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StickstoffAutor: H. Lohninger
GeschichteDie Entdeckung des Stickstoffs lässt sich nicht genau festschreiben, jedoch wird sie im Allgemeinen D. Rutherford (1772) zugeschrieben. Zur selben Zeit machten aber auch andere Forscher (vor allem C.W. Scheele) Experimente mit Luft, die letztendlich zu Stickstoff führten. Man nannte den Stickstoff damals "mephistische Luft". D. Rutherford war der erste, der den Unterschied zwischen "fixer Luft" (Kohlendioxid) und "mephistischer Luft" (Stickstoff) erkannte. Aus diesem Grund schreibt man die Entdeckung des Stickstoff ihm zu.EigenschaftenStickstoff ist ein farb- und geruchloses Gas, das sich in Wasser nur halb so gut löst wie Sauerstoff (deshalb enthält aus Wasser ausgetriebene Luft deutlich mehr Sauerstoff, ca. 33% statt 21%, was für die Atmung der Wasserlebewesen von Bedeutung ist). Flüssiger Stickstoff (Siedepunkt = -195.8°C) sieht aus wie Wasser, ist aber deutlich leichter (Dichte des flüssigen Stickstoffs ca. 0.81 g/cm3).
Stickstoff ist ein reaktionsträges (inertes) Gas, das erst bei hohen Temperaturen zu reagieren beginnt. Stickstoff ist auch nicht brennbar, obwohl es etliche stabile Stickoxide gibt. Grund dafür ist die starke Dreifachbindung im N2-Molekül, die erst aufgebrochen werden muss, bevor der Luftstickstoff reagieren kann. Stickstoff bildet bei hohen Temperaturen mit allen chemischen Elementen außer den Edelgasen binäre Verbindungen (Nitride). Vorkommen und GewinnungStickstoff ist zu 78.1 Vol-% in Luft enthalten, die rund 99% des gesamten auf der Erde vorkommenden Stickstoffs enthält. Stickstoff kommt in gebundener Form hauptsächlich als Chilesalpeter (Natriumnitrat, NaNO3) in Chile und als Salpeter (Kaliumnitrat, KNO3) in Indien vor. Stickstoff ist ein wichtiger Bestandteil der Biosphäre, ohne den kein Leben, wie wir es kennen, möglich wäre.Zur großtechnischen Darstellung von Stickstoff dient ausschließlich Luft, aus der dieser durch fraktionierte Destillation (Linde-Verfahren) gewonnen wird. Im Labor kann man Stickstoff entweder durch Überleiten von Luft über glühendes Kupfer gewinnen (das Kupfer reagiert mit dem Sauerstoff, der verbleibende Stickstoff enthält jedoch noch Argon und eventuell Reste von Sauerstoff), oder aber durch Erhitzung einer konzentrierten Ammoniumnitritlösung (NH4NO2) auf 70°C. Diese Reaktion ist ein zweistufiger Prozess, bei dem zuerst das Ammoniumnitrit in Ammoniak und Salpetrige Säure disproportioniert, die dann im zweiten Schritt Stickstoff und Wasser ergeben:
NH4NO2
VerwendungStickstoff wird weltweit im Megatonnen-Maßstab verwendet, darunter sein Einsatz als Schutzgas und als Grundstoff für die Produktion stickstoffhältiger Chemikalien. Hierbei dient die Ammoniaksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren als "Eingangstor" in die vielfältige Stickstoffchemie. Flüssiger Stickstoff(2) wird als Kühlmittel eingesetzt (z.B. für Schockfroster oder in Blut- oder Samenbanken).
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NH3 + HNO2
N2 + 2 H2O
Last Update: 2013-08-08