Gewinnung von Brom am Toten Meer

Warum Brom?

Ampulle mit Brom und Bromdampf

Wer Brom einmal gesehen hat, wird es vermutlich nicht mehr vergessen:

Über einer dunklen, rotbraunen Flüssigkeit wabert ein schwerer rotbrauner Dampf, der sich im Raum verteilt. Seinen Namen verdankt Brom dem griechischen Begriff für Gestank = brômos, den Brom zurecht hat, denn Bromdampf hat einen intensiven, chlorähnliches Geruch, den man schon in kleinsten Mengen wahrnehmen kann. Den sollte man sich aber nicht zu häufig antun, denn Brom ist giftiger als Chlor. Deshalb ist Elementares Brom in den Schulen verboten, zumal eine umgeworfene und ausgekippte Flasche Brom meist zur Evakuierung der gesamte Schule führt (Feuerwehr-Bericht als Beispiel)

Trotz seiner unangenehmen Eigenschaften gibt es zahlreiche Einsatzgebiete für das "Teufelszeug", von denen hier nur eine kleine Auswahl genannt wird. Eine ausführlichere und genauer Liste liefert der Wikipedia-Artikel  Brom :

• es gibt organische Bromverbindungen die als Flammschutzmittel dienen
• früher gab es zahlreiche Medikamente, die Brom bzw. Bromide enthielten, heute gibt es besseren Ersatz
• für die Fotoindustrie wird Silberbromid als lichtempfindliche Suspension verwendet, die auf Fotoplatten verwendet wird
• im Labor dient es zum Nachweis von Doppel- und Dreifachbindungen
• Bromlösungen können als mildes Desinfektionsmittel verwendet werden (milder als Chlor)

Anhand des Broms werden wir einige Themen aus der Mittelstufe wieder aufgreifen und vertiefen und damit erklären, woher die Eigenschaften von Brom und Bromverbindungen kommen um dieses dann auf die anderen Halogene übertragen zu können.

Gewinnung von Brom am Toten Meer

Das Tote Meer ist ein abflussloser See, dessen Wasseroberfläche etwa 428 m unter dem Meeresspiegel liegt. Die Entstehung dieses tiefen, schmalen und langen Landstreifens, der als "syrisch-afrikanischen Riss" bezeichnet wird, lässt sich dadurch erklären, das dieses Gebiet in der Erdkruste abgesunken ist. Dies geschah allerdings geschätzt vor mehreren Hundert-Millionen Jahren. Das Tote Meer wird vom Jordan gespeist und ist für seinen hohen Salzgehalt bekannt Er grenzt an Jordanien, Israel und das von Israel besetzte Westjordanland.

Das besondere am Toten Meer ist der Salzgehalt von bis zu 33 %, im Durchschnitt ist er bei etwa 28 %. Zum Vergleich dazu ist der Salzgehalt des Mittelmeeres mit nur etwa 3,8 % wesentlich geringer. Aufgrund des hohen Salzgehalts hat das Seewasser eine Dichte von ca. 1,240 kg/l.

Diese hohe Salzkonzentration ist dadurch entstanden, das es durch den Zufluss von Wasser aus dem Jordan und aufgrund des trockenen Wüstenklima stetig verdunstenden Wassers, zu einer Anreicherung von Mineralien und Salzen kommt. Der Zufluss von Jordanwasser und den Entzug von Verdunstungswasser haben sich mit der Zeit auf die Höhe des aktuellen Wasserspiegels eingependelt. Negativ beeinflusst wird der Wasserpegel durch die künstliche Verdunstung der kommerziellen Salzgewinnung.

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  Blick von  Ain_Feshkha  im Westjordanland auf das Tote Meer.

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  Aufgrund der hohen Dichte, kann man sich ins Wasser legen und bequem lesen.

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  Ausgedehnte Salzkrusten am Strand.

Entgegen dem Namen ist das Tote Meer übrigens biologisch nicht tot, jedoch beschränkt sich das Leben weitgehend auf verschiedene Lebewesen und Pflanzen, die an die extremen Bedingungen angepasst sind. Es gibt vor allem halophile (=salzliebende) Mikroorganismen, wie zum Beispiel anaerobe (=Leben ohne Sauerstoff) Bakterien die zum Beispiel Salpeter, Schwefel und Cellulose abbauen. Auch manche Pflanzen mit großer Salztoleranz können in dieser extremen Umwelt überleben.

