Salpetersäure: Eigenschaften, Verwendung und Herstellung

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Rini Knitter

15.12.2020

Chemie

Salpetersäure

Fächer

Chemie

Quantitative aspekte chemischer reaktionen

Größe

Atommasse und atomare masseneinheit

Salpetersäure: Eigenschaften, Verwendung und Herstellung

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

Salpetersäure (HNO₃) gehört zu den wichtigsten und bekanntesten Säuren in der Chemie und spielt eine zentrale Rolle in industriellen Prozessen. Sie ist die stabilste Sauerstoffsäure des Stickstoffs und wird seit 1908 hauptsächlich durch das Ostwald-Verfahren hergestellt. Diese farblose Flüssigkeit ist für ihre stark oxidierenden Eigenschaften bekannt und löst die meisten Metalle auf, wobei sich häufig braune Stickstoffdioxid-Dämpfe bilden. Salpetersäure findet vielfältige Anwendungen - von der Düngemittelproduktion bis zur Metallverarbeitung und ist ein faszinierendes Beispiel für die praktische Anwendung chemischer Reaktionen.

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15.12.2020

1174

Salpetersäure ist die bekannteste und stabilste Sauerstoffsäure des Stickstoffs.
Name: von Chilesalpeter (NaNO3), aus dem sie bis zum 1. Wel

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Salpetersäure und das Ostwald-Verfahren

Salpetersäure $HNO₃$ ist die bekannteste und stabilste Sauerstoffsäure des Stickstoffs. Ihr Name leitet sich vom Chilesalpeter $NaNO₃$ ab, aus dem sie bis zum 1. Weltkrieg mit konzentrierter Schwefelsäure hergestellt wurde.

Seit 1908 wird Salpetersäure industriell nach dem Ostwald-Verfahren hergestellt, das aus drei wichtigen Schritten besteht:

Erster Schritt: Ammoniak $NH₃$ reagiert mit Sauerstoff $O₂$ bei 600-700°C an einem Platin-Rhodium-Katalysator zu Wasser und Stickstoffmonoxid. Reaktionsgleichung: 4 NH₃ + 5 O₂ → 4 NO + 6 H₂O Das Gasgemisch darf den Katalysator nur kurz berühren, sonst zerfällt das NO wieder
Zweiter Schritt: Bei unter 50°C oxidiert das Stickstoffmonoxid weiter zu Stickstoffdioxid. Reaktionsgleichung: 2 NO + O₂ → 2 NO₂
Dritter Schritt: In Rieseltürmen reagiert NO₂ mit Wasser zu Salpetersäure. Reaktionsgleichung: 4 NO₂ + 2 H₂O + O₂ → 4 HNO₃ Als Zwischenprodukt entsteht dabei auch Salpetrige Säure $HNO₂$

Wichtige Reaktion: Bei der Herstellung von Salpetersäure nach dem Ostwald-Verfahren ist eine unerwünschte Nebenreaktion die Oxidation von Ammoniak zu elementarem Stickstoff: 4 NH₃ + 3 O₂ → 2 N₂ + 6 H₂O. Diese läuft auch ohne Katalysator ab und verringert die Ausbeute.

Eigenschaften der Salpetersäure:

In reinem Zustand ist sie farblos
Löst die meisten Metalle auf
Bei Lichteinfall zersetzt sie sich unter Bildung von braunem Stickstoffdioxid, was zu gelber bis roter Färbung führt

Merke: Die Salpetersäure-Herstellung im Labor kann über verschiedene Methoden erfolgen, jedoch ist das Ostwald-Verfahren mit seinem Platin-Katalysator die wichtigste industrielle Methode.

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Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Philipp, iOS User

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Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

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15. Dez. 2020

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Salpetersäure: Eigenschaften, Verwendung und Herstellung

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Salpetersäure und das Ostwald-Verfahren

Seit 1908 wird Salpetersäure industriell nach dem Ostwald-Verfahren hergestellt, das aus drei wichtigen Schritten besteht:

Erster Schritt: Ammoniak $NH₃$ reagiert mit Sauerstoff $O₂$ bei 600-700°C an einem Platin-Rhodium-Katalysator zu Wasser und Stickstoffmonoxid. Reaktionsgleichung: 4 NH₃ + 5 O₂ → 4 NO + 6 H₂O Das Gasgemisch darf den Katalysator nur kurz berühren, sonst zerfällt das NO wieder
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Dritter Schritt: In Rieseltürmen reagiert NO₂ mit Wasser zu Salpetersäure. Reaktionsgleichung: 4 NO₂ + 2 H₂O + O₂ → 4 HNO₃ Als Zwischenprodukt entsteht dabei auch Salpetrige Säure $HNO₂$

Wichtige Reaktion: Bei der Herstellung von Salpetersäure nach dem Ostwald-Verfahren ist eine unerwünschte Nebenreaktion die Oxidation von Ammoniak zu elementarem Stickstoff: 4 NH₃ + 3 O₂ → 2 N₂ + 6 H₂O. Diese läuft auch ohne Katalysator ab und verringert die Ausbeute.

Eigenschaften der Salpetersäure:

In reinem Zustand ist sie farblos
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Eigenschaften und Verwendung von Salpetersäure

Besondere Eigenschaften bei Metallreaktionen:

Manche Metalle widerstehen der Salpetersäure durch Passivierung
Zu diesen gehören: Gold, Platin, Iridium, Aluminium, Titan, Zirconium, Hafnium, Niob, Tantal und Wolfram
Bei der Passivierung bildet sich eine fest haftende, undurchlässige Oxidschicht auf dem Metall

Salpetersäure wurde früher "Scheidewasser" genannt, weil sie Gold und Silber trennen konnte $Silber wird aufgelöst, Gold nicht$ . Gemischt mit Salzsäure entsteht "Königswasser", das auch Gold auflösen kann.

Wichtiger Fachbegriff: Salpetrige Säure $HNO₂$ entsteht als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Salpetersäure und ist weniger stabil als Salpetersäure selbst.

Verwendung von Salpetersäure:

Als Nitrate $Salze der Salpetersäure$ für Düngemittel und Explosivstoffe
Silbernitrat für die Photoindustrie
Zur Trennung von Gold und Silber $Quartation$
In Königswasser zum Auflösen von Gold
Zum Beizen und Brennen von Metallen
Bei der Herstellung von Farbstoffen, Heilmitteln und Desinfektionsmitteln
Zum Polieren von Metallen
Neuerdings zur Erzeugung von DNA-Mutationen $Achtung: krebserregend!$

Chemischer Nachweis: Salpetersäure kann durch die Ringprobe nachgewiesen werden. Dabei wird die Probe mit Eisen $II$ -sulfat-Lösung versetzt und mit konzentrierter Schwefelsäure unterschichtet, wodurch eine ringförmige Braunfärbung entsteht.

Reaktion mit Kupfer - Versuchsbeobachtung:

Es entstehen braune Dämpfe $NO₂$
Kupfer löst sich auf, die Flüssigkeit färbt sich blau $Cu²⁺-Ionen$
Reaktionsgleichung: M + HNO₃ → 3MNO₃ + NO + 4H₂O $M = Münze/Kupfer$
Anschließend: 2NO + O₂ → 2NO₂

Hinweis zur Sicherheit: Salpetersäure ist im Haushalt nur selten zu finden und sollte wegen ihrer ätzenden und oxidierenden Wirkung mit großer Vorsicht behandelt werden. Sie hat einen stechenden Geruch und darf niemals ohne Schutzausrüstung verwendet werden.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Stefan S

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Samantha Klich

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Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

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Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

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