EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

Schwefeloxide – Sauerstoffsäuren KM-5: Modellbildung und Strukturen 39 39 Abb. 039–1: Moleküle von Oxiden mit Formel und Name Eine weitere Möglichkeit ist die Angabe der Bindungsanzahl des Zentralatoms in Form von römischen Zahlen nach dem Element-Namen. Die Oxide des Schwefels sind giftige und stechend riechende Stoffe. Schwefeldioxid – Schwefel(IV)-oxid – SO 2 ist das Verbrennungsprodukt von Schwefel. Es findet auch als Konservierungs- und Desinfektionsstoff Verwen- dung in der Lebensmittelindustrie (zB „Schwefeln“ von Weinfässern). Schwefeltrioxid – Schwefel(VI)-oxid – SO 3 entsteht durch Oxidation von Schwe- feldioxid. SO 3 ist bei Raumtemperatur ein Feststoff, der stark Wasser anzieht ( hygroskopisch ). Bei den Oxiden des Stickstoffs treten manchmal auf Grund der ungeraden Ge- samtelektronenanzahl ungepaarte Elektronen auf. Moleküle mit ungepaarten Elektronen nennt man Radikale. Stickstoffmonoxid NO ist ein farbloses und giftiges Gas, das sich an der Luft rasch in das braune Stickstoffdioxid NO 2 umwandelt. Stickstoffmonoxid erwei- tert im Körper die Blutgefäße, das zu einer Anzahl von therapeutischen Anwen- dung führt. Distickstoffoxid – Lachgas – N 2 O begann seine Karriere als Jahrmarktsattraktion. Später erst erkannte man seine Wirkung als Narkosemittel. Phosphorpentoxid – Phosphor(V)-oxid – P 4 O 10 ist stark hygroskopisch. Die Oxide des Kohlenstoff sind beide farblose Gase: Kohlenstoffdioxid CO 2 entsteht bei der Verbrennung aller organischen Verbin- dungen und ist mengenmäßig der größte Faktor des Treibhauseffekts. Ein zu hoher Kohlenstoffdioxid-Wert in der Raumluft ist gesundheitsschädlich. Kohlenstoffmonoxid CO ist sehr giftig und entsteht durch unvollständige Ver- brennung von Kohlenstoff und Kohlenstoffverbindungen (zB bei schlecht ge- warteten Gasthermen). Sauerstoffsäuren Diese enthalten neben einem Nichtmetall und Sauerstoff noch ein oder meh- rere Wasserstoff-Atome. Die H-Atome sind dabei fast immer an die Sauerstoff- Atome gebunden. Bindungen zwischen Sauerstoff-Atomen treten normalerwei- se nicht auf. Säuren können durch Abgabe von einem oder mehreren H + -Ionen negativ gela- dene Ionen bilden, die man auch Säurerestionen nennt. Schwefelige Säure – Schwefel(IV)-säure – H 2 SO 3 entsteht durch die Reaktion von Schwefeldioxid mit Wasser. Die Säurereste heißen Hydrogensulfit HSO 3 – und Sulfit SO 3 2– . Schwefelsäure – Schwefel(VI)-säure – H 2 SO 4 zählt zu den meistproduzierten Chemikalien (zB Herstellung von Düngemitteln, Herstellung des Weißpigments TiO 2 und Bleiakkumulatoren). Die Säurereste heißen Hydrogensulfat HSO 4 – und Sulfat SO 4 2– . Salpetrige Säure HNO 2 ist eine weitgehend unbeständige Substanz und wird zur Herstellung von Farbstoffen verwendet. Der Säurerest heißt Nitrit NO 2 – . Salpetersäure HNO 3 ist einer der wichtigsten Grundstoffe in der chemischen Industrie (zB Herstellung von Düngemittel, Farbstoffen und Sprengstoffen). Der Säurerest heißt Nitrat NO 3 – . Phosphorsäure – Phosphor(V)-säure – H 3 PO 4 wird u. a. in der Lebensmittelindus- trie als E338 als Säuerungs- und Konservierungsstoff (zB Coca-Cola) zugegeben. Die Säurereste heißen Dihydrogenphosphat H 2 PO 4 – , Hydrogenphosphat HPO 4 2– und Phosphat PO 4 3– . Kohlensäure – H 2 CO 3 ist ein relativ instabiles Molekül und zerfällt in Kohlen- stoffdioxid und Wasser. Die Bläschen im Sodawasser sind nicht „Kohlensäure“ sondern CO 2 -Gasbläschen. Die Säurereste heißen Hydrogencarbonat HCO 3 – und Carbonat CO 3 2– . Oxide SO 3 Schwefeltrioxid NO Stickstoffmonoxid NO 2 Stickstoffdioxid N 2 O 4 Distickstofftetroxid N 2 O Distickstoffoxid P 4 O 10 Phosphor(V)-Oxid CO Kohlenstoffmonoxid CO 2 Kohlenstoffdioxid Abb. 039–2: Moleküle von Sauerstoffsäuren mit Formel und Name Sauerstoffsäuren H 2 SO 3 Schwefelige Säure H 2 SO 4 Schwefelsäure HNO 2 Salpetrige Säure HNO 3 Salpetersäure H 3 PO 4 Phosphorsäure H 2 CO 3 Kohlensäure Abb. 039–3: Formel u. Name von Säureresten Säurereste SO 3 2– Sulfit SO 4 2– Sulfat NO 2 – Nitrit NO 3 – Nitrat PO 4 3– Phosphat CO 3 2– Carbonat Üb Übungen 39.1 „Ten Questions“ (Prüfe deine Lehrerin/deinen Lehrer) Überlege dir zu drei der auf dieser Seite angegebenen Moleküle, 10 Aussagen über Eigenschaften und Verwendung. Einige Aus- sagen sollten eindeutig sein, einige sollten den Stoff nicht so deutlich charakterisieren. (Du kannst dir natürlich auch zusätzliche In- formationen über den Stoff beschaffen.) Sortiere diese 10 Aussagen in beliebiger Rei- henfolge. Deine Lehrerin/dein Lehrer sagt dann eine Zahl und du liest die Aussage vor. Wie viele Aussagen braucht deine Lehrerin/ dein Lehrer bis sie/er den Stoff erkennt? Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv