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T+
sehr giftig braunrotes Gas mit eigenartigem Geruch |
RS-Sätze: R 26,
34
S 9, 26, 28, 36/37/39, 45 MAK: 5 ml/m3 MG: 46,006 g/mol Dichte: 1,4494 g/l Schmelztemperatur: -9,3 °C Siedetemperatur: 21,15 °C Wasserlöslichkeit (sauer): Es entsteht Salpetersäure |
| Wirkung auf den menschlichen Körper:
Stickstoffdioxid ist ein hochgiftiges Gas. Nach dem Einatmen treten Reizerscheinungen an den Augen und den Schleimhäuten auf. Schwindel und Kopfschmerzen kommen hinzu. Geringste aufgenommene Mengen können noch nach Tagen zu einem Lungenödem und zum Tode führen. Als Gegenmaßnahme ist absolute Körperruhe, ärztliche Behandlung und Sauerstoffbeatmung notwendig. Eine ärztliche Beobachtung ist mindestens zwei Tage lang erforderlich. Stickstoffdioxid ist im Zigarettenrauch enthalten. Es entsteht bei der Verfeuerung von fossilen Brennstoffen als Abgas und ist für eine ganze Reihe von Umweltproblemen, z.B. für das Waldsterben, verantwortlich. |
| Eigenschaften:
Stickstoffdioxid ist ein braunrotes Gas, das bei 21,2°C zu einer braunen Flüssigkeit kondensiert. Bei weiterem Abkühlen verschwindet die braune Farbe allmählich, bei -11,2°C erstarrt die Flüssigkeit zu farblosen Kristallen. Unterhalb von 0°C wandeln sich alle Stickstoffdioxidmoleküle in Distickstofftetroxidmoleküle um: 2 NO2 
N2O4 DHR
= -57 kJ/mol
Das chemische Gleichgewicht dieser Reaktion ist temperaturabhängig. Bei steigender Temperatur verschiebt sich das Gleichgewicht nach links. Bei +64°C ist es etwa ausgeglichen. Daher kommen bei Zimmertemperatur die beiden Gase immer in einem Gemisch vor. Erst bei 150°C liegt reines Stickstoffdioxid vor. Oberhalb beginnt ein Zerfall in Stickstoffmonooxid und Sauerstoff: 2 NO2
2 NO + O2
DHR
= +114 kJ/mol
Bei 620°C liegt das chemische Gleichgewicht dieser Reaktion ganz auf der rechten Seite, und das Gas ist vollständig zerfallen. Aufgrund der Bereitschaft, Sauerstoffatome abgeben zu können, wirkt Stickstoffdioxid als starkes Oxidationsmittel. Kohle, Phosphor und Schwefel verbrennen, Kohlenstoffmonooxid oxidiert zu Kohlenstoffdioxid, Schwefelwasserstoff zu Schwefel und Wasser. Mit Schwefelwasserstoff und halogenierten Kohlenwasserstoffen entstehen explosionsgefährliche Gemische. Bei der Reaktion mit Wasser bildet sich Salpetersäure. Diese Reaktion dient im Ostwald-Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure: 3 NO2 + H2O -----> 2 HNO3 + NO |
| Herstellung:
Im Labor kann man Stickstoffdioxid durch vorsichtiges Erhitzen von Blei(II)-nitrat erhalten: 2 Pb(NO3)2
2 PbO + 4 NO2 + O2
Das Gas entsteht auch, wenn man Metalle in konzentrierter Salpetersäure auflöst, z.B. bei der Reaktion von Salpetersäure mit Kupfer: 3 Cu + 8 HNO3 -----> 3 Cu(NO3)2 + 4 H2O + 2 NO Das dabei gebildete Gas Stickstoffmonooxid (NO) reagiert sofort mit der Luft weiter zu Stickstoffdioxid.
Die großtechnische Gewinnung durch die Oxidation von Ammoniak wurde von Wilhelm Ostwald entwickelt. Die Produktion des Ammoniaks erfolgt nach dem Haber-Bosch-Verfahren. Das so gewonnene Ammoniak wird mit Luft vermischt und in einem Reaktor bei ca. 800°C und einem Platin-Rhodium-Katalysator zu Stickstoffmonooxid und Wasser oxidiert: 4 NH3 + 5O2 ------> 4 NO + 6 H2O DHR = -908 kJ In einem nachgeschalteten Reaktor reagiert das Stickstoffmonooxid mit Sauerstoff in einer weiteren Oxidation zu Stickstoffdioxid. Diese Reaktion ist erst bei Temperaturen unterhalb 50°C durchführbar: 2 NO + O2 ------> 2 NO2 DHR = -114 kJ/mol |
| Verwendung:
Zur Herstellung von Salpetersäure; als Oxidationsmittel; als Zusatz für Raketentreibstoffe; im Gemisch mit Nitrobenzol als brisanter Sprengstoff (Panclastit). |
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| Hinweis: Schülerversuche, bei denen Stickstoffdioxid entsteht, dürfen nicht durchgeführt werden. Aufgrund der Giftigkeit sollte man auf Experimente mit Stickstoffdioxid an Schulen weitgehend verzichten. Für Experimente mit dem Gas ist ein Abzug notwendig. |
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