1. – 13. Schuljahr

von Markus Herrmann und Jan Hinrichs

Freisetzung, Nachweis und Reduktion von Stickoxiden (Teil1)

Versuch Sek. II Lehrer/Schüler, Zeit 30 min

Relevanz des Themas
Stickstoffoxide (NOX) in Form von Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid werden in umwelt- und gesundheitsrelevanten Mengen v.a. bei Verbrennungsprozessen gebildet. Eine Aufnahme von NO2 mit der Atemluft kann u.a. Husten, Atemnot, Bronchitis oder Lungenödeme verursachen [1]. Die bedeutendste NOX-Quelle in Ballungsgebieten stellen der Straßenverkehr bzw. die Abgase von Automotoren dar [2].
Sachinformation
Die gezielte Freisetzung von NOX lässt sich durch vorsichtiges Versetzen einer Natriumnitrit-Lösung mit verdünnter Schwefelsäure im Abzug realisieren (Abb.1) . Dabei wird in einer Disproportionierungsreaktion zunächst farbloses NO gebildet, das in Gegenwart von Luftsauerstoff sehr schnell zu rotbraun dampfendem NO2 oxidiert [3].
Die nitrosen Gase NO und NO2 lassen sich in wässriger Lösung unter Bildung von Salpetriger Säure in einer Synproportionierung absorbieren (Abb.2) [5].
Bereits kleinste Mengen der so entstehenden HNO2 können durch Reaktion mit SALTZMANs Reagenz nachgewiesen werden (Abb.3). Dabei reagiert HNO2 in einer phosphorsauren Lösung mit Sulfanilamid1 und N-(1-Naphthyl)-ethylendiamin2 zu einem intensiv rotgefärbten Azofarbstoff3 [4].
Parallel zum Nachweis wird ein Teil des NOX-Gasstroms mittels Gaswaschflasche in eine Ammoniak-Lösung eingeleitet (vgl. „Rauchgasentstickung) [6]. Dabei wird in der wässrigen Lösung wiederum HNO2 gebildet. Diese bildet in Gegenwart von NH3 instabiles Ammoniumnitrit, welches in einer Synproportionierung schnell zu Stickstoff und Wasser zerfällt (Abb.4) [7].
Die Abwesenheit von NOX im austretenden Gasstrom nach der Entstickung wird durch das Ausbleiben der Farbstoffbildung mit SALTZMANs Reagenz in einem zweiten Reagenzglas bestätigt.
Literatur
[1]Umweltbundesamt, Stickstoffdioxid-Belastung, unter:
https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/stickstoffdioxid-belastung (abgerufen am 13.08.2019)
[2]Umweltbundesamt, Stickstoffoxide, unter: https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/luftschadstoffe/stickstoffoxide (abgerufen am 13.08.2019)
[3]Strähle, J.; Schweda, E.: Jander · Blasius Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie, 16. Aufl., S. Hirzel: Stuttgart 2006, S.182
[4]Saltzman, B.E.: Analytische Chemie 26(1954), S.1949 – 1955
[5]Wiberg, N.: Holleman·Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Aufl., Walter de Gruyter: Berlin 2007, S.709, 713
[6]Umweltbundesamt, Was heißt „DeNOx? Wie werden Abgase „entstickt?, unter: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/was-heisst-denox-wie-werden-abgase-entstickt (abgerufen am 13.08.2019)
[7]Seneque, M.; Can, F.; Duprez, D.; Courtois, X.: ACS Catal. 6(2016), S.4064 – 4067

Weiterlesen im Heft

Vorteile im Abo

Exklusiver Online-Zugriff auf die digitalen Ausgaben der abonnierten Zeitschrift
Print-Ausgabe der abonnierten Zeitschrift bequem nach Hause
Zusatzvorteile für Abonnenten im Online-Shop genießen