Salpetersäure
Salpetersäure ist eine starke anorganische Sauerstoffsäure. Sie wird als gefährlicher Stoff eingestuft und findet Verwendung in der Dünger- und Sprengstoffproduktion sowie in der Herstellung von Heilmitteln und Farbstoffen. Die Salze dieser Säure werden als Nitrate bezeichnet und haben vielfältige Anwendungen. Aber es gibt viel mehr, das du über Nitrate wissen musst - lies weiter!
- Salpetersäure – einfach erklärt
- Salpetersäure – Formel
- Eigenschaften der Salpetersäure – Steckbrief
- Vorkommen von Salpetersäure
- Herstellung von Salpetersäure
- Ostwald-Verfahren
- Herstellung aus Kaliumnitrat und Schwefelsäure
- Herstellung durch Lichtbogenverfahren
- Verwendung der Salpetersäure
- Salpetersäure und Stickstoffdünger
- Salpetersäure und Sprengstoffe
- Salpetersäure und Salzsäure – Königswasser
- Reaktionen der Salpetersäure
- Dissoziation in Wasser
- Neutralisation von Basen
- Oxidation von Metallen
- Rauchende Salpetersäure
- Scheidewasser
- Königswasser
- Nachweis von Salpetersäure
- Nitrate – Salze der Salpetersäure
- Salpetersäure – Gefahren
- Ausblick – das lernst du nach Salpetersäure
- Zusammenfassung der Salpetersäure
- Häufig gestellte Fragen zum Thema Salpetersäure
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Grundlagen zum Thema Salpetersäure
Salpetersäure – einfach erklärt
Salpetersäure $\left( \ce{HNO3} \right)$ ist eine starke, anorganische Sauerstoffsäure des Stickstoffs. Sie ist sehr stabil und kann in Flaschen aufbewahrt werden. Die Konzentrationen $100$, $65$ und $53$ Prozent sind häufig zu finden, aber auch stärker verdünnte Lösungen gibt es zu kaufen. In wässriger Lösung dissoziiert Salpetersäure praktisch vollständig zu Ionen. Die Salze der Salpetersäure werden als Nitrate bezeichnet.
Salpetersäure ist eine starke, anorganische Säure. Sie ist ätzend und brandfördernd. Salpetersäure ist ein wichtiger Grundstoff in der Chemie. Sie wird zur Herstellung vieler wichtiger Chemikalien benötigt, zum Beispiel von Farbstoffen und Düngemitteln.
In der folgenden Abbildung ist die Strukturformel eines Salpetersäuremoleküls dargestellt. Die drei Sauerstoffatome sind direkt an den Stickstoff gebunden. Nur eine der drei Bindungen ist eine Doppelbindung (um die Oktettregel nicht zu verletzen), deshalb erhält eines der Sauerstoffatome eine negative Formalladung und Stickstoff eine positive Formalladung. Wird das gebundene Wasserstoffatom abgegeben, entsteht eine weitere negative Ladung, die nicht mehr ausgeglichen werden kann. So wird aus dem Molekül das Nitrat-Ion $\left( \ce{NO3}^{-} \right)$.
Kennst du das?
Vielleicht hast du schon einmal bemerkt, dass Felder in der Landwirtschaft gedüngt werden, um besonders ertragreich zu sein. Ein wichtiger Bestandteil vieler Düngemittel ist Nitrat, das oft mithilfe von Salpetersäure hergestellt wird. Die Säure hilft also dabei, die nötigen Nährstoffe für die Pflanzen verfügbar zu machen, sodass sie besser wachsen. So zeigt sich die Bedeutung chemischer Prozesse in der Landwirtschaft.
Salpetersäure – Formel
Salpetersäure wird auch Scheidewasser genannt. Formal gesehen ist sie eine Oxosäure, also eine Sauerstoffsäure mit der Säuregruppe –OOH, die über ein zentrales Stickstoffatom verknüpft ist. Das haben wir bereits in der vorangegangenen Abbildung gezeigt. Die Summenformel von Salpetersäure lautet $\ce{HNO3}$.
