Skript zur Vorlesung

7.3 Chemisches Verhalten von Stickstoff
In der ursprünglichen Haberschen Versuchsanlage (1908) wurde Osmium als Katalysator
verwendet, das aber bereits 1910 durch einen von A. Mittasch entwickelten
billigeren “promotierten” Eisenkatalysator ersetzt wurde, der bis heute in unveränderter
Form in Gebrauch ist. Er wird durch Zusammenschmelzen von Fe3O4
oder Fe2O3 mit geringen Mengen Al2O3, K2O und CaO (= “Promotoren” von
promovere (lat.) = befördern) hergestellt und nach dem Erstarren auf geeignete
Körnung gebrochen. Der eigentliche Katalysator, das α-Eisen, wird hieraus durch
Reduktion mit Wasserstoff bei 370-420 ◦ C gewonnen. Al2O3 verhindert hierbei als
“struktureller” Promotor das Zusammensintern der kleinen Eisenpartikel. K2O,
das etwa 20 - 50% der gebildeten Fe-Oberfläche bedeckt, wirkt demgegenüber als
“elektronischer” Promotor (Erhöhung der spezifischen α-Fe-Aktivität auf rund das
Doppelte). Die Rolle des CaO-Zusatzes besteht wohl in der Stabilisierung der Makrostruktur
des Katalysators.
• Knöllchenbakterien, die sogenannten Leguminosen, können bei Raumtemperatur
N2 in Aminosäuren überführen.
Im ersten Schritt erfolgt wahrscheinlich eine Bindung an Fe oder Mo
im Enzym Nitrogenase.
7.3.1 N-H–Verbindungen
Ammoniak (Azan), NH3, riecht stechend, schmilzt bei -78 ◦ C , siedet bei
-33 ◦ C und reagiert mit H2O zur Base NH4OH (pKB=4.75).
Das Molekül hat eine pyramidale Struktur (α = 107 ◦ C ).
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