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  Ammoniak   NH3 
 
 
 
 
 
Farbloses, stechend  
riechendes Gas  
   
Vorkommen  
im Harn als Abbauprodukt des Stoffwechsels
Molmasse  17,031 g/mol
AGW  20 ml/m3 A (TRGS 900) *)  
Dichte  0,7714 g/l (Gas, 0 °C, 1013 hPa) 
(NH3 : Luft = 0,6)  
Schmelzpunkt  -77,73 °C   
Siedepunkt  -33,33 °C   
Wasserlöslichkeit 
Konz. bei 20°C 541 g/l  
Explosionsgrenzen   
15,4 - 33,6 Vol.-% (Luft) 
Zündpunkt  +630 °C
Piktogramme 
GHS 04 
GHS 05 
GHS 06 
GHS 09 
Gefahr
Gefahrenklassen + Kategorie 
Entzündbare Gase 2 
Gase unter Druck, verdicht. Gas 
Akute Toxizität inhalativ 3 
Ätz/Reizwirkung auf die Haut 1B 
Gewässergefährdend akut 1
HP-Sätze (siehe Hinweis) 
221, 280, 314, 331, 400 
210, 260, 273, 280.1-3+7, 
305+351+338 
 
Entsorgung  besondere Hinweise 
  Deutscher Name Englischer Name
CAS  7664-41-7 Ammoniak Ammonia
    
Bemerkung für Schulen: Gasflaschen mit Ammoniak dürfen an Schulen nicht aufbewahrt werden. Zur Demonstration der Eigenschaften kann man das Gas durch Erhitzen aus konzentrierter Ammoniaklösung austreiben. Dabei muss im Abzug gearbeitet werden. Schutzbrille und Schutzhandschuhe müssen angezogen werden. Der Springbrunnenversuch selbst ist im Fachraum bei guter Lüftung möglich, da mit einer geschlossenen Apparatur gearbeitet wird. Da ein kurzzeitiges Vakuum auftritt, müssen auch die Zuschauer Schutzbrillen tragen, oder es wird eine Schutzscheibe eingesetzt. Der Versuch ist für Schüler nicht geeignet.


Wirkung von Ammoniak auf den menschlichen Körper   
  
Die Angaben in der Literatur zur Geruchsschwelle bis zur tödlichen Dosis variieren stark. Dies hängt wohl auch damit zusammen, dass die Wirkung von Ammoniak je nach Person unterschiedlich ausfällt. Aufgrund der vorliegenden Literatur und eigener Experimente dürfte die Geruchsschwelle zwischen 0,1ppm und 3ppm liegen. Ab etwa 100ppm bis 200ppm können Reizungen der Schleimhäute und der Augen auftreten. Am Anfang wird die gesamte aufgenommene Menge Ammoniak von der Flüssigkeit in der Nasen- und Mundschleimhaut resorbiert. Die Nase fühlt sich trocken an, Schleimhäute und Augen werden gereizt. Noch höhere Konzentrationen greifen die oberen Atemwege an und lösen Husten, Atembeschwerden oder Brechreiz aus. Bei Allergikern und Asthmatikern tritt diese Wirkung schon bei geringeren Konzentrationen auf. Ab 1700 ppm besteht Lebensgefahr [Lit. Gestis, 2013], eine tödliche Wirkung tritt bei 2000ppm [Lit. Daunderer 1987] bis 5000ppm [LCLo-Wert, Lit. ChemIdPlus, 2013] auf. Durch das kurzzeitige Eintamen hoher Konzentrationen kann es zu Entzündungen in den Atemwegen oder zu einem Lungenödem kommen. Dann besteht akute Lebensgefahr. Die Aufnahme von Ammoniaklösung in den Magen verursacht Magenblutungen und Kreislaufkollaps.
    
  
Eigenschaften   
  
Ammoniak ist ein farbloses, stechend riechendes Gas. Es ist in Wasser außerordentlich gut löslich, bei 20° Celsius lösen sich 520 Liter Gas in einem Liter Wasser. Die Lösung des Gases in Wasser nennt man Ammoniaklösung oder Salmiakgeist.   
   

Neutralisationsreaktion: Gießt man Ammoniaklösung und Salzsäure nebeneinander
in eine Schale, bildet sich ein weißer Rauch.

Springbrunnenversuch: Das Ammoniak im Rundkolben löst sich begierig in Wasser,
dabei färbt sich der beigefügte Universalindikator blau.

Filme erhältlich auf >DVD    
 

Mit Säuren verbindet sich Ammoniak zu Ammoniumsalzen, beim Zusammentreffen mit Chlorwasserstoff bildet sich in einer Neutralisation ein weißer Ammoniumchlorid-Rauch.   
   
NH3  +  HCl reagiert zu  NH4Cl   

Bei Zimmertemperatur ist das Gas relativ beständig. Bei höheren Temperaturen unter dem Einfluss von Katalysatoren oder bei der Einwirkung von UV-Licht oder einer elektrischen Funkenentladung zerfällt Ammoniak in Stickstoff und Wasserstoff  
  
2 NH3 im Gleichgewicht zu  N2  +  3 H2   ΔHR = +92 kJ/mol  
   
Ammoniak-Luftgemische sind innerhalb der Explosionsgrenzen explosiv. Bei höheren Temperaturen lässt sich Ammoniak verbrennen:   
   
4 NH3  +  3 O2 reagiert zu  2 N2  +  6 H2O   ΔHR = -1532 kJ/mol  
    
Mit Salpetersäure ensteht Ammoniumnitrat  
   
HNO3  +  NH3 reagiert zu  NH4NO3 
   
 
Herstellung   
 
Schon die alten Agypter erzeugten Salmiak durch Fäulnisprozesse von stickstoffhaltigen, organischen Abfällen wie Urin oder Tiermist. 1727 erhielt Stephen Hales (1677-1771) das gasförmige Ammoniak durch Erhitzen eines Gemisches aus Kalk und Salmiak. Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) und Humphry Davy (1778-1829)  waren an der Ermittlung der chemischen Zusammensetzung beteiligt. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts fiel Ammoniak in der Industrie als Nebenprodukt im Waschwasser bei der Kohlevergasung an. 1898 entdeckte F. Rothe das Herstellungsverfahren nach dem Kalkstickstoff-Prozess. Aus Calciumcarbid und Stickstoff bildete sich zunächst Kalkstickstoff (Calciumcyanamid, CaCN2), der sich beim Erhitzen mit Wasserdampf zu Calciumcarbonat und Ammoniak und zersetzte.  
   
CaC2  +  N2 reagiert zu  CaCN2  +  C   
CaCN2  +  3 H2reagiert zu  CaCO3  +  2 NH3  
    
Das sogenannte Rothe-Frank-Caro-Verfahren ermöglichte erstmals die großtechnische Erzeugung von Ammoniak. 1900 meldete Wilhelm Ostwald (1853-1932) ein Patent zur "Herstellung von Ammoniak und Ammoniakverbindungen aus freiem Stickstoff und Wasserstoff" an. Im Labormaßstab gelang es ihm durch "geeignete Kontaktsubstanzen oder Katalysatoren bereits bei geringer Erhitzung auf 250 bis 300°C" Ammoniak herzustellen. In der gleichen Patentschrift empfahl er die Durchführung unter hohem Druck, "da die verhältnismäßige Menge des Ammoniaks im Gasgemisch mit steigendem Druck zunimmt". Ostwald verkaufte das Patent an die BASF. Aus seiner Idee konnten Fritz Haber (1868-1934) und Carl Bosch (1874-1940) in der Folgezeit ein industrielles Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak im großtechnischen Maßstab entwickeln (vgl. > Haber-Bosch-Verfahren). Dieses Verfahren ist heute das bedeutendste.  
   
Im Labor kamm man Ammoniak durch das Erhitzen von mit Calciumchlorid gesättigter Ammoniaklösung herstellen oder durch das Erhitzen eines Gemisches aus Calciumhydroxid und Ammoniumchlorid:   
  
2 NH4Cl  +  Ca(OH)2 reagiert zu  CaCl2  +  2 NH3  +  2H2 
   
 
Verwendung   
 
Ammoniak ist ein bedeutender Grundstoff zur Herstellung anderer chemischer Verbindungen wie Harnstoff, Blausäure, Natriumcarbonat oder Salpetersäure. Es wird auch zur Herstellung von Sprengstoffen, Chemiefasern oder Kunstharzen benötigt. Zur Herstellung von Düngemitteln stellt das Gas ein wichtigstes Zwischenprodukt dar. In Rauchgasentschwefelungsanlagen wandelt Ammoniak das Schwefeldioxid zu Ammoniumsulfat um, das ebenfalls als Düngemittel verwendet werden kann. Rettungssanitäter benutzen ein Riechstäbchen, das eine verdünnte Ammoniaklösung enthält und halten dies kurz an die Nase einer ohnmächtigen Person. Von dem Ammoniakgeruch wacht die Person auf. Mit Wasser erhält man Ammoniaklösung (weitere Anwendungen siehe dort). 
   
 Rettungssanitäter halten ein solches Stäbchen ganz kurz an die Nase eines Ohnmächtigen.
 
   
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