Eigenschaften der Salpetersäure – Steckbrief
Im folgenden Steckbrief sind die wichtigsten chemischen und physikalischen Eigenschaften der Salpetersäure aufgeführt.
Steckbrief Salpetersäure | |
---|---|
Summenformel der Salpetersäure |
$\ce{HNO3}$ |
Aggregatzustand der Salpetersäure |
flüssig (unter Normalbedingungen) |
Farbe der Salpetersäure |
farblos |
Geruch der Salpetersäure |
unangenehm |
Löslichkeit in Wasser von Salpetersäure |
in jedem Verhältnis mischbar |
Schmelztemperatur der Salpetersäure |
$\pu{- 42 °C}$ |
Siedetemperatur der Salpetersäure |
$\pu{83 °C}$ |
Molare Masse der Salpetersäure |
$63{,}01\,\frac{\text{g}}{\text{mol}}$ |
Dichte $\rho$ der Salpetersäure |
$1{,}5\,\frac{\text{g}}{\text{cm}^3}$ |
Vorkommen von Salpetersäure
In der Natur kommt Salpetersäure in reiner Form nicht vor. Einige Salze der Salpetersäure, verschiedene Nitrate, sind allerdings sehr wohl im Boden zu finden. Darüber hinaus spielt Salpetersäure bei den Folgen der Luftverschmutzung eine Rolle.
Saurer Regen bildet sich durch chemische Reaktionen, bei denen sich Schwefeloxide und Stickoxide mit Wasser aus der Luft verbinden. Dabei entsteht Schwefel- und Salpetersäure.
Herstellung von Salpetersäure
Salpetersäure kann durch verschiedene chemische Verfahren hergestellt werden, von denen wir uns drei genauer ansehen.
Ostwald-Verfahren
In der Industrie wird Salpetersäure nach dem sogenannten Ostwaldverfahren hergestellt. Dabei laufen nacheinander drei Reaktionsschritte ab:
Reaktionsschritte | Chemische Reaktion |
---|---|
1. Oxidation von Ammoniak $\left( \ce{NH3} \right)$ | $\ce{4NH3 + 5O2 \rightarrow 4NO + 6 H2O}$ |
2. Stickstoffmonoxid $\left( \ce{NO} \right)$ reagiert mit Sauerstoff $\left( \ce{O2} \right)$ zu Stickstoffdioxid $\left( \ce{NO2} \right)$ |
$\ce{2NO + O2 \rightarrow 2NO2}$ |
3. Stickstoffdioxid $\left( \ce{NO2} \right)$ reagiert mit Wasser $\left( \ce{H2O} \right)$ und Sauerstoff $\left( \ce{O2} \right)$ zu Salpetersäure $\left( \ce{HNO3} \right)$ |
$\ce{4NO2 + 2 H2O + O2 \rightarrow 4 HNO3}$ |
Im Grunde wird also Salpetersäure aus Ammoniak und Wasser hergestellt, wobei zwei Zwischenschritte über Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid notwendig sind.
Im vollständigen Prozess gibt es noch weitere Teilreaktionen, die wir allerdings zur Vereinfachung weggelassen haben.
Herstellung aus Kaliumnitrat und Schwefelsäure
In kleineren Mengen kann Salpetersäure auch aus der Reaktion des Salzes Kaliumnitrat $\left( \ce{KNO3} \right)$ mit Schwefelsäure $\left( \ce{H2SO4} \right)$ gewonnen werden. Dabei entsteht Kaliumhydrogensulfat $\left( \ce{KHSO4} \right)$ als Nebenprodukt:
$\ce{KNO3 + H2SO4 -> HNO3 + KHSO4}$
Auf diese Weise wurde bereits im $17.$ Jahrhundert von dem berühmten Alchemisten Johann Rudolf Glauber $(1604 - 1670)$ Salpetersäure hergestellt.
