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Edelgase

Edelgase sind eine eigenständige Gruppe im Periodensystem der Elemente. Edelgase werden der 8. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente (PSE) zugeschrieben (neuere Einteilung Gruppennummer 18). Alle Edelgase sind farb- und geruchlose, nicht brennbare und unterschiedlich stark wasserlösliche Gase.

Edelgase weisen relativ einheitliche Eigenschaften auf. Sie sind einatomige und sehr reaktionsträge. Alle Edelgase besitzen nur vollständig gefüllte Außenschalen für Elektronen (Valenzschale). Bis auf das Edelgas Helium mit 2 Außenelektronen auf der Außenschale, besitzen alle Edelgase 8 Außenelektronen. Dies ist auch der Grund für die in der Chemie bekannten Reaktionsträgheit der Edelgase. Alle Elemente streben einen Zustand an, indem die Außenschale komplett mit Elektronen gefüllt ist. Da dies bei den Edelgasen bereits als Grundzustand vorliegt, kommen die Edelgase im gasförmigen Normzustand atomar und nicht molekular vor.

Folgende Edelgase sind bekannt und in der Gruppe der Edelgase gelistet.

Edelgase kommen überwiegend in der Erdatmosphäre vor. In sehr geringen Mengen sind einige Edelgase aber auch in der Erdkruste zu finden. Überwiegend werden Edelgase aus der Luft gewonnen (Luftzerlegungsanlagen, Verflüssigungsanlagen). Die Gewinnung von dem Edelgas Helium und den radioaktiven Gasen kann auch anderweitig erfolgen. Die Gewinnung von Helium erfolgt aus natürlichen Erdgasquellen. Diese Quellen befinden sich in den USA, Kanada, Polen, Russland, Algerien und Katar. Bis zu 7% Helium können sich im Erdgas befinden.

Das Edelgas Radon findet sich im Gestein des Erdreichs, wo es durch Zerfall von z.B. Uran und Thorium freigesetzt wird. Im Labor wird das Edelgas als Zerfallsprodukt aus verschiedenen radioaktiven Substanzen beim Ausgasen aufgefangen und entsprechend aufbereitet.

Entsprechend der unten aufgeführten Liste sind die Edelgase in der Luft vorhanden.

Edelgas Symbol Vol% Dampfdruck Verdampfungs - Enthalpie
Argon Ar 0,93% Argon, Dampfdruck Argon, Verdampfungsenthalpie
Neon Ne 18 ppm Neon, Dampfdruck Neon, Verdampfungsenthalpie
Helium He 5 ppm Helium-4, Dampfdruck Helium-4, Verdampfungsenthalpie
Krypton Kr 1,1 ppm Krypton, Dampfdruck Krypton, Verdampfungsenthalpie
Xenon Xe 0,09 ppm Xenon, Dampfdruck Xenon, Verdampfungsenthalpie

Wasserlöslichkeit der Edelgase

Die Wasserlöslichkeit der Edelgase ist wie bei allen anderen Gasen auch temperaturabhängig. Das Edelgas Helium besitzt mit eine der schlechtesten Wasserlöslichkeiten der natürlichen Gase überhaupt. Gewichtsbezogen (mg/l) besitzt Helium die schlechteste Wasserlöslichkeit überhaupt. Die unten dargestellte Tabelle zeigt die Löslichkeit der reinen Edelgase im Vergleich zu Stickstoff und Sauerstoff.

Zur Wasserlöslichkeit der Gase finden Sie unter Ostwaldkoeffizient weitere Informationen.

Gas K H,cp [mol l / bar] C
Stickstoff 6,1*10-4 1300
Sauerstoff 1,3*10-3 1700
Argon 1,4*10-4 1100
Helium 3,7*10-4 360
Krypton 2,4*10-3 1500
Neon 4,5*10-4 530
Radon 9,3*10-3 2600
Xenon 4,3*10-3 1900

Zum Vergleich werden Sauerstoff und Stickstoff zusätzlich aufgelistet:

Löslichkeit in mmol/l bei verschiedenen Temperaturen, Gaspartialdruck=1,01325 bar zzgl. Wasserpartialdruck
Gas/Temp. 0°C 4°C 10°C 20°C 30°C 40°C
Stickstoff 0,92 0,85 0,76 0,64 0,46 0,27
Sauerstoff 2,21 2 1,74 1,41 0,96 0,53
Argon 1,99 1,85 1,68 1,46 1,07 0,63
Helium 0,42 0,41 0,39 0,37 0,3 0,19
Krypton 3,85 3,52 3,1 2,57 1,8 1,02
Neon 0,54 0,52 0,49 0,46 0,36 0,22
Radon 20,93 18,02 14,61 10,59 6,56 3,31
Xenon 7,81 6,98 5,97 4,71 3,15 1,71

 

Löslichkeit in mg/l bei verschiedenen Temperaturen, Gaspartialdruck=1,01325 bar zzgl. Wasserpartialdruck
Gas/Temp. 4°C 10°C 20°C 30°C 40°C
Stickstoff 24,09 21,81 18,65 16,11 14,05
Sauerstoff 64,93 57,01 46,45 38,37 32,08
Argon 74,95 68,9 60,35 53,32 47,49
Helium 1,64 1,6 1,53 1,47 1,42
Krypton 298,35 266,02 222,04 187,56 160,14
Neon 10,53 10,11 9,48 8,94 8,45
Radon 4050,57 3320,35 2427,44 1811,71 1377,66
Xenon 930,69 804,85 640,18 516,96 423,19

Edelgasverbindungen

Edelgasverbindungen sind bisher nur von Krypton, Xenon und Radon bekannt. An Verbidungen mit Argon und Neon wird geforscht. Nicht als Edelgasverbindungen gelten Einschlussverbindungen, bei denen die Edelgasatome nur schwach gebunden sind.

Alle Edelgasverbindungen sind sehr starke Oxidationsmittel die zum Zerfall in die Elemente neigen. Sehr viele dieser Verbindungen sind instabil bzw. nur bei tiefen Temperaturen stabil.

Edelgas Halogenverbindungen
Xenon

XeF2

XeF4

XeF6

XeCl2*

XeCl4 *

XeBr2 *

Krypton KrF2
Radon RnF2

*=Instabil

Edelgas

Verbindungen

mit

Sauerstoff

Xenon

XeO*

XeO2*

XeO3

XeO4

Krypton ------
Radon RnO3

*=Instabil

Edelgas

Verbindungen mit

Fluor und Sauerstoff

Oxidfluoride

Xenon

XeOF2

XeO2F2

XeOF4

XeO3F2

Krypton ------
Radon ------

 

 

 

 

 

 

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