Anorganische Peroxide Anorganische Peroxide und Radikaleund Radikale

Von Aktivsauerstoff und Von Aktivsauerstoff und TreibhauseffektTreibhauseffekt

Peroxide• Peroxobindung -O-O-• Peroxidanion O22-

• Zwei gleichsinnig polarisierte R-O Bindungen• Lange Bindung zwischen den Sauerstoffatomen

(149pm) • Sollbruchstelle

• Metastabil • Zerfällt leicht• Reaktiv

Wasserstoffperoxid

• Schmelzpunkt: -0,4°C• Siedepunkt: 150°C • Farblose Flüssigkeit

• Zerfällt stark exotherm• 2H2O2 2H2O + O2 ∆Hr = -196kJ• Bis zu 35 %-ige Lösungen

Wasserstoffperoxid

• Starkes Oxidationsmittel im Sauren und Alkalischen

• H2O2 + 2H+ + 2e- ↔ 2H2O• Gegenüber starken Oxidationsmitteln

Reduktionsmittel• H2O2 O2 + 2H+ + 2e-

• Saurer als Wasser (pKs = 11,62) • O22- ist starke Base, allerdings schwächer als O2-

Herstellung• Technisch

• Im Labor:• BaO2 + H2SO4 BaSO4 + H2O2

Anwendung• In Putzmitteln “Aktivsauerstoff” • Schwimmbaddesinfektion • Bleichen von Papier, Textilien, Holz• Bleaching

• Blondieren• Gemälderestauration• Raketentriebwerke • Nachweis von Blut

•

http://www.rkdm.com/whitebrilliance/index.htm

http://www.chemieunterricht.de/dc2/katalyse/katalase.htm

http://www.goetz-paf.de/template_kundenzeitung.php

Anwendung• Desinfektion:• 3 %-ige Lösung

• Kontaktlinsen • Zahnmedizin • Gesichtscreme

• Sterilisation:• 30 %-ige Lösung

• Lebensmittel Industrie• Bessere Haltbarkeit• Schimmelbekämpfung

http://www.theramed.de/3d_clean_mundspuelung.htm

http://www.clearasil.de/range/daily_spot_control/spotControl.php

Eigenschaften

• Peroxidanionen O22- sind leicht polarisierbarzur Stabilisierung große, gering polarisierte

Kationen• Verbindungen mit Na+, Li2+ und Ba2+• Kalium, Rubidium und Cäsium bilden

Superoxide

Natriumperoxid• Gelbes Pulver

• Darstellung: 2 Na(s) + O2(g) Na2O2(s)

• Bis 500°C thermisch stabil• Zerfall: Na2O2 + 2H2O H2O2 + 2 NaOH

• Reagiert explosionsartig mit oxidierbaren Substanzen

• Anwendung:• Sauerstofflieferant: • Na2O2 + CO2 Na2CO3 + ½ O2

Lithiumperoxid• Leicht gelbe Kristalle• Stabil bis 195°C• Darstellung: 2LiOH + H2O2 Li2O2 + 2 H2O

Anwendung• In Raumschiffen zur Sauerstoffversorgung• Li2O2 + CO2 Li2CO3 + ½ O2• Härtung von Polymeren

Bariumperoxid• Weißes Pulver• Brandfördernd• Darstellung:Ba + O2 BaO2• Stabil bis 800°C• 2 BaO2 BaO + O2

Anwendung• Sauerstoffüberträger (Thermitgemischen, Pyrotechnik) • Entfärben von Bleigläsern • Bleichen von Stroh und Seide

http://www.chemie.de/lexikon/d/Gefahrensymbol

Vom Peroxid zum Radikal

• Radikalreaktionen oft bei wenig oder unpolaren Bindungen z.B. H-O-O-H

• Photolytische Spaltung• Thermolytische Spaltung• Dissoziation durch Redox-Reaktionen

• HO-OH + Fe2+ HO• + HO- + Fe3+

Radikalbildung• Homolytische Spaltung

• Braucht weniger Energie als heterolytische Spaltung

• HCl H• + Cl• ∆H° = +429 kJ/mol• HCl H+ + Cl- ∆H° = +1329 kJ/mol• Gilt nur in der Gasphase

Eigenschaften• Atom, Molekül oder Ion mit mindestens einem

ungepaarten Elektron• Radikal: HO•• Diradikal: • Triradikal: Benzol dem 3 Wasserstoffeatome

entfernt wurden

• Sehr reaktiv• Paramagnetisch

Radikale• Abbau von Kunststoff

(Autoxidation)• Biologische Prozesse

auf der Erde:• Verderben von

Lebensmitteln, Altern• Durch Antioxidantien

beugen wir dem vor

http://www.sciencedoc.de/deutsch/cliplib/movies/01391.jpg

http://www.innovations-report.de/html/berichte/studien/bericht-9849.html

Sauerstoff• Permanentes Diradikal• Bindungsordnung 2• Oxidationsmittel

• MetastabilUnter Normalbedingungen reaktionsträge

Stickstoffmonoxid• ½ N2 + 1/2 O2 ↔ NO ∆HB°= +90kJ/mol• Farbloses, giftiges Gas• Bis etwa 400°C metastabil• Zwischenprodukt bei der Salpetersäureherstellung

• Herstellung: Ostwald-Verfahren• 4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O ∆H°= -906kJ/mol

Anwendung

• Botenstoff im Körper: Blutgerinnung, Blutdruck • Erweitert die Blutgefäße der Lunge• Medizin: bei zu hohen Blutdruck im

Lungenkreislauf und Lungenfunktionsstörungen• Potenzmittel

• Prüfgas zur Kalibrierung von Messgeräten

http://www.welt.de/multimedia/archive/00374/viagra_BM_Berlin_Ka_374508g.jpg

Stickstoffdioxid• Braunes, giftiges Gas• Zwischenprodukt bei der

Salpetersäureherstellung

• Zerfällt ab 150°C • 2NO2 2NO + O2

• Starkes Oxidationsmittel• Wird reduziert zu NO2+

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Stickstoffoxide

Stratosphäre• Abbau von Ozon:• NO• + O3 NO2• + O2

Troposphäre• 2NO• + O2 2 NO2•• NO2• + O2 NO• + O3

Hydroxyl-Radikal• Entsteht kurzzeitig bei der Knallgasreaktion• Eines der häufigsten Radikale in der Atmosphäre

• In der oberen Atmosphäre aus Ozon und Wasser durch UV-Spaltung:

• O3 O2 + O●• O● + H2O 2 OH●• Reagieren weiter mit Stickstoffoxiden und

Kohlenstoffmonoxid

Quellen• Grundlagen der Allgemeinen und Anorganischen Chemie (Christen, Meyer)• Allgemeine und Anorgansiche Chemie (Riedel) • Chemie einfach alles (Atkins, Beran) • Chemie (Mortimer, Müller) • Anorganische Chemie (Riedel) • Allgemeine und Anorgansiche Chemie (Binnewies, Jäckel, Willner)• Lehrbuch der anorganischen Chemie (Holleman, Wiberg) • Wie funktionieren organsiche Reaktionen(Sykes)

• Internetquellen:• www.faz.net• www.wikipedia.de• www.fu-berlin.de• http://www.sueddeutsche.de/wirtschaft/artikel/52/41011/• http://www.chemie.uni-regensburg.de/Anorganische_Chemie/Pfitzner/demo/demo_ws0405/wasserstoffperoxid.pdf• https://www.fh-muenster.de/fb1/downloads/personal/Allgemeine_Chemie__Teil_Anorganische_Chemie_-Teil1.pdf