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Ammoniak

Allgemeines

Ammoniak ist eine gasförmige Verbindung, die sich sehr leicht in Wasser löst. Die wässrige Lösung reagiert als schwache Base:
NH3 + H2O VIEW.php?param=1188164992.max NH4+ + OH-

Die Salze des Ammoniaks mit dem NH4+-Kation werden als Ammoniumsalze bezeichnet.
Flüssiges Ammoniak ist ein wasserähnliches Lösungsmittel (Siedepunkt: -33,4 °C).


Herstellung und Eigenschaften

Die Synthese von Ammoniak wird nach dem sogenannten Haber-Bosch-Verfahren durchgeführt. Hierbei werden die Elemente direkt miteinander umgesetzt:

2 N2 + 3 H2 → 2 NH3

Die Reaktion verläuft exotherm. Das Gleichgewicht der Reaktion verschiebt sich mit sinkender Temperatur und steigendem Druck auf die Seite der Produkte. Leider ist bei Raumtemperatur die Reaktionsgeschwindigkeit praktisch gleich null. Zur Absenkung der Aktivierungsenergie der Reaktion werden Katalysatoren zugesetzt (z.B. α-Eisen). Diese werden allerdings erst ab einer Temperatur von ca. 400 °C wirksam. Um die Ausbeute bei dieser Temperatur optimal zu erhöhen, muss der Druck erheblich erhöht werden.

Die Synthese läuft normalerweise bei einer Temperatur von 400 - 500 °C und einem Druck von 200 bar ab (28 % Umsatz). Einige Verfahren arbeiten bei Drücken von 750 - 1000 bar. Die Ausbeute ist hier zwar höher, aber der aparative Aufwand ist dementsprechend größer.

Ammoniak ist ein farbloses, stechend riechendes Gas. Die konzentrierte wässrige Lösung ist 25%ig.


Verwendung

Ammoniak wird zum größten Teil in einem weiteren Schritt zu Salpetersäure umgesetzt. Weiterhin dient es zur Herstellung von Dünger ((NH4)2SO4), zur Herstellung von Soda, als Kältemittel und für Reinigungszwecke.

Flüssiger, wasserfreier Ammoniak dient in der organischen Chemie z.B. als Lösungsmittel für chemische Reaktionen. Hierfür wird elementares Natrium in Ammoniak gelöst (Birch-Reduktion). Das Metall löst sich hierbei mit blauer Farbe im Ammoniak (Entstehung solvatisierter Elektronen: e- * n NH3)


Quellangaben

  • Verfasser: Hg
  • Quelle: Basiswissen Anorganische Chemie, Latscha/Klein, Axel-Springerverlag 1994, Seite 337

Einordnung