Halogenid

Halogenide sind chemische Verbindungen zwischen Elementen der siebten Hauptgruppe (genauer der 17. Gruppe) des Periodensystems, den so genannten Halogenen, und Elementen anderer Gruppen. Darüber hinaus werden die einfach negativ geladenen Ionen der Halogene (F⁻, Cl⁻, Br⁻, I⁻, At⁻) als Halogenid-Ionen (kurz ebenfalls Halogenide) bezeichnet.

Bei den Verbindungen unterscheidet man (abhängig von der Art der chemischen Bindung):

• Salzartige Halogenide, ionische Verbindungen (Salze), die aufgrund des großen Elektronegativitätsunterschieds zwischen den beteiligten Elementen aus Anionen und Kationen bestehen und durch elektrostatische Wechselwirkungen zusammengehalten werden. Beispiele sind Natriumchlorid (NaCl) und Kaliumbromid (KBr).

• Kovalente Halogenide, kovalente Verbindungen, bei denen der Elektronegativitätsunterschied nicht so groß ist wie bei den oben genannten ionischen Verbindungen, die Bindungen jedoch eine Ladungspolarität aufweisen. Beispiele sind Halogenwasserstoffe wie Chlorwasserstoff (HCl) und Interhalogenverbindungen. Auch Halogenkohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid (Dichlormethan, CH₂Cl₂) und andere organische Verbindungen, die Halogene enthalten, werden oft als Halogenide bezeichnet, was meist aber nicht der aktuellen IUPAC-Nomenklatur entspricht.

• Komplexe Halogenide mit Halogenid-Ionen als Komplexliganden, beispielsweise das Tetrachloroplatinat-Ion [PtCl₄]²⁻.

Oxidation von Halogeniden

$\mathrm{ F_2 + 2\ Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2\ F^-}$

$\mathrm{ Cl_2 + 2\ Br^- \rightarrow Br_2 + 2\ Cl^- }$

$\mathrm{ Br_2 + 2\ I^- \rightarrow I_2 + 2\ Br^- }$

Problematik

Halogenide und halogenhaltige Verbindungen sind in der chemischen Industrie oft anzutreffen. So sind z.B. Chloroform und Dichlormethan gute organische Lösungsmittel. Durch ihren niedrigen Siedepunkt gelangen jedoch auch Anteile davon in die Umwelt und Atmosphäre. Bei Einwirkung von Sonnenlicht auf Halogenide werden dann Halogenradikale gebildet, die ihrerseits die Ozonschicht angreifen (siehe hierzu: Ozonloch).

Man ist deshalb bestrebt, den Einsatz von halogenhaltigen Lösungsmittel so gering wie möglich zu halten. Daher wurden FCKW-haltige Substanzen für Spraydosen und Kühlschränke in den 80er und 90er-Jahren des 20. Jahrhunderts verboten.

Nachweisreaktionen

Nachweis mit Silbernitrat und Ammoniak

Niederschläge der Silberhalogenid vor (jeweils links) und nach Zugabe von Ammoniakwasser (jeweils rechts daneben), links AgI, Mitte AgBr, rechts AgCl)

Chlorid, Bromid und Iodid lassen sich in einer Nachweisreaktion aus wässriger Lösung nach dem Ansäuern mit Salpetersäure mit Silbernitrat fällen.

So beispielsweise bei einer Kochsalzlösung:

$\mathrm{NaCl_{ \ (aq)} + AgNO_{3 \ (aq)} \longrightarrow Na^+ + NO_3^- + AgCl_{ \ (s)} \downarrow}$

Der Silberhalogenidniederschlag wird anschließend mit Ammoniakwasser näher untersucht:

• Silberfluorid (AgF) ist als einziges Silberhalogenid gut wasserlöslich. Es färbt die Lösung orange.
• Silberchlorid (AgCl) bildet einen weißen, käsigen Niederschlag, der sich bei Zugabe von Ammoniak unter Bildung des farblosen Diamminsilber(I) in einer Komplexbildungsreaktion wieder auflöst:

$\mathrm{Ag^+ + 2 \ NH_3 \longrightarrow [Ag(NH_3)_2]^+}$

• Silberbromid (AgBr) fällt als hellgelber, nur in konzentriertem Ammoniak löslicher, Niederschlag aus.
• Silberiodid (AgI) zeigt sich als ein gelb-grünlicher Niederschlag, der sich auch in konzentriertem Ammoniak nicht löst.

Alle Silberhalogenide zersetzen sich unter Lichteinwirkung und lösen sich in konzentrierter Natriumthiosulfatlösung (Fixiersalz).

Nachweis mit Chlorwasser und Hexan

Halogenid-Nachweis mit Chlorwasser und Hexan

Eine weitere Unterscheidungsmöglichkeit für Brom und Iod ist die Zugabe von Chlorwasser und Hexan, wobei die Halogenidionen zum Halogen oxidiert werden. Dieses löst sich beim Schütteln in der Hexanphase (Extraktion) und kann dort einfach aufgrund der Färbung identifiziert werden:

$\mathrm{2 \ I^- + Cl_2 \longrightarrow I_2 + 2 \ Cl^-}$

• Brom: orangebraun
• Iod: rosaviolett

Elementares Chlor setzt bei dieser Redoxreaktion aus Natriumbromid (NaBr) elementares Brom frei und es bildet sich Natriumchlorid, wobei das Chlor selbst reduziert und das Brom oxidiert wird.

$\mathrm{Cl_2 + 2\ NaBr \longrightarrow 2\ NaCl + Br_2}$

Titrationsverfahren

Zum quantitativen Nachweis von Halogenidionen werden drei Titrationsverfahren eingesetzt, die ebenfalls auf der Schwerlöslichkeit der Silberhalogenide beruhen:

• Titration nach Mohr
• Titration nach Volhard
• Titration nach Fajans

Weblinks