Chemie: Ostwald-Verfahren (Herstellung von Salpetersäure), Formeln?
Hallo
Ich muss nächste Woche eine GFS zum Thema "Salpetersäure" halten. Bei der Herstellung habe ich mich dazu entschieden, dass ich das Ostwald-Verfahren erläutere. Doch ich habe ein kleines Problem damit: Ich verstehe es nicht ganz. So sieht es aus:
Schritt 1
4 NH3 + 5 O2 ----> 4 NO + 6 H2O
Schritt 2
2 NO + O2 ----> 2 NO2
Schritt 3
3 NO2 + H2O ----> 2 HNO3 + NO
Hier nochmal die Seite: http://www.seilnacht.com/Lexikon/HNO3.htm
Meine Frage ist jetzt: Wie kann ich diese Formeln am besten erklären warum sie gerade so sind?
Wie kommt man auf die Zahlen z.B. bei Schritt 1 ist es 4 NH3, warum nicht z.B. 6 NH3?
Ich muss diese 3 Formeln irgendwie mit eigenen Worten erklären können und wieso welche Zahl so und so viel ist.
Wäre echt dankbar wenn ihr mir so schnell wie möglich helft und bitte keine Wikipedia-Seiten oder Sonstiges, da habe ich auch schon überall gesucht und vorallem ist es auf den meisten Seiten zu kompliziert oder nicht gut genug erklärt.
3 Antworten
Stöchiometrie erst einmal beiseite (wurde ja schon bei der anderen Antwort erwähnt), aber die Gleichungen in Worte fassen: Die erste Gleichung zeigt eine Oxidation von Ammoniak mit Sauerstoff zu Stickstoffmonoxid und Wasser mit Hilfe eines Katalysators (Platin/Rhodium), im zweiten Schritt wird Stickstoffmonoxid mit Sauerstoff weiter zu Stickstoffdioxid und im dritten Schritt das Stickstoffdioxid mit Wasser zu Salpetersäure und wiederum teilweise zu Stickstoffmonoxid umgewandelt. Wäre einfach, ist aber nicht so! Schau Dir bitte bei Google (Wikipedia) "Ostwaldverfahren" an. Dort ist der Prozess relativ einfach dargestellt und in einfache, verständliche Worte gefasst. Alles Gute zur GFS!
Die Gleichung 1 ist stöchiometrisch schon richtig. Vielleicht noch die Hintergrundinformation: wenn bei der katalytischen Oxidation von Ammoniak nicht ein genaues stöchiometrisches Verhältnis eingehalten wird, dann passieren folgende Reaktionen, da als intermediäres Zwischenprodukt das Nitrosyl, HNO, entsteht.
Dieses HNO reagiert bei einem Sauerstoffüberschuß:
2 HNO + O2 ==> H20 + N2O3
bei einem NH3-Überschuß:
HNO + NH3 ==> N2 + H2 + H2O
Diese erste Stufe ist ziemlich schwierig in der Reaktionsführung. Wichtige Parameter sind einmal das genaue Verhältnis der Edukte und die Gasberührungszeit am Katalysator, wenn hier nicht weniger als 10 Millisekunden eingehalten werden können, dann darf die Temperatur des Platinnetz nicht über 650°C steigen
Schließlich willst Du bei der Reaktionsgleichung links und rechts halt gleich viele Atome haben (von der Massenerhaltung hast Du doch schon mal gehört?!?) und da man nicht mit Bruchteilen von Atomen und Molekülen rechnet, sind das die ersten ganzzahligen Werte, damit die Rechnung aufgeht...