Big Bang HTL 2, Schulbuch

102 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) Verwendung von Ammoniak Ammoniak ist ein wichtiger Aus- gangsstoff für die chemische Industrie, die daraus eine Vielzahl von Produkten herstellt. Dabei stellen die Düngemittel die größ- te Gruppe dar. Es werden vor allem Ammoniumsalze und Harnstoff (kann aus Ammoniak Fritz Haber – eine kontroverse Person Fritz Haber wird 1868 als Sohn eines jüdischen Chemikalien- händlers in Breslau geboren. Die heute in Polen liegende Stadt ist damals Teil des Deutschen Kaiserreichs. Gegen den Willen des Vaters studiert er Chemie. Besonders begeistert ist er von der neuen Fachrichtung Thermodynamik , mit der erstmals die Ausbeute chemischer Gleichgewichte abhängig von Druck und Temperatur berechnet werden kann. Nitrate sind zu dieser Zeit ein begehrter Rohstoff für Kunst- dünger und Sprengstoff. Die Reserven dieses Rohstoffs, der in großen Mengen nur in der Atacama-Wüste in Chile gefun- den wurde, sind zu Beginn des 20. Jahrhunderts allerdings knapp und sollten schon 1930 zu Ende gehen. Deshalb war das Interesse groß, eine Alternative zu finden. Bereits im Jahr 1907 gelingt es Haber, Ammoniak aus den Elementen herzustellen. Aber erst in Zusammenarbeit mit BASF schafft es Carl Bosch, das Verfahren für den groß- industriellen Einsatz zu optimieren. Haber beginnt in der Zwischenzeit, Chlorgaswaffen zu entwickeln. 1915 überwacht er den ersten deutschen Gift- gasangriff. Seine Frau, die promovierte Chemikerin Clara Immerwahr, erschießt sich daraufhin mit seiner Dienst- waffe, höchstwahrscheinlich aus Protest gegen diese „Perversion der Wissenschaft“, wie sie es nennt. Haber forscht weiter im Bereich der Chlorchemie und leistet wichtige Vorarbeiten bei der Entwicklung des Schädlings- bekämpfungsgases Zyklon B. Er kann nicht ahnen, welche Rolle dieses wenig später bei der Tötung unzähliger Juden in den Gaskammern spielen würde. 1933 wird er denunziert und muss Deutschland verlassen. Er stirbt 1934 in Bern auf dem Weg nach Israel. i Abb. 8.4: Fritz Haber (2 v. li.) in Ypres (Frankreich), vor ihm Flaschen mit Giftgas und Kohlendioxid hergestellt werden) gebraucht. Außerdem kann durch das Ostwaldverfahren Salpetersäure gewonnen werden. Mit Hilfe von Ammoniak können Grundbausteine für Kunst- stoffe (z. B. Nylon) produziert werden. Da Ammoniak als Base gut mit Säuren reagiert, wird er in der Abgasreinigung zur Entfernung von Stickoxiden benutzt. Durch seine sehr große Verdampfungsenthalpie und die Möglichkeit, ihn durch Druck zu verflüssigen, kann er gut als Kühlmittel eingesetzt werden. Die Verdampfungsenthalpie ist jene Energie, die benötigt wird, um einen Stoff vom flüssigen in den gasförmigen Zustand zu überführen. Diesen Effekt der Verdunstungswärme (da aber von Wasser) nutzen wir auch aus, wenn wir schwitzen und dadurch gekühlt werden. Ammoniak direkt begegnen wir als Konsumenten auf Grund seiner Giftigkeit eher selten, sehr verdünnt aber z. B. in Reinigungsmitteln oder Haarfärbeprodukten ( F1 ). 8.1.2 Salpetersäure HNO 3 H 272, 314, 318, 290 –– Schmelzpunkt: –42 °C, Siedepunkt: 86 °C –– sauer, pK S = –1,32 –– ätzend (für Haut, Schleimhäute und Atemwege) –– mit Eiweißen (auch in der Haut) kommt es zur Gelb- färbung durch die sogenannte Xanthoproteinreaktion –– farblos –– zerfällt mit Licht zu Stickstoffdioxid ® Gelb- bis Rot- färbung, Lagerung in gefärbten Flaschen –– Oxidationsmittel (brandfördernd ab 70%) –– zersetzt Metalle (bis E 0 = 0,85 V, also nur Edelmetalle wie Gold und Platin reagieren nicht) Die Herstellung von Salpetersäure erfolgt aus Ammoniak im sogenannten Ostwaldverfahren . Zuerst wird der Ammoniak unter Luftüberschuss zu Stick- stoffmonoxid verbrannt. Diese Verbrennung würde eigent- lich zur Bildung von elementarem Stickstoff führen. Durch den Einsatz von Katalysatoren (Edelmetalllegierungen wie Pt/Rd) und einer sehr kurzen Reaktionszeit von etwa einer Millisekunde (1ms) entsteht aber Stickstoffmonoxid. Die Reaktion ist stark exotherm. Nach Kühlung wird Abb. 8.5: Daumen mit Xanthoproteinreaktion Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv