Big Bang HTL 2, Schulbuch

ee7m47 100 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) Anorganische Stoffe in Alltag und Technik 8 In unserem Privatleben und als Techniker, egal ob wir Brücken planen, Motoren designen, Roboter entwickeln oder ein Möbel- stück anfertigen, benötigen wir die unterschiedlichsten Werkstoffe. Ein fundiertes Wissen über ihre chemische Struktur, ihre Herstellung und Eigenschaften, hilft uns, sie richtig und verantwortungsbewusst einzusetzen. Viele dieser Stoffe, aus denen unsere Häuser, Fahrzeuge oder Straßen bestehen, werden von der Chemischen Industrie hergestellt. Einige wichtige Materia- lien aus dem Bereich der anorganischen Chemie werden wir in diesem Kapitel kennen lernen. Natürlich zählen dazu auch viele Metalle wie Stahl oder Aluminium, denen widmet dieses Buch aber ein eigenes Kapitel (siehe Kap. 10) 8.1 Wichtige Säuren und Basen Herstellung, Eigenschaften und Verwendung In Kapitel 7 haben wir viel über die Eigenschaften von Säu- ren und Basen erfahren und einige Beispiele kennen ge- lernt. Jetzt wollen wir uns damit beschäftigen, wie die wich- tigsten dieser Stoffe hergestellt, und wo sie außerhalb des Chemieunterrichts noch gebraucht werden. Zwischen 2001 und 2011 hat sich der Jahresumsatz der che- mischen Industrie weltweit von etwa 1800 Mrd. $ auf fast 3600 Mrd. $ quasi verdoppelt. Das bedeutet, dass im Jahr je- der Mensch im Schnitt Chemikalien im Wert von etwa 500 $ nutzt. Rechnet man ein, dass Menschen in Entwicklungs- und Schwellenländern deutlich weniger davon nutzen, sind es sogar Chemikalien um etwa 1000 $ pro Jahr, die jeder von uns verwendet. Aber wann kaufen wir Chemikalien? Im Supermarkt steht nirgendwo „Chemikalien“ über dem Gang, oder? Wir bemerken von den meisten „benutzten“ Chemikalien deshalb nichts, weil mehr als 80% aller Chemikalien nicht an den Konsumenten (also uns) direkt verkauft werden, sondern an andere Industriezweige, die diese dann benut- zen um andere Produkte herzustellen. Wir kaufen dann Klei- dung, Lebensmittel (und deren Verpackung) und vieles mehr und merken gar nichts von der „Chemie“ die dahinter steckt. Sind Säuren und Basen wie Schwefelsäure oder Natronlauge nur was für Chemiker oder können wir „Otto-Normalverbraucher“ damit auch was anfangen? Wenn man von den stärksten Säuren spricht, begeg- net man Namen wie „Scheidewasser“ und „Königs- wasser“ – was steckt dahinter? Was können diese Säuren? Die Luft besteht zu einem Großteil aus Stickstoff (N 2 ). Einfachste Wurzelknöllchenbakterien (z. B. bei Klee) können daraus Ammonium (NH 4 + ) bzw. Ammoniak (NH 3 ) herstellen. Warum können wir Menschen das erst seit gerade mal hundert Jahren und warum gab es dafür auch mehrere Nobelpreise? Was ist Batteriesäure, wie wird sie hergestellt und in welchen Batterien ist sie enthalten? F1 F2 F3 F4 Abb. 8.1: Chemische Industrie – Was wird hier für uns hergestellt? Zu den wichtigsten technisch hergestellten Chemikalien gehören viele Säuren und Basen. In der folgenden Tabelle sehen wir eine Zusammenstellung dieser wichtigen Grund- chemikalien. Tab. 8.1: Die wichtigsten technisch hergestellten Chemikalien Weltjahresproduktion In Österreich z. B. bei Salpetersäure (HNO 3 ) 60Mio. t Borealis, Agrolinz, Melamine GmbH Ammoniak (NH 3 ) 140 Mio. t Schwefelsäure (H 2 SO 4 ) 200 Mio. t DonauChemie (Pischelsdorf) Phosphorsäure (H 3 PO 4 ) 48 Mio. t – Natronlauge (NaOH) 66 Mio. t DonauChemie (Brückl) 8.1.1 Ammoniak – NH 3 H 221, 280, 314, 331, 400 –– Schmelzpunkt: –77 °C, Siedepunkt: –33 °C –– basisch: pK S = 9,2 –– farblos, stechender Geruch –– wasserlöslich –– ätzend, reizt die Atemwege Die Herstellung von Ammoniak erfolgt aus den Elementen Stickstoff (N 2 ) und Wasserstoff (H 2 ) . Nur zu Prüfzwecken – Eige tum des Verlags öbv