Steckbriefe zu einzelnen Elementen

Steckbriefe zu einzelnen Elementen
Aluminium Al
Smp = 660 °C
Sdp = 2060 °C
3
ρ
= 2,7 g/cm
Herstellung
Verwendung
fest, silberweiss, weich, sehr unedles Leichtmetall, brennt in Pulverform unter
heftigem, weissen Funkensprühen, dritthäufigstes Element der Erdrinde,
hat nach Silber und Kupfer beste el. Leitfähigkeit,
überzieht sich an der Luft spontan mit einer dünnen, zähen Oxidschicht,
welche das Aluminium vor Korrosion schützt
aus 4 t Bauxit (nach Les Baux / Provence) → 2 t Tonerde Aℓ2O3 → 1 t Aℓ
(Elektrolyse)
Alufolie, Velorahmen, Verkehrsschilder, Lamellenstoren, Werkzeuge,
Gehäuse, Fahrzeugbau, Flugzeuge, Hochspannungsleitungen, Leitern,
Rahmdeckeli, Stockibeutel, Schokoladenpapier, Zigarettenpapier, Bestandteil der
essigsauren Tonerde Aℓ(CH3COO)3,
Alufolie + Salzwasser ≙ Silberreinigungsmittel
Blei Pb
Smp = 327 °C
Sdp = 1740 °C
3
ρ
= 11,3 g/cm
fest, grau, weich, unedles Metall,
gegenüber Schwefelsäure H2SO4 beständig,
in Salpetersäure HNO3 löslich,
alle Bleiverbindungen sind giftig
Herstellung
Verwendung
durch Rösten aus Bleiglanz PbS
Auswuchtblei bei Autorädern, Akkumulatorenplatten, Bleiblech für Dachdeckerarbeiten, Schrotkugeln, als Abschirmplatten gegen Röntgenstrahlen
(Strahlenschutzschürzen)
in Form von Bleimennige Pb3O4 als Rostschutzfarbe für Eisenteile,
in Form von Bleitetraethyl Pb(C2H5)4 als Antiklopfmittel im Bleibenzin,
in Form von Bleioxid PbO als Zusatz bei Glasherstellung
Brom Br
flüssig, rotbraun, stinkt, stark ätzend,
neben Quecksilber das einzige bei Zimmertemperatur flüssige Element,
Giftklasse 1
sehr reaktionsfreudig (2 Aℓ + 3 Br2 → 2 AℓBr3)
Smp = -7,2 °C
Sdp = 59 °C
ρ
= 3,1 g/l
Verwendung
zur Synthese von Farbstoffen und Beruhigungsmitteln,
als Silberbromid auf Fotopapier und Filmen (z.B. Agfa, Kodak)
Calcium Ca
fest, silbrig, weich, an der Luft schnell anlaufendes Leichmetall,
unedel, brennt mit oranger Flamme,
Smp = 840 °C
Sdp = 1484 °C
3
ρ
= 1,55 g/cm
Vorkommen
in Kalk, Kreide, Marmor als Calciumcarbonat CaCO3,
in Gips als Calciumsulfat-dihydrat CaSO . 2 H 0,
4
Herstellung
2
wichtiger Stoff in jedem Organismus (Zähne, Knochen, Blut)
durch Elektrolyse aus Calciumchlorid CaCℓ2
Chlor Cℓ
Smp = -101 °C
Sdp = -34 °C
ρ
= 3,2 g/l
(0 °C , 1 bar)
Herstellung
gasförmig, gelbgrün, typischer Geruch, stark ätzend, reizt Schleimhäute, reagiert
mit fast allen anderen Elementen stark exotherm,
Mischung Wasserstoff/Chlor = Chlorknallgas,
Ozonkiller,
Giftklasse 1
- 2 KMnO4 + 16 HCℓ → 2 KCℓ + 2 MnCℓl2 + 8 H2O + 5 Cℓ2
- Elektrolyse von Kochsalz : 2 NaCℓ → 2 Na + Cℓ2
Verwendung
Herstellung von Salzsäure HCℓ, Desinfektionsmittel
Eisen Fe
fest, silberweiss, weich, unedles Metall, magnetisierbar, gut legierbar,
nur an trockener Luft und in O2- bzw. CO2- freiem Wasser beständig,
an feuchter Luft rostet es (= Eisenoxidhydrat xFeO . yFe 0 . zH 0)
Smp = 1535 °C
Sdp ≈ 3200 °C
3
ρ
= 7,86 g/cm
Vorkommen
Herstellung
Verwendung
Fluor F
Smp = -223 °C
Sdp = -188 °C
ρ
= 1,69 g/l
(0 °C , 1 bar)
Verwendung
Gold Au
2 3
2
zu ca. 5 % in der Erdkruste als Eisenerz in
Magneteisenstein Fe3O4, Brauneisenstein Fe2O3 . 3 H20,
Roteisenstein
Fe2O3, Spateisenstein
FeCO3,
Pyrit
FeS2
Bestandteil der roten Blutkörperchen (besorgt den Sauerstofftransport)
durch Reaktion obiger Stoffe mit Kohle (Hochofen)
wichtigster Werkstoff, Werkzeuge, Maschinen, Eisenbahn, Autokarosserie,
Brücken, Armierungseisen,
Legierungen : Fe + C + [Co/Cr/Ni/Mo/Mn/Ti/W/V] je nach
Zweck (Messerstahl, Baustahl, Maschinenstahl, Panzerstahl, Chromstahl)
gasförmig, gelblich, stechend riechend, ausserordentlich reaktions-freudig,
Nichtmetall,
Beim Einatmen ruft es schwere Entzündungen der Atemwege hervor und
verursacht bei Berührung mit der Haut starke Verätzungen,
es lässt Holz und Gummi entflammen und reagiert mit Wasserstoff noch bei
-252 °C explosionsartig.
Da Fluor auch Glas zerstört, wird es in Kupfer- oder Nickelgefässen aufbewahrt.
Seine kleinsten Teilchen sind Moleküle der Form F2.
als Kryolith Na4(AlF6) zur Aluminiumherstellung
fest, gelbrot, weich, Edelmetall, Schwermetall, sehr dehnbar,
wird durch Chlor und Königswasser angegriffen
Smp = 1064 °C
Sdp = 2960 °C
3
ρ
= 19,3 g/cm
Vorkommen
Verwendung
gediegen, sehr selten, deshalb teuer : 1 kg ≈ 14'000 Fr
Schmuck, Luxusgegenstände, Münzen, Zahnfüllungen, Währungsmetall,
Ueberzugsmetall
Helium He
Edelgas, sehr reaktionsträge,
Smp = -272 °C
Sdp = -269 °C
ρ
= 0,17 g/l
(0 °C , 1 bar)
Vorkommen
Verwendung
in der Luft zu 0,00046 % enthalten
Füllgas für Ballone, Taucherluft
Iod I
fest, grauschwarz, metallisch glänzend, stark flüchtiger Stoff,
als Gas violett (iod = griech. "veilchenblau"), ätzend
in Wasser nicht, in Alkohol gut löslich (= Iodtinktur)
sublimiert (fest → flüssig) und resublimiert (gasförmig → fest)
Smp = 113 °C
Sdp = 183 °C
3
ρ
= 4,94 g/cm
Verwendung
Iodtinktur = Wunddesinfektionsmittel
Speisesalzzusatz zur Verhinderung von Kropfbildung bei iodarmer Kost
Kalium K
Smp = 64 °C
Sdp = 775 °C
3
ρ
= 0,86 g/cm
fest, bläulich-weiss, weich,
muss unter Petrol aufbewahrt werden, damit es nicht mit dem Luftsauerstoff
reagieren kann, reagiert mit Wasser spontan und sehr heftig, entwickelt dabei
Wasserstoff, welcher zusammen mit dem (Luft-) Sauerstoff Knallgas bildet,
brennt mit violetter Flamme
Herstellung
durch Elektrolyse von Kaliumchlorid KCℓ
Kohlenstoff C
fest, grau-schwarz, wasserunlöslich, Nichtmetall, reaktionsfreudig,
kann sich als einziges Element beinahe unbegrenzt mit sich selbst verbinden,
