Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 103 Anorganische Stoffe in Alltag und Technik 8 Stickstoffmonoxid durch den immer noch vorhandenen Sauerstoff weiter zu Stickstoffdioxid oxidiert. Diese Oxida- tion ist nur schwach exotherm und hat eine sehr niedrige Aktivierungsenergie, läuft also auch bei tieferer Temperatur ohne Katalysator ab. Man erhält ein Gemisch aus NO 2 und Luft (Rest aus dem Überschuss zu Beginn). Dieses reagiert im Absorptionsturm mit Wasser weiter zu Salpetersäure. Der Sauerstoff ist notwendig um bei der Reaktion gebilde- tes NO wieder zu NO 2 zu oxidieren. Diese Reaktion wird günstig durch hohen Druck begünstigt. 1. Ammoniakverbrennung: 4 NH 3 + 5 O 2 ® 4NO + 6H 2 O 2. Oxidation: 2 NO + O 2 ® 2NO 2 3. Absorption/Oxidation: 4 NO 2 + O 2 + 2H 2 O ® 4HNO 3 Verwendung Mehr als 85% der herge- stellten Salpetersäure wird zu Ammoniumnitrat weiter- verarbeitet. Dieses Salz wird vor allem als Düngemittel eingesetzt, dient aber auch der Herstellung von Sprengstoffen . Salpetersäure ist außerdem ein wichtiger Rohstoff in der Kunststoffherstellung. Vor allem Polyamide (z. B. Nylon oder Perlon) und Polyurethane (z. B. für Schaumstoffe, Lacke und Kleber) werden mit ihrer Hilfe gewonnen. Das Salz Silber- nitrat ist lichtempfindlich und wurde bzw. wird deshalb in der Fotografie eingesetzt. Da Salpetersäure die meisten Metalle angreift, wird sie zum Ätzen von Metallen in der Galvanotechnik verwendet. Außerdem kann sie benutzt werden, um Gold von Silber zu trennen, da sie in der Lage ist Silber zu lösen, Gold jedoch nicht. Aus diesem Grund wird die Salpetersäure auch als Scheidewasser bezeichnet. Um Gold oder Platin aufzulösen benötigt man ein Gemisch aus Salpetersäure und Salzsäure (3:1), dieses wird Königswasser genannt. ( F2) Abb. 8.6: Salpetersäureherstellung 8.1.3 Schwefelsäure H 2 SO 4 H 290, 314 –– Schmelzpunkt: 3 °C, Siedepunkt: 338 °C –– sauer, pK S (H 2 SO 4 ) = –3, pK S (HSO 4 – ) = 1,92 –– ätzend, verkohlend –– farblos (oft bräunlich durch verkohlte organische Ver- bindungen) –– viskos –– Dichte ρ = 1,85g/cm 3 –– hygroskopisch (= wasseranziehend), erwärmt sich beim Mischen mit Wasser stark, deshalb immer Wasser vor- legen und Säure dazu leeren . „Zuerst das Wasser dann die Säure, sonst geschieht das Ungeheure!“ –– Oxidationsmittel Die Herstellung der Schwefelsäure erfolgt im sogenannten Kontaktverfahren aus elementarem Schwefel (S 8 ) . Der Schwefel kommt in der Natur in Lagerstätten vor, stammt aber heute zum überwiegenden Teil aus der Ent- schwefelung von Erdgas und Erdölprodukten (siehe Kap. 12). V 8.1 L Verkohlung von Traubenzucker Geräte und Chemikalien: Abzug! Becherglas 100ml, Staubzucker (Saccharose, C 12 H 22 O 11 ), Schwefelsäure (H 2 SO 4 , konz. , ) Durchführung: In einem 100ml Becherglas werden ca. 20g Staubzucker mit 20ml konzentrierter Schwefelsäure mit einem Glasstab gut vermischt. Glasstab dann entfernen und kurz warten. Nach Abschluss der Reaktion kann ein Teil des gebildeten Kohlen- stoffschwamms sehr gut abgewaschen und – auf ein Uhr- glas gelegt – den Schülern zur Ansicht gegeben werden. Im Anschluss kann der Schwamm über den Restmüll entsorgt werden. Aufgaben: –– Beobachte die Veränderungen im Becherglas. Etwas Geduld, am Anfang scheint sich kaum was zu tun! –– Kannst du aus der Formel für Zucker und deinen Beobach- tungen auf die Endstoffe der Reaktion rückschließen? –– Versuche mit Unterstützung deiner Lehrer/-in die Reak- tionsgleichungen aufzustellen! –– Erkläre mit Hilfe der allgemeinen Summenformel C x (H 2 O) y den Namen „Kohlenhydrate“ für Zucker und ähnliche Verbindungen. Bestimme x und y für den ver- wendeten Staubzucker (= fein gemahlener Haushalts- zucker = Saccharose)! e Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv