons.

Chloressigsäuren: Cl-Substituenten haben einen –I-Effekt. Das führt zur Verringerung der Elektronendichte an C-2 und nachfolgend an C-1.Die Polarisierung der O-H- Funktion nimmt folglich zu und damit auch die Acidität.

c)

Schmelzflusselektrolyse:

Kathode: Na⁺ + e^- → Na

Anode: Cl^- → 0.5 Cl₂ + e^- ________________________________________

Na⁺ + Cl^- → Na + 0.5 Cl₂

Chloralkalielektrolyse:

Kathode: Na⁺ + H₂O + e^- → Na⁺ + 0.5 H₂ + OH^- Anode: Cl^- → 0.5 Cl2 + e^-

___________________________________________________________

Na⁺ + Cl^- + H2O → Na⁺ + OH^- + 0.5 H2 + 0.5 Cl2

d) Königswasser: Mischung aus konzentrierter Salzsäure und Salpetersäure.

HNO3 + 3 HCl → 2 {Cl} + NOCl + 2 H2O

Au + HNO3 + 4 HCl → HAuCl4 + NO + 2 H2O

e)

f)

MnO₂ + 4 HCl _(aq) → MnCl₂ + Cl₂ + 2 H₂O Cl₂O₆ + H₂O → HClO₃ + HClO₄

Cl₂O₇ + H₂O → 2 HClO₄

∆

3 BrO⁻(aq) → BrO3−

(aq) + 2 Br⁻(aq) ∆

4 ClO₃⁻_(s) → 3 ClO₄⁻ + Cl⁻

https://www.cci.ethz.ch/mainpic.html?picnum=-1&control=0&language=0&ismovie=1&expnum=15

∆, MnO2

2KClO_3(s) → 2 KCl + 3O₂ 6 H⁺ + IO₃⁻ + 5 I⁻ → 3 I₂ + 3 H₂O

https://www.cci.ethz.ch/mainpic.html?picnum=-1&control=0&language=0&ismovie=1&expnum=98

XeF₆ + H₂O → XeOF₄ + 2 HF