Wodurch wird das Oxidwachstum begrenzt?

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Wodurch wird das Oxidwachstum begrenzt?

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Können Metalle verbrennen?

Wie läuft die thermische Zersetzung von Polyurethan ab?

Wie verlaufen Oxidation und Reduktion von Chloridionen durch Eisen(II)- oder Eisen(III)-Ionen und welches Chlorid entsteht dabei?

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Das Oxidwachstum bei der thermischen Oxidation wird durch zwei Hauptfaktoren begrenzt: 1. **Diffusion von Oxidationsmitteln**: Zu Beginn der Oxidation ist die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Verfügbarkeit von Oxidationsmitteln (wie Sauerstoff oder Wasserdampf) an der Oberfläche des Siliziums begrenzt. Mit zunehmender Oxidschichtdicke müssen diese Oxidationsmittel durch die bereits gebildete Oxidschicht diffundieren, um die Siliziumoberfläche zu erreichen. Diese Diffusion wird langsamer, je dicker die Oxidschicht wird, was das weitere Wachstum verlangsamt. 2. **Reaktionsgeschwindigkeit an der Grenzfläche**: Die chemische Reaktion an der Grenzfläche zwischen Silizium und Siliziumdioxid verlangsamt sich ebenfalls mit zunehmender Oxidschichtdicke. Dies liegt daran, dass die Reaktionsprodukte (Siliziumdioxid) die Reaktionsoberfläche bedecken und die Reaktionsrate verringern. Diese beiden Faktoren führen dazu, dass das Oxidwachstum bei der thermischen Oxidation nicht linear, sondern parabolisch verläuft. Zu Beginn ist die Wachstumsrate hoch, nimmt aber mit zunehmender Schichtdicke ab.

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Ja, Metalle können tatsächlich verbrennen. Allerdings geschieht das unter anderen Bedingungen als bei organischen Stoffen wie Holz oder Papier. Beim Verbrennen reagieren Metalle mit Sauersto... [mehr]

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Ja, Metalle können tatsächlich verbrennen. Allerdings geschieht das unter anderen Bedingungen als bei organischen Stoffen wie Holz oder Papier. Beim Verbrennen reagieren Metalle mit Sauerstoff und bilden Metalloxide. Dieser Prozess wird als Oxidation bezeichnet. Einige Metalle, wie Magnesium, Natrium oder Eisen, können bei ausreichend hoher Temperatur und in Anwesenheit von Sauerstoff sehr heftig brennen. Magnesium zum Beispiel brennt mit einer sehr hellen, weißen Flamme. Auch Eisen kann in Form von feinen Spänen oder Wolle brennen, was man zum Beispiel beim Feuerwerk oder in der Chemievorführung sehen kann. Im Alltag erscheinen Metalle oft nicht brennbar, weil sie meist in massiver Form vorliegen und eine schützende Oxidschicht besitzen, die weiteres Reagieren mit Sauerstoff verhindert. In fein verteilter Form (Pulver, Späne) ist die Oberfläche jedoch viel größer, sodass die Reaktion mit Sauerstoff leichter und schneller ablaufen kann. Zusammengefasst: Ja, Metalle können verbrennen, vor allem in fein verteilter Form und bei hohen Temperaturen.

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Polyurethan (PU) zersetzt sich thermisch in mehreren Stufen, abhängig von der Temperatur und der genauen chemischen Zusammensetzung. Die thermische Zersetzung beginnt typischerweise ab etwa 180&n... [mehr]

