Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Ammoniak. Gliederung Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Ammoniak. Gliederung Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz."—  Präsentation transkript:

1 Ammoniak

2 Gliederung Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz

3 Gliederung Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz

4 Darstellung von Ammoniak Rothe-Frank-Caro (Gewinnung aus Kalkstickstoff) Serpek-Verfahren (Hydrolyse von Nitriden) Haber-Bosch-Verfahren (aus den Elementen) Darstellung Labor: Ammoniumsalze + Natronlauge Großtechnisch:

5 Versuch 1 Das Haber-Bosch Verfahren Darstellung

6 Darstellung aus den Elementen N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) ΔH = - 92,5 kJ Das Haber-Bosch-Verfahren Fritz Haber ( )Carl Bosch ( ) Darstellung Nobelpreis Produktion:120 mio. t/Jahr

7 Prinzip von Le Chatelier Hohe Ausbeute: je niedriger die Temperatur je höher der Druck Kompromiss zwischen günstiger Gleichgewichtslage und hoher Reaktionsgeschwindigkeit Ammoniakanteile im GG Darstellung

8 Reaktionsgeschwindigkeit je höher die Temperatur, desto schneller GG Hohe Aktivierungsenergie durch Dreifachbindung entropisch ungünstig Verwendung eines geeigneten Katalysators Darstellung

9 Katalysator Fe-Insel H2H2 N2N2 Heterogenes System aus Kat. und Gasmolekülen Adsorption und Dissoziation Anlagerung Desorption Darstellung

10 Reaktionsbedingungen Druck: 150 – 450 bar Temperatur: °C Mengenverhältnis Stickstoff/Wasserstoff: 1 : 3 Katalysator: Eisen(II/III)-Oxid Fe 3 O 4 Promotoren: K 2 O, CaO, Al 2 O 3 und SiO 2 Darstellung

11 Promotoren Al 2 O 3 : struktureller Promotor K 2 O:elektronischer Promotor CaO: Stabilisierung der Makrostruktur Stabilisierung der Struktur und Verbesserung der Aktivität des Katalysators Darstellung

12 Ausbeute: ca. 18 %

13 Im Labor Katalysator: Fe 2 O 3, Promotoren: Al 2 O 3, CaO, KNO 3 N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) Nachweis: NH 3 (g) + H 2 O NH 4 + (aq) + OH - (aq) basisch: Lackmuspapier blau Darstellung

14 Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz Gliederung

15 Eigenschaften von Ammoniak pyramidenförmig, Bindungswinkel 107° farblos, riecht stechend, giftig, ätzend Smp. –78°C, Sdp. –33°C Bildung von H-Brücken Inversion δ+δ+ δ-δ- Eigenschaften

16 Eigenschaften von Ammoniak Autoprotolyse analog zu Wasser 2 NH 3 (l) NH 4 + (solv) + NH 2 - (solv) gutes LM für viele Salze LM für Alkalimetalle Na (s) + NH 3 (l) Na + (solv) + e - (solv) sehr gute Löslichkeit in Wasser Eigenschaften

17 Versuch 2 Löslichkeit von Ammoniak in Wasser - Der „Springbrunnen“ - Eigenschaften

18 δ+δ+ δ+δ+ δ+δ+ Dipol – Dipol - WW H-Brücken Hydratisierung 1L Wasser löst 700 L Ammoniak Unterdruck: NH 3 (g) NH 3 (aq) δ-δ- δ-δ- δ-δ- Eigenschaften + H 2 O

19 Reaktion mit Phenolphthalein farblos bei pH 0 – 8,2 rot im Basischen ab pH 8,2 basische Reaktion von Ammoniak in Wasser: NH 3 (g) + H 2 O NH 4 + (aq) + OH - (aq) Eigenschaften

20 chinoide Form lactoide Form (farblos) OH - - H 2 O + 2 H Eigenschaften

21 Versuch 3 Nachweis von Ammoniak in Harnstoff Eigenschaften

22 Zersetzung von Harnstoff Nachweis: Indikatorpapier Eigenschaften + H 2 O + + (g) (s) (aq) Carbamidsäure Δ

23 Absorption von Ammoniak in Wasser Weiterverarbeitung zu Dünger gesunde Tiere t Emission Anwendung in der Landwirtschaft bei Stallluftreinigung Eigenschaften

24 Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz Gliederung

25 Ammonium-Salze NH 4 ClLötsalz (NH 4 ) 2 SO 4 Kunstdünger NH 4 NO 3 Sprengstoff (NH 4 ) 2 CO 3 Textilindustrie NH 4 HCO 3 Hirschhornsalz Salze

26 Versuch 4 Lewis-Säure-Base-Reaktion: NH 4 Cl (aq) + NaOH (s) NH 3 (g) + NaCl (aq) + H 2 O NH 3 (g) + HCl (g) NH 4 Cl (s) „Nebel“ Salze Darstellung von Ammoniumchlorid