kommt in 2 Formen vor :
3
- als Graphit : ρ = 2,3 g/cm , grau bis schwarz glänzend, sehr weich,
leitet Strom, brennbar
3
- als Diamant : ρ = 3,2 g/cm , durchsichtig, sehr hart, leitet Strom nicht
Smp ≈ 3800 °C
Sdp ≈ 4500 °C
Vorkommen
wesentlicher Bestandteil aller lebenden Materie, Koks, Asche
entsteht durch Zersetzung organischer Verbindungen unter Luftabschluss
oder bei unzureichender Luftzufuhr
Verwendung
als Graphit : Bleistiftmine, Elektroden, Kohlebürsten in Elektromotoren,
Schmelzgefässe
als Russ : schwarzer Farbstoff (Tusche), Druckerschwärze,
Füllstoff für Kautschuk
als Diamant : Schmuck, Bohrer, Diamantkreissägeblätter (Stein)
Kupfer Cu
fest, rötlich, ziemlich weich, halbedles Metall, zäh, dehnbar,
nach Silber beste Leitfähigkeit für Strom und Wärme
Smp = 1083 °C
Sdp = 2600 °C
3
ρ
= 8,96 g/cm
Vorkommen
Verwendung
Magnesium Mg
in gediegener Form in den USA,
in Form von Erzen (Kupfer = cuprum = Zypern)
el. Leitungen, Warmwasserröhren, Münzen, Schmuckgegenstände,
Pfannen, Braukessel, Dachkännel, Fassadenblech, Bundeshauskuppel
Legierungsmetall : Messing [Cu/Ni], Bronze [Cu/Sn],
Neusilber [Cu/Zn/Ni], Silberlot [Cu/Ag/Zn],
Konstantan [Cu/Ni]
fest, silberweiss, silberglänzend, läuft an der Luft an, leicht verformbar,
Leichtmetall, brennt mit intensiver hellweisser Flamme
Smp = 650 °C
Sdp = 1102 °C
3
ρ
= 1,75 g/cm
Herstellung
Vorkommen
Verwendung
Natrium Na
Smp = 98 °C
Sdp = 883 °C
3
ρ
= 0,97 g/cm
Herstellung
durch Elektrolyse von Magnesiumchlorid MgCl2
wichtiger Bestandteil des Chlorophylls
enthalten in Mineralien wie Dolomit CaCO3 . MgCO3 und Magnesit MgCO3
als legiertes Metall im Automobil- und Flugzeugbau,
in reiner Form in Feuerwerkskörpern, früher in Blitzlichtwürfeln,
in Form von Magneiumcarbonat MgCO3 unter der Bezeichung Magnesia
fest, silberweiss, weich, sehr unedles Metall, muss unter Petrol aufbewahrt
werden, damit es nicht mit dem Luftsauerstoff reagieren kann, reagiert mit
Wasser spontan und sehr heftig, entwickelt dabei Wasserstoff, welcher
zusammen mit dem (Luft-) Sauerstoff Knallgas bildet, brennt mit gelber Flamme
Verwendung
durch Elektrolyse von Kochsalz NaCℓ
Kühlmittel in Kernfusionskraftwerken (c = 1,214 kJ/kg . °C)
Natriumdampflampe (Fotolabor)
Nickel Ni
fest, silberweiss, zäh, Schwermetall, schwach magnetisierbar,
Smp = 1454 °C
Sdp ≈ 2800 °C
3
ρ
= 8,9 g/cm
Verwendung
als Legierungsmetall (Chromnickelstahl = sehr hart und korrosionsbeständig)
Phosphor P
Verwendung
fest, Nichtmetall, kommt in 3 Erscheinungsformen vor ;
3
roter Phosphor : ρ = 2,34 g/cm , ungiftig, reaktionsträge,
entzündet sich erst bei Temperaturen über 400 °C,
entsteht aus weissem durch Erhitzen in einem geschlossenen Gefäss
3
