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Ammoniak

Reaktivität von Ammoniak

Protolyse

In wässriger Lösung wirkt Ammoniak als schwache Base (pKb = 4,75), das Gleichgewicht der Reaktion liegt fast vollständig auf der Seite der Ausgangsstoffe. In einer 0,1 molaren Lösung liegt bei Raumtemperatur weniger als 1 % des Ammoniaks als Ammonium-Ion NH4+ vor.

NH3+ H2O NH4++ OH

Autoprotolyse

Ähnlich wie mit Wasser erfolgt die Protonenübertragung auch in wasserfreiem Ammoniak. Das Gleichgewicht der Autoprotolyse liegt beim Ammoniak noch weiter auf der Seite der Ausgangsstoffe als beim Wasser, (pK(NH3 ) = 33, pK(H2O) = 14).

NH3+ NH3 NH4++ NH2

Basewirkung

Mit Säuren bildet Ammoniak Ammoniumsalze:

NH3+ H+ NH4+

Mit Chlorwasserstoff entsteht Ammoniumchlorid (Salmiak). Mit einer Reihe weiterer Anionen (SO42, NO3, CO32) bildet das Ammoniumkation NH4+-Salze, die alle wichtige Bestandteile von Düngern sind. Ammoniumnitrat, NH4NO3, ist als Dünger besonders wertvoll, weil es den höchsten Stickstoffanteil aller Düngemittel aufweist. Mit Ammoniumnitrat muss unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen umgegangen werden, weil es hochexplosiv ist. Schwere Chemieunfälle mit Ammoniumnitrat ereigneten sich 1921 in Oppau als ein mit NH4NO3 gefülltes Silo explodierte und 80 Jahre Später in Toulouse bei der Explosion von NH4NO3 in einer Deponie für chemische Abfälle. Ammoniumhydrogencarbonat, (NH4)HCO3, wird dagegen im Haushalt als Backpulver verwendet.

Aufgrund seines nichtbindenden Elektronenpaares ist Ammoniak eine Lewis-Base und bildet mit Lewis-Säuren Säure-Base-Addukte wie F3B←NH3. Mit den meisten Metallkationen werden Ammin-Komplexe, [M(NH3)n]x+, gebildet.

Säurewirkung / Oxidationswirkung

Mit sehr starken Basen und unedlen Metallen bildet Ammoniak Amide, MINH2 (MI - einwertiges Metall), Imide, MI2NH, oder Nitride, MI3N, vgl. als Beispiel die Bildung von Natriumamid:

2Na+ 2NH3 2NaNH2+ H2

Reaktionen mit Sauerstoff

Mit Sauerstoff verbrennt Ammoniak zu Stickstoff und Wasser.

4NH3+ 3O2 2N2+ 6H2O

Die katalytische Verbrennung von Ammoniak am Platinkontakt, das Ostwald-Verfahren, führt zu Stickstoffmonoxid, das als Ausgangsstoff zur Herstellung von Salpetersäure dient.

4NH3+ 5O2 Katalysator 4NO+ 6H2O

Harnstoffsynthese

Bei der Umsetzung von Kohlenstoffdioxid mit Ammoniak bildet sich Harnstoff über Ammoniumcarbamat als Zwischenprodukt.

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