27 Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz Gliederung

28 Nachweise von Ammoniak HCl Phenolphthalein Indikatorpapier Nesslers-Reagenz CuSO 4 Nachweise

29 Nachweis mit Nesslers-Reagenz Bildung des Nesslers-Reagenz 4 KI (aq) + HgCl 2 (aq) K 2 [HgI 4 ] (aq) + 2 KCl (aq) Bildung des Iodids der Millonschen Base: 2 [HgI 4 ] 2- (aq) + NH 4 + (aq) + 4 OH - (aq) [Hg 2 N]I (aq) + 4 H 2 O + 7 I - (aq) Nachweise

30 [Hg 2 N] Raumnetzstruktur: Anti-Cristobalit

31 Versuch 5 Cu 2+ (aq) + 6 H 2 O[Cu(H 2 O) 6 ] 2+ (aq) Ligandenaustausch: [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ (aq) + 4 NH 3 (aq) [Cu(NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ] 2+ (aq) + 4 H 2 O Nachweise Nachweis von Ammoniak mit Kupfersulfat

32 2 dzdz Ligandenfeld Cu 2+ : oktaedrisches Ligandenfeld: KZ 6 d 9 Konfiguration: Jahn-Teller verzerrtes Oktaeder d x - y d xy d yz d xz d yz d xz d xy dzdz d x - y Nachweise

33 Warum Ligandenaustausch? Ammoniak erzeugt stärkere Aufspaltung als Wasser Komplexbildungskonstante egeg t 2g Nachweise Δ d xy d xz d xy d yz dzdz dzdz d x - y

34 Komplexbildungskonstante MWG auf dieser Gleichgewichtsreaktion anwendbar: stufenweise Anlagerung der Liganden K B = je größer Konstante, desto beständiger der Komplex. [ML n m+ ] [M m+ (aq) ] [L] n __________ Nachweise

35 Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz Gliederung

36 Verwendung 20% Herstellung von Chemikalien Industrie 80% Düngemittel Salpetersäure Salze NH 3 - Produktion

37 Hydrazin Blausäure Polyamide Salze Sprengstoff Rauchgasreinigung Metallbearbeitung Kunstseide Farbstoffe Nylon Arzneimittel Kältetechnik Reinigungsmittel ChemikalienIndustrie Verwendung

38 Herstellung von Salpetersäure Herstellung von Stickoxid nach dem Ostwald-Verfahren durch katalytische Ammoniakverbrennung 4 NH 3 (l) + 5 O 2 (g) 4 NO (g) + 6 H 2 O (g) Reaktion mit Sauerstoff 2 NO (g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g) Dimerisierung 2 NO 2 (g) N 2 O 4 (g) Zufuhr von Wasser N 2 O 4 (g) + 6 H 2 OHNO 2 (aq) + HNO 3 (aq) Verwendung kat. Δ

39 Leichte Zersetzung der salpetrigen Säure 3 HNO 2 (aq) HNO 3 (aq) + 2 NO (g) + H 2 O insgesamt 2 N 2 O 4 (g) + H 2 O + O 2 (g) 4 HNO 3 (aq) Gewinnung der Nitrate Umsetzung der entsprechenden Carbonate oder Hydroxide mit Salpetersäure Verwendung

40 Dünger Organisch Pflanzenreste Jauche Gülle Verwendung Anorganisch Nitrate Ammoniumsalze

41 Demo 1 Auswirkung von Dünger auf das Wachstum von Keimlingen Verwendung Dünger 1 enthaltene Ionen: K + (aq), Fe 3+ (aq), NH 4 + (aq), Ca 2+ (aq) PO 4 3- (aq), SO 4 2- (aq), Cl - (aq), NO 3 - (aq) Dünger 2 enthaltene Ionen: K + (aq), Fe 3+ (aq), Ca 2+ (aq) PO 4 3- (aq), SO 4 2- (aq), Cl - (aq)

42 Verwendung Stickstoffkreislauf

43 NO 2 - (aq) + 8 H + (aq) + 6 e - NH 4 + (aq) + 2 H 2 O Stickstoff in der Pflanze Nitratreduktase: Nitritreduktase: NO 3 - (aq) + 2 H + (aq) + 2 e - NO 2 - (aq) + H 2 O Verwendung

44 Bindung an Aminosäuren GlutamatGlutamin NH H + ATP-Verbrauch + + Verwendung

45 Demo 2 Backen mit Hirschhornsalz Verwendung

46 Backtriebmittel keine sauren Bestandteile Lockerung von Flachgebäcken würziger Geschmack Thermische Zersetzung von NH 4 HCO 3 NH 4 HCO 3 (s) NH 3 (g) + H 2 O + CO 2 (g) 60 °C Verwendung

47 Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz Gliederung

48 Schulrelevanz – G9 8.1.: Stoffe – Strukturen - Eigenschaften 8.2.: Die chemische Reaktion 10.2.: Säure, Laugen, Salze Herstellung von Ammoniak und wässrigen Ammoniaklösungen Stoffkreisläufe, Düngemittel 11.1.: Redoxreaktionen 13.1.: Katalyse 13.2.: Wahlthema: Komplexchemie Wahlthema: Angewandte Chemie

49 Ende


Herunterladen ppt "Ammoniak. Gliederung Darstellung Eigenschaften Ammonium-Salze Nachweise Verwendung Schulrelevanz."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen