Kohlenstoffgruppe

Kohlenstoffgruppe

1. Kohlenstoff

   • Vorkommen
     • elementar
       • Diamant
       • Graphit
     • Carbonate
       • CaCO3: Kalkstein, Marmor, Kreide
       • CaCO3*MgCO3: Dolomit
       • MgCO3: Magnesit
       • FeCO3: Siderit
       • Pflanzen- und Tierreich
         • wesentlicher Bestandteil aller Organismen
         • Erdgas
         • Erdöl
         • Kohle
   • Herstellung
     • Thermolyse von Siliciumcarbid
       • 3C + SiO2 -2000-> SiC + 2CO
         • SiC --> C + Si
     • Graphitierung (Erhitzen unter Luftabschluss)
       • C -3000-> C (Graphit)
   • Verwendung
     • Reduktionsmittel
     • Synthese von
       • Methanol
       • Ameisensäure
       • un-, und gesättigte Kohlenwasserstoffe

2. Silicium

   • Vorkommen
     • Silicate (Alkali-Erdalkali-, Al-, Fe-Silicate)
     • SiO2 (Quarz, Quarzsand, Bergkristall, div. Halbedelsteine)
   • Eigenschaften
     • typisch spröde Halbmetalle --> Halbleiter
     • Diamantstruktur KZ=4
     • Variierender elek. Eigenschaften durch Dotieren
       • n - Leiter
         • Defektleiter: +B
         • Valenzelektron mehr
       • p - Leiter
         • Überschussleiter: +P
         • Valenzelektron weniger
   • Herstellung
     • Reuktion von Quarz mit Koks im elek. Ofen
       • SiO2 + 2C --> 2CO + Si
         • Reinigung für Halbleitertechnik
           • Si + 3 HCl --> HSiCl3 + H2
             • Fraktionierte Destilation
               • HSiCl3 + H2 --> Si + 3 HCl
                 • Für Elektronik --> Herstellung von Einkristallen
                   • Zonenschmelzen
                   • Tiegelziehen
   • Verwendung
     • als Schmiermittel
     • hydrophobierend

3. Blei

   • Vorkommen
     • Bleiglanz PbS
     • Weißbleierz PbCO3
     • Krokoit, Rotbleierz PbCrO4
     • Gelbbleierz PbMoO4
     • Scheelbleierz PbWO4
   • Eigenschaften
     • weiches, niederschmelzendes Metall
     • bläulich-grau, dehnbar, geringe Zugfestigkeit
     • Bleivergiftung
     • gegenüber verd. H2SO4 und HCl beständig
   • Darstellung
     • Röst-Reaktions-Verfahren
       • 1. unvollständiges Rösten
         • 3PbS + 3O2 --> PbS + 2PbO + 2SO2
           • 2. Reaktion unter Luftabschluss
             • PbS + 2PbO --> 3Pb + SO2
     • Röst-Reduktions-Verfahren
       • 1.Rösten von PbO
         • PbS + 3/2 O2 --> PbO + SO2
           • 2. Reduktion
             • PbO + C --> Pb + CO
   • Verwendung
     • ca. 3/4 für Akkumulatoren-Platten
     • Rest für
       • Bleirohre
       • Geschoße
       • versch. Legierungen: ua. Letternmetalle, Speziallote, Lagermetalle

4. Zinn

   • Vorkommen
     • Zinnstein ZnO2
   • Eigenschaften
     • weiches, niedrigschmelzendes Metall
     • silberweiß
     • α- Sn <-13°C-> β-Sn
       • α-Sn
         • grau, spröde
           • KZ=4
             • Halbleiter
       • β-Sn
         • weiß-silbrig
           • KZ=6
             • metallisch
     • Zinnpest
       • =allotrope Umwandlung, die Gegenstände zerstört
       • β-Sn wandelt sich unterhalb 13,2°C in α-Sn um
   • Herstellung
     • Zinnstein wird mit Kohle reduziert
       • SnO2 + 2C --> Sn + 2CO
     • aus Weißblech (verzinntes Stahlblech) wiedergewonnen
   • Verwendung
     • Läternmaterial
     • Verzinnen von Weißblech
     • Legierungen
       • Bronzen
       • Britannimetall
       • Letternmetalle, Lagermetalle