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Als nächstes Verfahren stellen wir Ihnen das Ostwaldverfahren vor, welches zur Gewinnung von Salpetersäure aus Ammoniak dient.
Es wurde im Jahr 1902 von dem deutschen Chemiker Wilhelm Ostwald patentiert. Oft wird dieses Verfahren dem Haber-Bosch-Verfahren nachgeschaltet, wenn es schon anfangs um die Gewinnung von Salpetersäure geht.
Merke
Versuchsvideo: katalytische Oxidation von Ammoniak - Ostwaldverfahren
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In diesem Versuch soll die katalytische Oxidation von Ammoniak wie sie bei der Herstellung von Salpetersäure (Ostwaldverfahren) angewendet wird, gezeigt werden. Durch Erhitzen von 25 %iger Ammoniaklösung verdampft Ammoniak. In den Erlenmeyerkolben hängt ein Platindraht, der als Katalysator wirkt. Kommt der verdampfende Ammoniak zusammen mit Luftsauerstoff in Kontakt mit dem Platindraht, so findet an der Katalysatoroberfläche die exotherme Reaktion von Ammoniak und Sauerstoff statt. Es entsteht so viel Wärme, dass der Draht glüht.
Durch eine katalytische Oxidation von Ammoniak
Verfahrensschritt 1:
Zu Beginn erzeugt man ein Ammoniak-Luft-Gemisch [
In der nächsten Abbildung sehen Sie die zugehörige Reaktionsgleichung und die Reaktionsenthalpie
Unerwünschte Nebenreaktionen
Bedauerlicherweise treten bereits im Verfahrensschritt 1 unerwünschte Nebenreaktionen auf. Eine dieser Nebenreaktionen ist die Oxidation von Ammoniak zu elementarem Stickstoff
Methode
Eine weitere unerwünschte Nebenreaktion ist die Bildung von Lachgas:
Methode
Verfahrensschritt 2:
Nach Abschluss des ersten Verfahrensschritts wird das Stickstoffmonoxid
Diese Vorgänge als chemische Reaktionsgleichungen inkl. Reaktionsenthalpien sehen Sie nachfolgend:
Methode
Verfahrensschritt 3:
Im letzten Verfahrensschritt werden Stickstoffdioxide mit Wasser in einer Oxidations- und Adsorptionskolonne [= Rieseltürme] zu Salpetersäure umgesetzt.
Nachfolgend sehen Sie die zugehörige Reaktionsgleichung [= Nettogleichung, Zwischenreaktionen nicht berücksichtigt]:
Methode
Zwischenprodukte
Wie es in Kolonnen häufig der Fall ist entstehen auch Zwischenprodukte. Hierzu gehören:
- Stickstoffmonoxid
- Salpetrige Säure
Auch die Zwischenschritte/-reaktionen haben wir Ihnen nachfolgend aufgelistet:
Methode
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