Kohlenstoffgruppe

Kohlenstoff
1. Vorkommen
  1. elementar
    1. Diamant
    2. Graphit
  2. Carbonate
    1. CaCO3: Kalkstein, Marmor, Kreide
    2. CaCO3*MgCO3: Dolomit
    3. MgCO3: Magnesit
    4. FeCO3: Siderit
    5. Pflanzen- und Tierreich
      1. wesentlicher Bestandteil aller Organismen
      2. Erdgas
      3. Erdöl
      4. Kohle
2. Herstellung
  1. Thermolyse von Siliciumcarbid
    1. 3C + SiO2 -2000-> SiC + 2CO
      1. SiC --> C + Si
  2. Graphitierung (Erhitzen unter Luftabschluss)
    1. C -3000-> C (Graphit)
3. Verwendung
  1. Reduktionsmittel
  2. Synthese von
    1. Methanol
    2. Ameisensäure
    3. un-, und gesättigte Kohlenwasserstoffe
Silicium
1. Vorkommen
  1. Silicate (Alkali-Erdalkali-, Al-, Fe-Silicate)
  2. SiO2 (Quarz, Quarzsand, Bergkristall, div. Halbedelsteine)
2. Eigenschaften
  1. typisch spröde Halbmetalle --> Halbleiter
  2. Diamantstruktur KZ=4
  3. Variierender elek. Eigenschaften durch Dotieren
    1. n - Leiter
      1. Defektleiter: +B
      2. Valenzelektron mehr
    2. p - Leiter
      1. Überschussleiter: +P
      2. Valenzelektron weniger
3. Herstellung
  1. Reuktion von Quarz mit Koks im elek. Ofen
    1. SiO2 + 2C --> 2CO + Si
      1. Reinigung für Halbleitertechnik
        Si + 3 HCl --> HSiCl3 + H2
        Fraktionierte Destilation
        HSiCl3 + H2 --> Si + 3 HCl
        Für Elektronik --> Herstellung von Einkristallen
        Zonenschmelzen
        Tiegelziehen
4. Verwendung
  1. als Schmiermittel
  2. hydrophobierend
Blei
1. Vorkommen
  1. Bleiglanz PbS
  2. Weißbleierz PbCO3
  3. Krokoit, Rotbleierz PbCrO4
  4. Gelbbleierz PbMoO4
  5. Scheelbleierz PbWO4
2. Eigenschaften
  1. weiches, niederschmelzendes Metall
  2. bläulich-grau, dehnbar, geringe Zugfestigkeit
  3. Bleivergiftung
  4. gegenüber verd. H2SO4 und HCl beständig
3. Darstellung
  1. Röst-Reaktions-Verfahren
    1. 1. unvollständiges Rösten
      1. 3PbS + 3O2 --> PbS + 2PbO + 2SO2
        2. Reaktion unter Luftabschluss
        PbS + 2PbO --> 3Pb + SO2
  2. Röst-Reduktions-Verfahren
    1. 1.Rösten von PbO
      1. PbS + 3/2 O2 --> PbO + SO2
        2. Reduktion
        PbO + C --> Pb + CO
4. Verwendung
  1. ca. 3/4 für Akkumulatoren-Platten
  2. Rest für
    1. Bleirohre
    2. Geschoße
    3. versch. Legierungen: ua. Letternmetalle, Speziallote, Lagermetalle
Zinn
1. Vorkommen
  1. Zinnstein ZnO2
2. Eigenschaften
  1. weiches, niedrigschmelzendes Metall
  2. silberweiß
  3. α- Sn <-13°C-> β-Sn
    1. α-Sn
      1. grau, spröde
        KZ=4
        Halbleiter
    2. β-Sn
      1. weiß-silbrig
        KZ=6
        metallisch
  4. Zinnpest
    1. =allotrope Umwandlung, die Gegenstände zerstört
    2. β-Sn wandelt sich unterhalb 13,2°C in α-Sn um
3. Herstellung
  1. Zinnstein wird mit Kohle reduziert
    1. SnO2 + 2C --> Sn + 2CO
  2. aus Weißblech (verzinntes Stahlblech) wiedergewonnen
4. Verwendung
  1. Läternmaterial
  2. Verzinnen von Weißblech
  3. Legierungen
    1. Bronzen
    2. Britannimetall
    3. Letternmetalle, Lagermetalle

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