Herstellung durch Lichtbogenverfahren
Ein Lichtbogen ist eine starke elektrische Entladung, die über ein Gas, genauer gesagt durch die Bildung einen leitfähigen Plasmas, stattfindet. Dabei wird sehr viel Energie frei. Durch diese Energiezufuhr können Stickstoff und Sauerstoff direkt in der Luft miteinander reagieren. Das dabei entstehende Stickstoffmonoxid reagiert weiter zu Stickstoffdioxid, welches wiederum mit Wasser zu Salpetersäure reagieren kann. Ähnlich wie beim Ostwaldverfahren handelt es sich also wieder um eine Reaktion in drei Schritten:
Reaktionsschritte | Chemische Reaktion |
---|---|
1. Reaktion von Stickstoff $\left( \ce{N2} \right)$ und Sauerstoff $\left( \ce{O2} \right)$ | $\ce{N2 + O2 \rightarrow 2NO}$ |
2. Stickstoffmonoxid $\left( \ce{NO} \right)$ reagiert mit Sauerstoff $\left( \ce{O2} \right)$ zu Stickstoffdioxid $\left( \ce{NO2} \right)$ |
$\ce{2NO + O2 \rightarrow 2NO2}$ |
3. Stickstoffdioxid $\left( \ce{NO2} \right)$ reagiert mit Wasser $\left( \ce{H2O} \right)$ und Sauerstoff $\left( \ce{O2} \right)$ zu Salpetersäure $\left( \ce{HNO3} \right)$ |
$\ce{4NO2 + 2 H2O + O2 \rightarrow 4 HNO3}$ |
Hier wird zwar kein Ammoniak $\left( \ce{NH3} \right)$ benötigt, trotzdem wird aufgrund des hohen Energiebedarfs des Verfahrens heutzutage im industriellen Maßstab das Ostwaldverfahren bevorzugt.
Verwendung der Salpetersäure
Salpetersäure ist ein sehr wichtiger Grundstoff in der chemischen Industrie, der zur Herstellung vieler Stoffe benötigt wird. Das Verfahren der Nitrierung wird bei der Herstellung von Farbstoffen, Heilmitteln und Desinfektionsmitteln eingesetzt. Die Salze der Salpetersäure werden zum Beispiel für Dünger und für die Herstellung von Sprengstoffen genutzt.
Salpetersäure und Stickstoffdünger
Das Element Stickstoff spielt auch in der organischen Chemie eine wichtige Rolle. Es ist beispielsweise ein elementarer Bestandteil von Proteinen. Pflanzen nehmen Stickstoff über Nitratsalze im Boden auf. Diese können auch als Dünger zugeführt werden. Stickstoffdünger enthalten Stickstoff in gebundener Form. Ein typisches Beispiel ist Ammoniumnitrat $\left( \ce{NH4NO3} \right)$, das durch die Reaktion von Salpetersäure mit Ammoniak hergestellt werden kann:
$\ce{NH3 + HNO3 -> NH4NO3}$
Ammoniumnitrat dissoziiert in Wasser zu einem Ammonium-Ion und einem Nitrat-Ion:
$\ce{NH4NO3 \rightleftharpoons NH4^{+} + NO3^{-}}$
Salpetersäure und Sprengstoffe
Zur Herstellung des bekannten Sprengstoffs Nitrogylcerin, auch Glycerinnitrat oder Trisalpetersäureester genannt, wird Glycerin mit Salpetersäure verestert. Die Reaktionsgleichung ist in der folgenden Abbildung mit Strukturformeln dargestellt.
Auch Schwefelsäure $\left( \ce{H2SO4} \right)$ ist an der Reaktion beteiligt und es entsteht Wasser $\left( \ce{H2O} \right)$ als Nebenprodukt.
Salpetersäure und Salzsäure – Königswasser
Salpetersäure ist eine starke Säure und ein starkes Oxidationsmittel. Ein Gemisch aus konzentrierter Salpetersäure und konzentrierter, ebenfalls sehr starker, Salzsäure wird Königswasser genannt. Dieser Name wurde schon im Mittelalter verwendet und beruht auf der Eigenschaft des Königswassers, sogar sehr edle Metalle wie Gold und Platin zersetzen zu können. Gold wird durch Königswasser oxidiert und löst sich in diesem. Für die Alchemisten, die viel mit Gold experimentierten, war dies von ganz besonderer Bedeutung. Aber auch heutzutage wird Königswasser noch von Juwelieren verwendet, um den Goldgehalt von Schmuck zu prüfen.
Königswasser ist die einzige Säure, welche Gold auflösen kann. Sie besteht aus einem Gemisch von konzentrierter Salzsäure und konzentrierter Salpetersäure.
Reaktionen der Salpetersäure
In diesem Abschnitt werden einige der wichtigsten Reaktionen der Salpetersäure beschrieben.
Dissoziation in Wasser
Wie alle Säuren dissoziiert Salpetersäure in wässriger Lösung, d. h. die Säure spaltet sich in ihre ionischen Bestandteile auf. In Wasser dissoziiert Salpetersäure vereinfacht gesehen zu positiv geladenen Wasserstoff-Ionen und negativ geladenen Nitrat-Ionen:
$\ce{HNO3 \rightleftharpoons H^{+} +NO3^{-}}$
Genauer betrachtet findet eine Reaktion mit Wasser statt und es entsteht ein Oxonium-Ion
$\ce{HNO3 + H2O \rightleftharpoons H3O^{+} +NO3^{-}}$
Salpetersäure ist eine starke Säure, es findet also eine vollständige Dissoziation statt. Das heißt, der Schwerpunkt der Gleichgewichtsreaktion der Dissoziation liegt vollständig auf der rechten Seite der Reaktion. Praktisch alle Säuremoleküle dissoziieren und geben Protonen ab bzw. bilden damit Oxonium-Ionen.
Neutralisation von Basen
Bei einer Neutralisationsreaktion von Säuren und Basen entstehen Salze. Bei der Reaktion mit Salpetersäure werden diese Nitrate genannt. Reagiert zum Beispiel Salpetersäure mit Natronlauge $\left( \ce{NaOH} \right)$, bildet sich das Salz Natriumnitrat $\left( \ce{NaNO3} \right)$:
$\ce{NaOH + HNO3 \rightarrow NaNO3 + H2O}$
Oxidation von Metallen
Salpetersäure wirkt oxidierend. Sie kann sogar edle Metalle wie Kupfer oxidieren und reagiert dabei zu Kupfernitrat $\left( \ce{Cu(NO3)2} \right)$. Als Nebenprodukte entstehen Wasser $\left( \ce{H2O} \right)$ und Stickstoffmonoxid $\left( \ce{NO} \right)$.
$\ce{8 HNO3 + 3Cu \rightarrow 3 Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO}$
Auch unedle Metalle wie Eisen können durch verdünnte Salpetersäure oxidiert werden. In diesem Fall entsteht Eisen(II)-nitrat $\left( \ce{Fe(NO3)2} \right)$ und als Nebenprodukt Wasserstoff $\left( \ce{H2} \right)$.
$\ce{Fe + 2HNO3 \rightarrow Fe(NO3)2 + H2}$
Rauchende Salpetersäure
Salpetersäure kann in verschiedenen Konzentrationen mit Wasser vermischt werden. Reine, also $100\,\%$-ige Salpetersäure wird rauchende Salpetersäure genannt, da sie sich an der Luft teilweise zersetzt, wodurch neben Wasser und Sauerstoff auch Stickstoffdioxid $\left( \ce{NO2} \right)$ gebildet wird, das abdampft.
$\ce{4 HNO3 \rightarrow 4 NO2 + 2 H2O + O2}$
Stickstoffdioxid ist zwar kein Rauch im eigentlichen Sinne, aber ein rötlich-braunes, sehr giftiges Gas. Wenn sich ein Teil davon wieder in der Säure löst, bekommt auch diese ein rötlich-braune Färbung.
Scheidewasser
Scheidewasser ist eine andere Bezeichnung für Salpetersäure. Sie kommt daher, dass konzentrierte Salpetersäure das Element Silber löst und daher verwendet werden kann, um Gold und Silber zu scheiden, also voneinander zu trennen.
Königswasser
Wie bereits erwähnt, ist Königswasser eine Mischung aus konzentrierter Salpetersäure und konzentrierter Salzsäure. Als solche kann sie sogar die edelsten Metalle, Gold und Platin, oxidieren. Die Reaktion, bei der elementares Gold $\left( \ce{Au } \right)$ zersetzt wird und die Verbindung Tetrachlorogoldsäure $\left( \ce{HAuCl4} \right)$ entsteht, läuft in zwei Schritten ab.
Zuerst reagieren Salpetersäure und Salzsäure und bilden Nitrosylchlorid $\left( \ce{NOCl} \right)$ und sogenanntes naszierendes Chlor $\left( \ce{Cl} \right)$:
$\ce{HNO3 + 3 HCl \rightarrow NOCl + 2 Cl_\text{nasc.} + 2 H2O}$
Beide Stoffe sind sehr reaktiv und reagieren weiter mit Gold und Salpetersäure zu Tetrachlorogoldsäure und Stickstoffdioxid $\left( \ce{NO2} \right)$:
$\ce{2 Au + 2 NOCl + 6 Cl_\text{nasc.} + 2 HNO3 \rightarrow 2 HAuCl4 + 4 NO2}$
Nachweis von Salpetersäure
Mithilfe der Ringprobe und Lunges Reagenz können Nitrat-Ionen und somit Salpetersäure im Labor nachgewiesen werden.
Nitrate – Salze der Salpetersäure
Wenn Salpetersäure mit einer Lauge bzw. Base reagiert, wie bei der Neutralisation gezeigt, entstehen spezielle Salze – sogenannte Nitrate. Auch bei Reaktionen mit Metallen, wie bei der Oxidation von Metallen gezeigt, entstehen solche Nitrate. Nitrate sind Ionenverbindungen in denen das einfach negativ geladene Nitrat-Ion $\left( \ce{NO3}^{-} \right)$ an ein Metall-Kation gebunden ist. Je nach Ladung des Metall-Ions können auch mehrere Nitrat-Ionen gebunden sein, wie das beispielsweise bei Kupfernitrat $\left( \ce{Cu(NO3)2} \right)$ der Fall ist. Eine Besonderheit stellt Ammoniumnitrat $\left( \ce{NH4NO3} \right)$ dar: Auch diese Verbindung ist ein Salz, obwohl das
Wusstest du schon?
Die Salze der Salpetersäure werden auch in Feuerwerkskörpern verwendet. Das bunte Leuchten, das du an Silvester oder bei Festen am Himmel siehst, entsteht durch chemische Reaktionen, bei denen oft Nitratsalze eine Rolle spielen. Diese Chemikalien helfen dabei, die Energie freizusetzen, die für die farbenfrohen Explosionen nötig ist. Also, das nächste Feuerwerk verdankst du auch ein bisschen der Chemie!
Salpetersäure – Gefahren
Salpetersäure wird als gefährlicher Stoff eingestuft. Bei Kontakt kann Salpetersäure schwere Verätzungen der Haut sowie schwere Augenschäden verursachen. Beim Einatmen der Stickoxid-Dämpfe wirkt sie giftig und gegenüber Metallen kann die Salpetersäure korrosiv bzw. korrodierend sein. Beim Arbeiten mit Salpetersäure ist deshalb wichtig, dass gewisse Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.
Signalwort: Gefahr
Diese Gefahrstoffhinweise treffen umso mehr zu, je höher die Konzentration einer wässrigen Salpetersäurelösung ist. Konzentrierte Salpetersäure ist um ein Vielfaches gefährlicher als stark verdünnte Salpetersäure.
Ausblick – das lernst du nach Salpetersäure
Erkunde die beeindruckende Welt der Säuren und Basen! Das Verständnis der Dissoziation von Säuren und der Bildung von Salzen führen dich tiefer in die Chemie ein. Freue dich auf spannende Experimente und überraschende Einblicke in die faszinierende Welt der Moleküle und Reaktionen!
Zusammenfassung der Salpetersäure
- Salpetersäure hat die chemische Summenformel $\ce{HNO3}$. Sie ist eine Sauerstoffsäure des Stickstoffs und wird auch Scheidewasser genannt.
- Salpetersäure ist eine starke Säure und ein starkes Oxidationsmittel. Sie zählt zu den wichtigsten anorganischen Säuren.
- Salpetersäure ist ein wichtiger Grundstoff in der chemischen Industrie. Sie wird zur Herstellung unzähliger Chemikalien verwendet. Vor allem die Salze der Salpetersäure, die Nitrate, spielen eine sehr große Rolle, insbesondere in Düngemitteln.
- Industriell hergestellt wird Salpetersäure mithilfe des Ostwaldverfahrens aus Ammoniak und Wasser.
Häufig gestellte Fragen zum Thema Salpetersäure
Transkript Salpetersäure
Guten Tag und herzlich willkommen. Wir befassen uns wieder mit der Stickstoffgruppe, der 5. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente. Heute geht es im 6. Teil um Salpetersäure. Allgemeines: Salpetersäure ist eine starke anorganische Säure. Sie ist eine wichtige Grundchemikalie. Der industrielle Herstellungsprozess der Salpetersäure ist recht kompliziert. Mithilfe der Salpetersäure erhält man wichtige Folgeprodukte. Salpetersäure ist wirtschaftlich unentbehrlich. Salpetersäure kann man in Flaschen aufbewahren. Ihre chemische Formel ist HNO3. Es ist möglich reine 100%ige Salpetersäure herzustellen. Salpetersäure ist stark ätzend und giftig. Im Handel wird weiter 65%ige, 53%ige und auch noch verdünntere Salpetersäure angeboten. Physikalische Eigenschaften: Salpetersäure ist eine farblose Flüssigkeit. Salpetersäure hat einen unangenehmen Geruch. Diese Gase sind giftig. Es handelt sich dabei um sogenannte nitrose Gase. Salpetersäure ist relativ niedrig siedend. Die Siedetemperatur beträgt 83°C. Salpetersäure ist schwerer als Wasser. Die Dichte beträgt 1,5g/cm3. Dissoziation: Salpetersäure dissoziiert in wässriger Lösung. Ein Molekül Salpetersäure dissoziiert in ein positiv geladenes Wasserstoffion und in ein negativ geladenes Nitration. HNO3 H+ + NO3-. Die genauere Darstellung der Dissoziation ist nur für Schülerinnen und Schüler der höheren Klassen geeignet. HNO3 + H2O H3O+ + NO3-. 1 Molekül Salpetersäure reagiert mit einem Molekül Wasser unter Bildung eines Hydroniumions H3O+ und eines Nitrations NO3-. Salze: Wenn Natriumhydroxid mit Salpetersäure reagiert, so bildet sich ein Salz. Es entsteht Natriumnitrat NaNO3 und Wasser. Diese Reaktion bezeichnet man als Neutralisation. NaNO3 ist Natriumnitrat. Die Salze der Salpetersäure heißen Nitrate. Der nächste Abschnitt ist wieder nur für die höheren Klassenstufen geeignet. Reaktion mit Kupfer: HNO3 Salpetersäure und Kupfer 3CU--> Salzkupfernitrat 3CU(NO3)2 + 4H2O Wasser + 2NO Stickstoffmonoxid. Das besondere an dieser Reaktion ist, dass es sich um eine Oxidation handelt. Kupfer ist relativ edel. Eine analoge Reaktion mit Salzsäure funktioniert nicht. Reaktion mit Eisen: Eisen Fe reagiert mit verdünnter Salpetersäure HNO3 zu Eisen-2-Nitrat Fe(NO3)2 und Wasserstoff H2 wird frei. Stickstoffdünger: Stickstoffdünger enthalten das chemische Element Stickstoff in gebundener Form. Ein besonders interessanter Vertreter ist Ammoniumnitrat NH4NO3. In wässriger Lösung dissoziiert Ammoniumnitrat in ein Ammoniumion NH4+ und in ein Nitration NO3-. Die Wirkung der beiden Ionen ist unterschiedlich. Nitrat ist zu Beginn sehr aktiv, dann nimmt die Aktivität ab. Das Ammoniumion wirkt langsamer, dafür nachhaltiger. Sprengstoffe: Nehmen wir zum Beispiel die chemische Verbindung Glycerin. Bei der Reaktion mit Salpetersäure HNO3 bildet sich eine neue chemische Verbindung. Die funktionellen Gruppen dieser Verbindung habe ich rot gekennzeichnet, es handelt sich dabei um Glycerinnitrat. Umgangssprachlich auch als Nitroglyzerin bezeichnet. 3 Moleküle Wasser werden frei. Zum Schluss einiger Worte über die Herstellung von Salpetersäure. Auch dieser Abschnitt ist mit erhöhtem Schwierigkeitsgrad. Zur Herstellung von Salpetersäure benötigt man 1. Ammoniak, welches oxidiert wird. Bei dieser Oxidation entsteht Stickstoffmonoxid und Wasser wird frei. 4NH3 + 5O2 --> 4NO + 6H2O. Diese Reaktion benötigt einen Katalysator und läuft bei hohen Temperaturen ab. 2. Stickstoffmonoxid reagiert mit Sauerstoff zu Stickstoffdioxid. 2NO + O2 --> 2NO2. 3. Stickstoffdioxid reagiert mit Wasser zu Salpetersäure und Stickstoffmonoxid wird frei. 3NO2 + H2O --> 2HNO3 + NO. Salpetersäure HNO3 konnte hergestellt werden. Ich bedanke mich für Eure Aufmerksamkeit. Alles Gute und auf Wiedersehen.
Salpetersäure Übung
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Beschreibe die Salptersäure.
TippsSalpetersäure bildet sich aus Oxiden des Stickstoffs, Sauerstoff und Wasser.
Salpetersäure zerstört lebendes Gewebe und greift Oberflächen an.
LösungSalpetersäure gehört zu den anorganischen Säuren, da sie keinen Kohlenstoff enthält.
Der stechende Geruch entsteht durch die nitrosen Gase, welche aus Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid bestehen. Man sollte daher auf das Einatmen der Gase verzichten, da sonst bleibende Lungenschädigungen entstehen können.
Salpetersäure wird mithilfe des Ostwald-Verfahrens hergestellt, welches sehr kompliziert und aufwendig ist.
Salpetersäure bildet sich aus Oxiden des Stickstoffs, Sauerstoff und Wasser.
Sie wirkt ätzend auf unserer Haut und für lebendes Gewebe, daher ist im Chemieunterricht vorsichtig mit ihr umzugehen.
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Vervollständige die Reaktionsgleichungen der Salpetersäure.
TippsDissoziiert Salpetersäure in Wasser, dann ist die Lösung sauer.
Salpetersäure reagiert mit einer Lauge zu seinem Salz.
Überlege, welches giftige Gas bei der Reaktion von Salpetersäure mit Kupfer entsteht.
LösungSalpetersäure dissoziiert in Wasser immer zu Hydronium-Ionen (auch: Oxonium-Ion) und Nitrat-Ionen. Nitrate können zum Beispiel mithilfe der Ringprobe nachgewiesen werden.
Reagieren Natronlauge mit Salpetersäure, so bilden das $Na^+$-Ion und das ${NO_3}^-$-Ion das Salz Natriumnitrat.
Reagiert Salpetersäure mit Kupfer, so entstehen Kupfernitrat, Wasser und Stickstoffmonoxid, welches toxisch und brandfördernd ist.
Bei der Reaktion mit Eisen entsteht neben dem Eisen-(II)-Nitrat noch aufsteigender Wasserstoff.
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Bestimme die Reihenfolge beim Nachweis von Säuren mit Universalindikator.
TippsWasser ist neutral.
Oxonium-Ionen erzeugen eine saure Umgebung.
LösungWasser ist eine neutrale Flüssigkeit. Gibt man zum Wasser den Universalindikator hinzu, so färbt sich die Lösung grün. Versetzt man die grüne Flüssigkeit dann mit einigen Tropfen der Salpetersäure, dann färbt sich die Lösung rot, denn bei der Dissoziation mit Wasser entstehen Oxonium-Ionen (Hydronium-Ionen), die eine saure Umgebung erzeugen.
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Unterscheide zwischen starken und schwachen Säuren.
TippsEssigsäure dissoziiert nicht vollständig in Wasser.
Salpetersäure und Salzsäure dissoziieren vollständig in Wasser.
$HCN$ dissoziiert nicht vollständig in Wasser.
LösungSalzsäure und Salpetersäure sind sehr starke Säuren, da ihr $pK_S$-Wert kleiner als 0 ist.
Essigsäure, Wasser und Cyanwasserstoff sind schwache Säuren, da ihr $pK_S$-Wert größer als 0 ist und sie nicht vollständig in Wasser dissoziieren. Je weiter also das Gleichgewicht auf Seiten der undissoziierten Säure verschoben ist, desto schwächer ist die Säure, da weniger Hydronium-Ionen (Oxonium-Ionen) in Lösung vorliegen.
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Beschreibe die Wirkung von Stickstoffdünger.
TippsBeachte: ${NH}_4{NO}_3$ und $ NH_4NO_2$
LösungWie der Name schon verrät, enthalten Stickstoffdünger das Element Stickstoff. Es kommt gebunden vor, d.h. es kommt in einer Verbindung vor. Hier ist es das Ammoniumnitrat $NH_4NO_3$, welches nicht zu verwechseln ist mit dem Ammoniumnitrit $NH_4NO_2$. Weitere Stickstoffdünger sind zum Beispiel Ammoniumsulfat oder auch Ammoniumsulfatsalpeter.
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Erkläre das Ostwald-Verfahren.
TippsBei der ersten Teilreaktion entsteht $NO$.
Bei der zweiten Teilgleichung entsteht $NO_2$.
LösungDas Verfahren hat seinen Namen dem deutschen Chemiker Wilhelm Friedrich Ostwald zu verdanken. Die Reaktionen sind alle exotherm, da Energie frei wird. Das Restgas bei der Herstellung enthält schädliches Stickstoffmonoxid und muss deshalb gründlich gereingt werden.
Säuren und Basen nach Arrhenius
Die wichtigsten anorganischen Säuren
Säuren und Basen nach Brönsted
Säure-Base-Definitionen
Salpetersäure
Lewis – Säuren und Basen
Salzsäure
Schwefelsäure
Saurer Regen
Gibt es Kohlensäure wirklich?
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Ammoniak
Ammoniaksynthese
8.906
sofaheld-Level
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