Skript zur Vorlesung

7.3 Chemisches Verhalten von Stickstoff
7.3 Chemisches Verhalten von Stickstoff
N2 ist isoelektronisch zu CN − , CO und zu NO + , bildet aber wesentlich
schwächere N2−Komplexe, wie z.B. [Ru(N2)(NH3)5]Cl2.
Die Umsetzung von molekularem Stickstoff zu Verbindungen ist wegen der
hohen Bindungsenergie 10 in N2 schwierig; diese sogenannte Stickstoffixierung
kann auf verschiedene Arten erfolgen:
• Bildung von Metallnitriden, wie etwa
bzw.
3Mg + N2 −→ Mg3N2
3Li + 1/2N2 −→ Li3N.
Solche ionischen Nitride hydrolysieren unter Bildung von NH3
Mg3N2 + 6H2O −→ 3Mg(OH)2 + 2NH3
• Darstellung von Calciumcyanamid (Kalkstickstoff)
CaC2 + N2 −→ CaCN2 + C ∆H ◦ = −301kJmol −1
Auch hier liefert die Hydrolyse Ammoniak
CaCN2 + 3H2O −→ CaCO3 + 2NH3
• Nach dem Haber-Bosch–Verfahren werden heute etwa 10 8 Jahrestonnen
NH3, vor allem für Düngezwecke, hergestellt:
3/2H2 + 1/2N2 −→ NH3
∆H ◦ = −46kJmol −1
Die Aktivierungsenergie von ca. 400kJmol −1 wird durch α−Eisen als
Katalysator auf ca. 100kJmol −1 erniedrigt.
Arbeitsbedingungen : 200bar, 400 ◦ C .
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