Warum die Brom-Gewinnung am Toten Meer?

Die größten Brom-Produzenten sind die Vereinigten Staaten, China, Israel, sowie Jordanien. Nach den zwei Riesenindustriestaaten kommen die zwei der Anrainer des Totes Meeres. In sofern scheint es klar zu sein, dass es da Zusammenhang geben muss. Neben der hohen Salzkonzentration gibt es nämlich auch noch deutliche Unterschiede bei der Zusammensetzung des Salzes des Toten Meeres im Vergleich zu normalem Meerwasser.

Bestandteil	Anteil in Prozent im trockenen Salz	Mengen im Wasser des Toten Meer
MgCl2	50 %	22 Mill. t
NaCl	30 %	12,5 Mill. t
CaCl2	14 %	6 Mill. t
KCl (Pottasche)	4 %	2 Mill. t
MgBr2	2%	1 Mill. t
CaSO4(Gips)	0,2 %	0,215 Mill. t

Scheinbar nicht sonderlich hoch aber dennoch bemerkenswert ist dabei vor allem das Verhältnis von Chlorid- zu Bromid-Ionen. Im Mittelmeer beträgt das Verhältnis von Chlorid- zu Bromid-Ionen 280 : 1, dagegen ist das Verhältnis im Wasser des Toten Meeres 40 : 1. Damit ist das Tote Meer das Gewässer mit dem höchsten Bromid-Gehalt weltweit.

Zur Erinnerung: Die einfach negativ geladenen Ionen der Elemente der 7. Hauptgruppe nennt man entsprechend des Gruppennamens allgemein Halogenid-Ion, entsprechend ist F⊖ Fluorid-Ion, Cl⊖ Chlorid-Ion, Br⊖ Bromid-Ion, I⊖ Iod-Ion.

Verdunstungsteiche im Süden - insgesamt etwa 150 km²

Was die Gewinnung am Toten Meer ebenfalls wirtschaftlich macht, ist das in der Gegend vorherrschende Klima. Am Toten Meer ist es ganzjährig sonnig bei gleichzeitig geringer Luftfeuchtigkeit und stetigem leichten Wind. Im Jahresverlauf fallen weniger als 50 mm Niederschlag. Die Höchsttemperaturen bewegen sich im Sommer zwischen 32 und 39 °C, im Winter zwischen 20 und 23 °C. Überr die Hälfte des Jahres ist die Tageshöchsttemperatur über 30 °C.

Diese Bedingungen ermöglichen eine Anreicherung des Salzwasser in großen Verdunstungsbecken am südlichen Ende des Toten Meeres. Nachdem einige Bestandteile - vor allem MgCl und NaCl - zum teil ausgefallen sind, erreicht die Konzentration 10-12 g/l bei einem Verhältnis von Chlorid- zu Bromid-Ionen 17 : 1.

Ausfällen: Durch Verdunstung des Lösungmittels reicht die Menge des Lösungsmittels nicht mehr aus, um das gelöste Salz in Lösung zu halten. Es fällt aus, d.h. es bildet sich am Boden ein fester Bodensatz von nicht mehr löslichem Salz.

Auf Israelischer Seite wird das Brom seit etwa 1900 industriell in der Dead Sea Bromine Company, hergestellt, die ein Bestandteil der Firma israelischen staatlichen Firma Deas Sea Works ist. Neben Brom stellt die Dead Sea Works auch Magnesiumchlorid, Industriesalz, Flugzeugenteisungsmittel, Badesalz, Tafelsalz sowie Rohmaterial für die Kosmetikindustrie her. Weltweit ist die Gesellschaft an vierter Stelle beim Abbau von Kaliprodukten.

Eigenschaften von Brom und den anderen Halogenen

Um zu verstehen, wie die Bromgewinnung funktioniert und warum sich Halogene und ihre Verbindungen so verhalten, schauen wir uns die Hauptgruppe der Halogene noch einmal genauer an.

Quellen im Internet

• Das Brom-Buch (auf englisch) wurde vom Israelischen Weizmann Institut of Science und der schon erwähnten Dead Sea Bromine Group herausgegeben. In mehreren Kapiteln bekommt man wirklich sehr ausführliche Informationen zu Brom, dessen Gewinnung und Verwendung.