Elemente und Moleküle, Maturatraining

69 Aufgabe 40 Von den Salpetersiedern zur Haber-Bosch-Synthese Fragestellung: Stickstoffverbindungen sind unentbehrlich für die Düngemittel- und Sprengstoffherstellung. Die Struktur, die Benennung, die Eigenschaften und die Herstellung der Stickstoffverbindungen Salpetersäure, Ammoniak und der entsprechenden Salze soll beschrieben werden. Für die Beantwortung der Frage soll der Text A, die Grafik im Teil B sowie die Fragen und Aufgaben aus Teil C herangezogen werden. Eine eigenständige Entscheidung wird zum Aufbau der Präsentation benötigt. Text (A): Salpetersieder (aus: Wikipedia) Salpetersieder ist die (historische) Bezeichnung eines Beru- fes, welcher mit der Einführung des Schwarzpulvers große militärische Bedeutung erlangte, weil sie den zur Herstellung des Pulvers notwendigen Salpeter sammelten und beschaff- ten. Der Mauersalpeter oder Kalksalpeter wurde von den Mauern von Ställen und Wohnhäusern gewonnen, weil er sich dort aus dem im Boden vorhandenen Kalk und den nitrathaltigen Exkrementen und Urin der Tiere und Menschen bildete. Es gab sogar technische Vorrichtungen: In Hamburger Gast- stätten wurde Urin aus einer im Obergeschoss befindlichen Toilette per Gefälle zu einer im Hinterhof stehenden Lehm- wand laufen gelassen. Diese nahm den Urin auf, wobei die Feuchtigkeit verdunstete und Salpeter auskristallisierte. Der Salpeter wurde von den Lehmwänden geschabt und konnte an Munitions- oder Düngemittelfabriken verkauft werden. Auf Grund seines hohen Wasseranziehungsvermögens ist Mauersalpeter nicht direkt verwendbar, sondern muss zu Kaliumnitrat konvertiert werden. T ext Grafik (B): Löslichkeitskurven einiger Salze Fragen und Aufgaben (C): 1. Nenne die Formeln und die systematischen Namen der im Text angesprochenen „Salpeter“: Kalksalpeter, Kalisal- peter und Natronsalpeter. 2. Pottasche – für die Formel verwende die Hinweise im Text – wird verwendet um aus Kalksalpeter Kalisalpeter zu produzieren. Gib die entsprechende Reaktionsgleichung für diesen Vorgang an. 3. Diskutiere das im Text angesprochene Löslichkeitsverhalten an Hand der Abbildung in Teil B. 4. Erstelle und diskutiere die Strukturformel der Salpetersäure. 5. Warum sind Stickstoffverbindungen für die Düngung und die Sprengstoffherstellung so wichtig? 6. Anfang des 20. Jhs. hatte Deutschland ein Problem mit dem Nachschub von Chilesalpeter, wie der Natronsalpeter auch genannt wird. Fritz Haber und Carl Bosch entwickelten ein Verfahren zur Verwertung des Luftstickstoffs. Gib die Reaktionsgleichung für diesen Prozess an. 7. Wie kann aus Ammoniak Salpetersäure hergestellt werden? Wie können die entsprechenden Salze gebildet wer- den? REP PRO TRA REF PRO REP TRA 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Temperatur in °C Löslichkeit [ g Salz in 100 g Wasser] Ca(NO 3 ) 2 KNO 3 Alaun KCl NaCl NaNO 3 K 2 CO 3 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv