Ostwaldverfahren- Herstellung/Gewinnung von Salpetersäure nach dem Ostwald Verfahren

Großtechnische Verfahren:
Ostwald Verfahren
zur Herstellung von Salpetersäure

Kohl Unterrichts-materialien

Salpetersäure und seine Herstellung

Eigenschaften:

- bildet Nebel an der Luft
- zerstört sehr schnell Haut und Gummi
- reagiert mit Wasser stark sauer
- ätzend

Verwendung:

Herstellung von Stickstoffdüngern, Sprengstoffen, Farbstoffen und Kunststoffen

Strukturformel.

Stickstoff steht in der 5. Hauptgruppe und hat somit 5 Außenelektronen (Valenzelektronen). Gemäß der Lewis Schreibweise verfügt es über ein Elektronenpaar sowie über 3 einzelne Valenzelektronen. Somit kann sich Stickstoff mit 3 Wasserstoffatomen verknüpfen.
Ammoniak - Lewis Schreibweise

Strukturformeln wichtiger Stickstoff-Sauerstoffverbindungen:

Nitration	Stickstoffdioxid	Stickstoffmonoxid

2

Ostwald-Verfahren:

- Temperatur über 800°C
- Katalysator ist ein feinmaschiges Netz aus Platin und Rhodium-Legierungen

N₂+ 3 H₂ 2 NH₃

3-stufige Synthese von Salpetersäure nach dem Ostwald-Verfahren

1. Schritt: Darstellung von Stickstoffmonoxid (NO)
Ammoniak	+ Sauerstoff	Stickstoffmonoxid	+ Wasser
4 NH₃(g)	+ 5 O₂ (g)	4 NO (farblos)	+ 6H₂O (exotherm)

2. Schritt: Darstellung von Stickstoffdioxid (NO₂)
Stickstoffmonoxid	+ Sauerstoff	Stickstoffdioxid
2 NO (g)	+ O₂ (g)	2 NO₂ (braun)	(exotherm)

3. Schritt: Darstellung von Salptersäure
Stickstoffdioxid	+ Wasser	+ Sauerstoff	Stickstoffdioxid
4 NO₂(g)	+ 2 H₂O (g)	+ O₂ (g)	4 HNO₃(aq)	(exotherm)

Verfahrensskizze:

Herstellung von Salpetersäure nach dem Ostwald Verfahren

OSTWALD VERFAHREN

zur Herstellung von Salpetersäure (HNO₃)

- Temperatur über 800°C

Katalysator:

feinmaschiges Netz
aus Platin und Rhodium-Legierungen

Merke:
Konzentriete Salpetersäure reagiert mit nahezu allen Metallen.
Dabei entstehen Nitrate, Stickstoffdioxid und Wasser in einer exothermen Reaktion.

Bsp.:

Typische Labor-Reaktionen von konzentrierter Salpetersäure:
Kupfer	+ Salpetersäure	Stickstoffdioxid	+ Kupfernitrat	+ Wasser
Cu (s)	+ HNO₃(konz.)	2 NO₂(g)	+ Cu(NO₃)₂(aq)	+ H₂O (g)

Gold lässt sich mit einer Mischung aus 3 Anteilen konzentrierter Salszäure und 1 Anteil konzentrierter Salpetersäure auflösen.

Typische Labor-Reaktionen von verdünnter Salpetersäure:
Kupfer	+ Salpetersäure	Kupfernitrat	+ Wasserstoff
Zn (s)	+ 2 HNO₃(verd.)	Zn(NO₃)₂(aq)	+ H₂ (g)

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