Elemente, Schulbuch

Abb. 180.1: Iod: Daten Abb. 180.2: Iod in verschiedenen Lösungsmitteln Abb. 180.3: Der Nachweis von Iod mit Stärke Festpunkt: 113,7 °C Kochpunkt: 184,5 °C Dichte: 4,94 g/cm 3 Molekül: I 2 Iod 126,9 53 EN 2,2 I Wasser KI-Lösung Alkohol Chloroform I 2 -Moleküle Stärke-Molekül Iod-Stärke- Komplex Erwärmen Abkühlen farblos blau 180 Iod – I 2 Iod ist ein schwarzer Feststoff, der beim Erhitzen in einen violetten Dampf übergeht (griech.: iodes = veilchenfärbig). Elementares Iod ist weit weniger reaktiv als die üb- rigen Halogene. Trotzdem greifen Iod und seine Dämpfe Metalle rasch an. Elementares Iod ist nur wenig wasserlöslich, löst sich jedoch gut in unpolaren Lö- sungsmitteln wie Chloroform oder 1,1,1-Trichlorethan. Die Lösungen sind violett bis rot – die Farbe molekularen Iods – gefärbt. Auch in Alkohol ist Iod gut löslich, aller- dings mit brauner Farbe. Dies beruht auf einem Komplex zwischen den Iod-Molekü- len und dem Sauerstoff des Alkohols. Alkoholische Iod-Lösung wird als Iodtinktur zur äußerlichen Desinfektion verwendet. Gut löslich ist Iod in wässriger KI-Lösung. Hier verbindet sich das Iod-Molekül mit dem I – -Ion zu einem Ion I 3 – . Als Nachweis für Spu- ren von elementarem Iod dient Stärkelösung. Dabei lagern sich I 2 -Moleküle in die Makromoleküle der Stärke ein und bilden einen intensiv blau gefärbten Komplex. In der Natur kommt Iod als Iodid im Meerwasser gelöst vor. Der Iodidgehalt beträgt aber nur ca. ein Millionstel des Chloridgehaltes, sodass eine direkte Gewinnung nicht wirtschaftlich ist. Früher gewann man Iod aus Seetang, der Iodid anreichert. Heute gewinnt man Iod aus den Restlaugen der Chilesalpetergewinnung (NaNO 3 ), die Natri- umiodat (NaIO 3 ) enthalten, und aus unterirdischen Salzlaugenvorkommen in den USA. Iod ist ein wichtiges Bioelement, das vom Menschen in der Schilddrüse angereichert wird. Eine Iodidunterversorgung kann zu Kropfbildung führen, weshalb man dem Spei- sesalz geringe Mengen Iodid zusetzt. Gefährlich ist die Iodidanreicherung im Falle von Kernkraftwerksunfällen, bei denen radioaktive Nuklide des Iods frei und natürlich ebenfalls im Körper angereichert werden. Deshalb werden Kaliumiodid-Tabletten in Schulen bereitgehalten. Im Falle einer Warnung vor einem Reaktorunfall wird der Or- ganismus vor dem Eintreffen der radioaktiven Belastung mit nicht radioaktivem Iodid überversorgt. So unterbleibt eine Aufnahme der Radionuklide des Iods. Hydrogeniodid ist wie Hydrogenchlorid und Hydrogenbromid ein gut wasserlösliches Gas und in wässriger Lösung eine starke Säure. Die Halogene sind in ihrer Oxidationswirkung unterschiedlich stark, was aus der Redox-Tabelle leicht abgelesen werden kann. Von den für Schulversuche zugängli- chen Halogenen ist Chlor das stärkste und Iod das schwächste Oxidationsmittel. Chlor oxidiert das Bromid zu Brom, Brom oxidiert Iodid zu Iod. ■ 180.1: Reaktion von Iod mit Magnesium Im Abzug durchführen! Man stellt eine Verreibung aus Magnesiumpulver und Iod in einer trockenen Reib- schale her. Dann bringt man einen Tropfen Wasser auf die Mischung. Die Feuchtig- keit aktiviert die Reaktion zwischen Magnesium und Iod, die exotherm zu Magnesi- umiodid reagieren. Überschüssiges Iod verdampft dabei zu violetten Wolken. ■ 180.2: Redox-Reaktionen der Halogene Im Abzug durchführen! In eine chlorgefüllte Gaswaschflasche (Versuch 178.1) gibt man einige angefeuchtete Kristalle NaBr und verschließt wieder. Die Waschflasche füllt sich nach kurzer Zeit mit braunen Bromdämpfen. Im Becherglas mit der Stärkelösung (Versuch 180.3) löst man etwas Kaliumiodid auf. Nun schüttet man etwas Bromdampf (hat die fünffache Dichte von Luft und lässt sich bequem schütten) in das Becherglas und rührt um. Augenblick- lich zeigt sich durch das entstandene elementare I 2 der blaue Iod-Stärke-Komplex. LEHRERVERSUCHE ■ 180.3: Löslichkeit und Nachweis von Iod Lös einige kleine Kristalle Iod in 1,1,1-Trichlorethan, in Ethanol und in wässriger KI-Lösung und vergleich die Farben der Lösungen! Koch dann in einem kleinen Becherglas eine Spatelspitze voll Stärke in etwa 50 mL Wasser auf, bis die kolloidale Lösung klar ist! Verdünn diese Lösung mit ca. 500 mL kal- tem Wasser und teil auf drei Bechergläser auf! In die ersten zwei Stärke-Lö- sungen gib einige Tropfen der alkoholischen Iod-Lösung bzw. der Iod-Kaliumio- did-Lösung! Sofort wird der tiefblaue Iod-Stärke-Komplex sichtbar. SCHülERVERSUCH 7 CHEMISCHE EIgEnSCHAFTEn EInIgER STOFFE Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des V rlag öbv