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Ammoniak

Ammoniak ist ein farbloses, stechend riechendes Gas, das aus Stickstoff- und Wasserstoffatomen besteht. Aufgrund seiner ätzenden und giftigen Wirkung wird es im Labor als wässrige Lösung eingesetzt. Ammoniak dient als Ausgangsstoff für die Herstellung von Salpetersäure und somit für Düngemittel und Heilmittel. Lerne mehr über seinen Eigenschaften, Herstellung und Nachweis im folgenden Artikel.

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Die Autor*innen
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André Otto
Ammoniak
lernst du in der 9. Klasse - 10. Klasse

Ammoniak Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Ammoniak kannst du es wiederholen und üben.
  • Erläutere die Formel und den Aufbau des Ammoniakmoleküls.

    Tipps

    Erinnere dich, wie eine trigonale Pyramide aussieht. An ihren Spitzen sitzen jeweils die Wasserstoff- bzw. das Stickstoffatom.

    Lösung

    Ammoniak besteht laut Elementaranalyse aus drei Wasserstoffatomen und einem Stickstoffatom. Die Formel lautet $\ce{NH3}$. Im Ammoniak liegt eine Atombindung vor. Die bindenden Elektronenpaare bestehen jeweils aus einem Elektron vom Wasserstoff und einem Elektron vom Stickstoff. Der Stickstoff besitzt darüber hinaus noch ein ungebundenes Elektronenpaar. Infolge dieser Bindungsverhältnisse entsteht ein räumliches Gebilde – ein Tetraedermolekül. Die Bindungswinkel zwischen Wasserstoffatomen betragen jeweils $107{,}3^\circ$ und sind damit etwas kleiner als die Winkel in einem idealen Tetraeder $\left(109{,}5^\circ \right)$. Grund dafür ist der größere Raumbedarf des freien Elektronenpaars.

  • Erkläre die wirtschaftliche Bedeutung von Ammoniak.

    Tipps

    Im Ammoniak ist ein Element, das die Pflanzen zum Wachstum brauchen.

    Welches Atom außer Wasserstoff ist sowohl im Ammoniak als auch in der Salpetersäure enthalten?

    Ammoniak kommt auch in Haushaltsreinigern vor.

    Lösung

    Ammoniak ist eine wichtige Handelsware. Ammoniak findet Verwendung in der Industrie und im Labor. Aus Ammoniak wird in der Industrie Salpetersäure gewonnen, die unter anderem auch zur Düngemittelherstellung dient.So werden Stickstoffdüngemittel hergestellt. Er ist auch ein Grundstoff für die Herstellung von Sprengstoffen. Ammoniak findet als wässrige Lösung auch Verwendung in Laboren, in denen analytische Untersuchungen durchgeführt werden. Wegen der fettlösenden Eigenschaft finden ammoniakalische Lösungen auch häufig Verwendung in Reinigern, wie zum Beispiel in Glasreiniger.

  • Beschreibe die technische Herstellung von Ammoniak.

    Tipps

    Welche wichtigen natürlichen Grundstoffe werden in der Industrie verwertet? Sie sind vor Millionen Jahren entstanden und lagern tief in der Erde.

    Wovon werden chemische Reaktion neben Temperatur und Druck noch beeinflusst? Dieser Zusatz ist auch in jedem Auto, um die Schadstoffe am Auspuff zu reduzieren.

    Wer waren die Erfinder des Verfahrens?

    Lösung

    Ammoniak ist eine Industriechemikalie, die mit Hilfe des Haber-Bosch-Verfahrens hergestellt wird. Dabei wird aus einem Synthesegas aus Wasserstoff und Stickstoff mit Hilfe von Temperatur, Druck und einem Katalysator Ammoniak gewonnen. Der Wasserstoff wird aus Erdöl oder Erdgas gewonnen und der Stickstoff aus der Luft.

  • Bestimme Nachweismöglichkeiten von Ammoniak.

    Tipps

    Mit welchem Sinnesorgan kann man Ammoniak erkennen?

    Wie können Basen nachgewiesen werden?

    Lösung

    Im Labor kann Ammoniak durch eine einfache Reaktion zwischen trockenem Ammoniumchlorid und Natriumhydroxid hergestellt werden. Da Natriumhydroxid eine starke Base ist, reagiert es mit dem Ammoniumchlorid zu Ammoniumhydroxid und Natriumchlorid, das auch als Kochsalz bekannt ist. Das gebildete basische Ammoniumhydroxid ist eine instabile Verbindung, die sofort in Ammoniak und Wasser zerfällt.

    $\ce{NaOH + NH4Cl -> NaCl + NH3 + H2O}$

    Den freiwerdenden Ammoniak kann man als stechend riechendes Gas, das ätzend, aber nicht entflammbar ist, wahrnehmen oder durch das Prüfen mit einem Indikator nachweisen. Vorsicht beim Riechen!!

  • Nenne die Eigenschaften von Ammoniak.

    Tipps

    Ist Ammoniak in Wasser gelöst, färbt sich ein Universalindikator blau.

    Ammoniak erkennt man am Geruch.

    Ammoniak kann man nicht sehen.

    Lösung

    Ammoniak ist ein farbloses, stechend riechendes Gas, das gut in Wasser löslich ist. Ammoniakgas reizt die Nasen- und Augenschleimhäute und hat eine ätzende Wirkung. Auch wässrige Ammonikalösungen können in bestimmten Konzentrationen ätzend wirken. Ammoniak ist als Gift eingestuft. Aufgrund seiner basischen Eigenschaft wird es auch in Reinigungsmitteln im Haushalt verwendet. Ammoniakalische Lösungen reagieren basisch, was du daran erkennst, dass sich die Lösung mit Universalindikator blau färbt.

  • Ergänze die Reaktionsprodukte zu folgenden Reaktionen mit Ammoniak.

    Tipps

    Wenn du Formeln zu einer Gleichung verbinden willst, dann beachte die Anzahl und Art der Atome auf Edukt- und auf Produktseite.

    Lösung

    Ammoniak reagiert mit Wasser zu Ammoniumhydroxid $\left( \ce{NH4OH} \right)$, das als Ammonium-Ionen $\left( \ce{NH4^+} \right)$ und Hydroxid-Ionen $\left( \ce{OH^-} \right)$ im Wasser vorliegt. Die Hydroxid-Ionen sind für das basische Verhalten der Lösung verantwortlich. Die ablaufende Reaktion ist also eine Reaktion mit Protonenübergang. Ammoniak ist als Base der Protonenakzeptor und nimmt das Proton des Wassers auf. $\ce{NH3}$ reagiert auch mit Säuren. Die Säuren geben ihre Protonen an das Ammoniakmolekül ab. Es entsteht das positiv geladene Ammonium-Ion und das Säurerest-Ion. Zusammen bilden sie ein Salz.

    • Ammoniak und Salpetersäure bilden Ammoniumnitrat $\ce{NH4NO3}$.
    • Ammoniak und Salzsäure bilden Ammoniumchlorid $\ce{NH4Cl}$.
    • Ammoniak und Schwefelsäure bilden Ammoniumsulfat $\ce{(NH4)2SO4}$.