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Polyurethan (PU) zersetzt sich thermisch in mehreren Stufen, abhängig von der Temperatur und der genauen chemischen Zusammensetzung. Die thermische Zersetzung beginnt typischerweise ab etwa 180–250 °C und läuft in mehreren Phasen ab: 1. **Abspaltung von niedermolekularen Verbindungen:** Bei Temperaturen ab ca. 180–250 °C werden zunächst leicht flüchtige Bestandteile wie Wasser, Alkohole, Amine und kleine Mengen Isocyanate freigesetzt. 2. **Zersetzung der Urethanbindungen:** Im Bereich von 250–350 °C beginnt die eigentliche Zersetzung der Urethanbindungen. Dabei entstehen unter anderem Isocyanate, Alkohole, Amine, Kohlendioxid (CO₂) und andere Gase. 3. **Zersetzung der Hauptkette:** Bei noch höheren Temperaturen (über 350 °C) werden die Polyether- oder Polyestersegmente der Polyurethanstruktur weiter abgebaut. Es entstehen dabei verschiedene Gase (z. B. CO, CO₂, NH₃), sowie aromatische und aliphatische Verbindungen. 4. **Bildung von Rückständen:** Am Ende bleibt ein verkohlter Rückstand (Kohlenstoff, Asche) zurück. **Wichtige Hinweise:** - Bei der thermischen Zersetzung von Polyurethanen können toxische Gase wie Blausäure (HCN), Stickoxide (NOₓ) und Isocyanate entstehen. - Die genaue Zersetzungsreaktion hängt stark von der Art des Polyurethans (z. B. Schaumstoff, Elastomer, Lack) und den eingesetzten Additiven ab. **Weitere Informationen:** - [Wikipedia: Polyurethane](https://de.wikipedia.org/wiki/Polyurethane) - [Umweltbundesamt: Polyurethan](https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/polyurethan-pu)

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Um diese Frage zu beantworten, betrachten wir die möglichen Redoxreaktionen zwischen Chloridionen (Cl⁻) und Eisen(II)- (Fe²⁺) bzw. Eisen(III)-Ionen (Fe³⁺): **1. Oxidation von Chloridio... [mehr]

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Um diese Frage zu beantworten, betrachten wir die möglichen Redoxreaktionen zwischen Chloridionen (Cl⁻) und Eisen(II)- (Fe²⁺) bzw. Eisen(III)-Ionen (Fe³⁺): **1. Oxidation von Chloridionen (Cl⁻):** Chloridionen können zu elementarem Chlor (Cl₂) oxidiert werden: \[ 2 \text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2e^- \] **2. Reduktion von Chloridionen:** Chloridionen (Cl⁻) sind bereits die reduzierte Form von Chlor. Sie können nicht weiter reduziert werden. **3. Eisen(II)-Ionen (Fe²⁺):** Fe²⁺ kann zu Fe³⁺ oxidiert werden: \[ \text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{3+} + e^- \] **4. Eisen(III)-Ionen (Fe³⁺):** Fe³⁺ kann zu Fe²⁺ reduziert werden: \[ \text{Fe}^{3+} + e^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \] **Mögliche Reaktionen:** - **Fe²⁺ und Cl⁻:** Fe²⁺ ist ein schwaches Reduktionsmittel, Cl⁻ ein schwaches Oxidationsmittel. Unter normalen Bedingungen findet keine Reaktion statt, weil Cl⁻ nicht stark genug oxidiert werden kann, um Fe²⁺ zu Fe³⁺ zu oxidieren. - **Fe³⁺ und Cl⁻:** Fe³⁺ ist ein Oxidationsmittel, aber Cl⁻ ist bereits die reduzierte Form. Fe³⁺ kann Cl⁻ nicht weiter reduzieren. Es findet keine Redoxreaktion statt. **Was käme für ein Chlorid am Ende raus?** In beiden Fällen bleibt das Chloridion (Cl⁻) unverändert. Es entsteht kein neues Chlorid, sondern das Cl⁻ bleibt als solches erhalten. Es wird weder zu elementarem Chlor oxidiert noch weiter reduziert. **Fazit:** Weder Fe²⁺ noch Fe³⁺ können Chloridionen (Cl⁻) oxidieren oder reduzieren. Das Chlorid bleibt als Cl⁻ erhalten. Es entsteht kein anderes Chlorid.