weisser Phosphor : ρ = 1,82 g/cm , bei Zimmertemperatur weich,
Smp = 44 °C, kaum wasserlöslich, wandelt sich langsam, unter Lichteinwirkung
jedoch schneller in roten Phosphor um,
ausserordentlich reaktionsfreudig, selbstentzündlich, sehr giftig,
muss unter Wasser aufbewahrt werden
3
schwarzer Phosphor : ρ = 2,67 g/cm , entsteht aus weissem Phosphor durch
Erhitzen unter sehr hohem Druck
roter : in der Reibfläche der Zündholzschachtel enthalten
weisser : Ausgangsstoff für Phosphorverbindungen
in Düngemitteln als Calciumphosphat Ca3(PO4)2,
Natriumhydrogenphosphat Na HPO . 12 H 0
2
in Waschmitteln als
Platin Pt
Smp = 1769 °C
Sdp = 4350 °C
ρ
= 21,5 g/cm3
4
2
Ammoniumhydrogenphosphat (NH4)2HPO4
Pentanatriumtriphosphat Na5P3O10
fest, grauweiss, Edelmetall, dehnbar, reaktionsträge,
wird durch Chlor und Königswasser angegriffen,
legiert sich leicht mit anderen Metallen
Vorkommen
Verwendung
gediegen in Form kleiner Körnchen im Flusssand
Laboratoriumgeräte, Katalysatoren (Platinasbest), Schmuckmetall
Quecksilber Hg
einziges bei Zimmertemperatur flüssiges Metall, silbergrau, halbedel,
Dämpfe giftig,
Smp = -39 °C
Sdp = 357 °C
3
ρ
= 13,6 g/cm
Herstellung
Verwendung
aus Zinnober : HgS + O2 → Hg + SO2
als Füllmittel in Thermo-, Baro- und Manometern, Gleichrichtern,
als Sperrflüssigkeit in chem. und physikalischen Laborgeräten,
als Amalgame für Zahnfüllungen, in Quecksilberdampflampen
Sauerstoff O
gasförmig, farblos, geruchlos, geschmacklos, wenig wasserlöslich,
häufigstes Element der Erde
Wenn sich Sauerstoff unter Abgabe von Wärme und Licht mit einem
anderen Stoff verbindet, spricht man von Verbrennung (Oxydation)
Smp = -219 °C
Sdp = -183 °C
ρ
= 1,43 g/l
(0 °C ,1 bar)
Vorkommen
Herstellung
Verwendung
in der Luft zu 21 % als O2 (frei), im Wasser als H20 (gebunden)
durch Luftverflüssigung und anschliessende Destillation
zusammen mit Acetylen zum Schweissen, Schneiden,
in der Chemie zur Herstellung von Alkoholen,
in der Medizin zur künstlichen Beatmung
Schwefel S
Smp = 119 °C
Sdp = 444 °C
3
ρ
≈ 2 g/cm
Vorkommen
Verwendung
Silber Ag
Smp = 962 °C
Sdp = 2212 °C
ρ
= 10,5 g/cm3
fest, gelb, Nichtmetall, ungiftig, spröde, wasserunlöslich,
geschmack und geruchlos,
verbrennt mit blauer Flamme zu giftigem Schwefeldioxid SO2,
frei (Amerika/Sizilien/Polen)
gebunden in schwefelhaltigen Gesteinen,
entsteht in grossen Mengen bei der Entschwefelung von Rohöl
(Herstellung von Benzin und Heizöl)
zur Herstellung von Schwefelsäure H2SO4, zur Ungezieferbekämpfung,
zur Desinfektion, zur Herstellung von Kitten, Farbstoffen und med. Präparaten,
zur Vulkanisation von Kautschuk (= Elastischmachen von Gummi)
fest, hellgrau-weiss, glänzend, Edelmetall, beste el. Leitfähigkeit,
ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, nach Gold das geschmeidigste und
dehnbarste Metall, härter als Gold, weicher als Kupfer,
löst sich in geschmolzenem Zinn auf,
Verwendung
el. Leitungen und Kontakte, Reflektoren, Spiegelbeschichtungen,
Schmuck, Besteck, Münzen
Stickstoff N
gasförmig, farblos, geruchlos, geschmacklos, Nichtmetall, reaktionsträge,
Smp = -210 °C
Sdp = -196 °C
ρ
= 1,251 g/l
(0 °C , 1 bar)
Vorkommen
Herstellung
Verwendung
in der Luft zu78 % als N2
durch Luftverflüssigung und anschliessende Destillation
Schutzgas, zur Herstellung von Ammoniak NH3
Uran U
fest, silberweiss, Schwermetall, radioaktiv
Smp = 1405 °C
Sdp = 4018 °C
3
ρ
= 18,7 g/cm
Vorkommen
Verwendung
als Uranoxid UO2, Urannitrit U(NO2)2 und Urancarbid UC2
Ausgangsstoff zur Herstellung von Brennstäben für Kernkraftwerke
Wasserstoff H
gasförmig, farb- und geruchlos, leichtestes chem. Element,
brennt mit besonders heisser Flamme,
mit Sauerstoff oder Chlor gemischt = Knallgas
Bestandteil aller Säuren, macht die Säuren "sauer"
Smp = -259 °C
Sdp = -253 °C
ρ
= 0,09 g/l
(0 °C , 1 bar)
Vorkommen
im Wasser als H20, auf Sonne und Sternen als Atmosphärengas
Verwendung
früher als Füllgas für Zeppeline (bis Lakehurst 1937),
Treibstoff für Raketen,
Synthesegas (= Ausgangsstoff für die Herstellung chem. Produkte wie
Düngemittel, Salzsäure)
Wolfram W
fest, Metall, hart, korrosionsbeständig,
Smp = 3380 °C
Sdp ≈ 5900 °C
3
ρ
= 19,3 g/cm
Verwendung
Glühfäden in Glühbirnen, Legierungselement für warmfeste Stähle
Zinn Sn
fest, silberweiss, unedles Metall, leicht verformbar,
reines Zinn hat einen hohen Klang, mit Blei legiertes einen tiefen,
eine Zinnstange "chrost" beim Biegen ("Zinnschreien"),
bei jahrelanger Aufbewahrung unter 13 °C zerfällt Zinn ("Zinnpest")
Smp = 232 °C
Sdp = 2275 °C
3
ρ
= 7,28 g/cm
Vorkommen
Verwendung
wird in Zinnminen abgebaut (Südamerika)
Zinnbecher, Orgelpfeifen, Lötzinn (Pb/Sn = 60 : 40)
Weissblech (Konservendosen), Zinnsoldaten
Legierungsmetall Bronce
[Cu/Sn]
Neusilber [Cu/Sn/Ni]
Stanniol = sehr dünn gewalzte Zinnfolie, heute durch Alufolie ersetzt
Zink Zn
fest, bläulichweiss, ziemlich spröd,
oberhalb von 500 °C entzündet sich Zink und verbrennt mit einer
typisch blaugrünen Flamme (Nachweismethode),
überzieht sich an der Luft mit einer dünnen Oxidschicht, welche es vor Korrosion
schützt
Smp = 420 °C
Sdp = 908 °C
3
ρ
= 7,13 g/cm
Verwendung
Verzinken von eisernen Gegenständen, die dem Wetter ausgesetzt sind
(= Rostschutz) → Veloständer, Geländer, BLT-Fahrleitungsmasten,
Verkehrsschildermasten, Hochspannungsleitungsmasten,
als Ersatz für Kupfer bei Dachdecker- und Spenglerarbeiten,
Legierungsmetall (Messing = [Cu/Zn])
in Form von Zinkoxid ZnO und Zinksulfid ZnS als weisser Farbstoff