Hauptgruppe 5

Question 1

Wie tritt Phosphor/ Stickstoff elementar auf?

Answer 1

• Stickstoff-> N₂ mit 3fachBindung
• Phosphor P₄-> Tetramer

Question 2

Darstellung N₂?

Answer 2

-Zersetzung von Natriumazid bei 300°C

NaN3->2Na+3N₂

Ammoniumnitrit:

NH₄⁺+NO₂^- -70°C> N₂+2H₂O

Question 3

Phosphan?

Answer 3

PH₃

Question 4

Was lässt sich zur Lewis-Basizität des Phosphans und Ammoniaks sagen?

Answer 4

• NH₃-> sp³ hybridisiert-> freies EP in sp³-Hybridorbital
• Phosphan-> keine Hybridisierung, da energiediffernz zwischen 3s und 3p zu hoch ist-> freies EP im s-Orbital
• s-Orbital näher am Kern als sp³-Orbital-> geht schlechter in koordinative Bindung->schwächere Lewisbase

Question 5

Haber-Bosch-Verfahren? Was wird benötigt und warum?

Answer 5

• Ammoniaksynthese: N₂+3H₂2NH₃
• Katalysator benötigt, da H₂ und NH₃ nicht ohne weiteres miteinander reagieren->Fe₃O₄(FeO und Fe₂O₃->Magnetit->wird an Oberfläche durch Wasserstoff zu Ferrit reduziert
• höhere Temperatur-> bessere Katalysatorwirkung, aber exotherme Reaktion-> Temperaturerhöhung bedeutet auch Gleichgewichtsverschiebung auf Eduktseite->optimal 500°C
• außerdem Druckerhöhung->4 Edukte und 2 Produkte-> System weicht Zwang aus->Verschiebung auf Seite des geringeren Volumens(Ammoniak)

Question 6

Wie ist der Ablauf des Haber-Bosch-Verfahrens?

Answer 6

-Stickstoff und Sauerstoff werden an Oberfläche des Katalysators adsorbiert->Anlagerung an Katalysator schwächt Elementmolekülbindungen

Reaktion:

N_ads+H_ads->NH_ads

NH_ads+H_ads->NH_2ads

NH_2ads+H_ads->NH_3ads->NH₃ desorbiert als Gas

->Einstellung des Gleichgewichts->Abkühlung-> NH₃ verflüssigt und kann abgeführt werden-> restliches N₂ und H₂ wieder in Kreislauf

_-

Question 7

Stickstoffoxide mit Oxidationszahlen +1-+5? Welche sind paramagnetisch?

Answer 7

+1:N₂O

+2:NO->

+3:N₂O₃

+4:NO₂->

+5:N₂O₅

Question 8

Bei welchen Stickstoffoxiden gibt es Gleichgewichte

Answer 8

• NO und NO₂-> beide ungepaartes Elektron
• >Gleichgewichte zu Dimeren
• NO bei Raumtemperatur nur N₂O₂

-

Question 9

Wie ensteht N₂O₃? Welches Anhydrid?

Answer 9

• aus NO und NO₂ bei -20°C
• Anhydrid der salpetrigen säure(HNO₂)

Question 10

Darstellung Distickstoffpentoxid?

Answer 10

-ANhydrid Salpetersäure

Question 11

Ostwald-Verfahren?

Answer 11

• technische Herstellung Salpetersäure
• NO über Ammoniakverbrennung-> reagiert mit Sauerstoff zu NO₂
• NO₂ reagiert mit Wasser->Disproportioniert zu Salpetersäure und NO
• überschüssiger Sauerstoff wieder mit NO-> NO₂ -> Salpetersäure

Question 12

Reaktion Salpetersäure mit Metall?

Answer 12

• Salpetersäure starkes Oxidationsmittel
• schwerlösliches Salz mit allen Metallen außer Gold und Platin

Question 13

Oxosäuren des Stickstoff?Anionen?

Answer 13

HNO₃->Salpetersäure-> Nitrat

HNO₂->Salpetrige Säure-> Nitrit

H₂N₂O₂-> Hyosalpetrige Säure

Question 15

Was entsteht wenn Phosphor mit Sauerstoff oxidiert?

Struktur zeichnen?

Answer 15

-Phosphor(III)Oxid: P₄O₆->bei vermindertem Sauerstoffpartialdruck: Verbrennung weißer Phosphor

oder Phosphor(V)Oxid-> P₄O₁₀->Verbrennung weißer Phosphor bei reichlich Sauerstoff

Question 16

Pi Bidung des P₄O₁₀?

Answer 16

• Doppelbindungen: 3d-3p pi Bindung
• Phosphor kann keine p-p pi Bindung eingehen
• 3d-Orbital Phosphor mit 3p des Sauerstoffs

Question 17

Was geschieht bei der reaktion von Phosphorpentoxid mit Wasser? Was lässt sich daher über Eigenschften sagen?

Answer 17

• Hydrolyse des Oxids zu Orthophosphorsäure
• daher Distickstoffpentoxid Anhydrid der Phsophorsäure
• Entwässerungsmittel

Question 18

Metaphosphate?

Answer 18

• Kondensationsprodukte der Phosphorsäure
• eig. Anhydride wie bei ATP