Periodensystem 
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| Eigenschaften:
Stickstoff ist bei Zimmertemperatur ein farb- und geruchloses Gas, welches eine geringfügig kleinere Dichte als Luft besitzt. Es bildet zweiatomige Moleküle (N2). Diese Fähigkeit zur Molekülbildung kommt bei allen Elementen der V. Hauptgruppe vor. Bei Abkühlung auf -195,82°C kondensiert das Gas zu einer farblosen Flüssigkeit. In Wasser ist Stickstoff weniger löslich als Sauerstoff. Ein Liter Wasser löst bei 0°C 23,2ml Stickstoff. Dagegen werden 49,1ml Sauerstoff gelöst.     Werden Stoffe oder Gegenstände in flüssigen Stickstoff gehalten, ändern sie durch die Abkühlung ihre Eigenschaften. Eine gefrorene Rose lässt sich zerschlagen, ein Vollgummiball verliert seine Elastizität. Gießt man flüssigen Stickstoff in eine breite, mit heißem Wasser gefüllte Schale (aus Metall), bildet sich eine Dampfschicht, auf der der Stickstoff getragen wird und die sich über den ganzen Tisch ausbreitet. Dieses Phänomen, das man auch beim Gießen von Wasser auf eine heiße Herdplatte beobachten kann, wird nach dem deutschen Arzt Johann Gottlieb Leidenfrost (1715-1794) als "Leidenfrostsches Phänomen" bezeichnet.       Stickstoff unterhält wie Kohlenstoffdioxid die Verbrennung nicht. Aufgrund seiner Reaktionsträgheit bildet er nur mit Mühe chemische Verbindungen. Bei Raumtemperatur reagiert Stickstoff nur mit wenigen Stoffen, z.B. mit Lithium zu Lithiumnitrid: 6 Li + N2 -----> 2 Li3N DHR = -395 kJ/mol Bei höheren Temperaturen oder unter Druck und besonders in Anwesenheit von Katalysatoren lassen sich zahlreiche Stickstoffverbindungen herstellen. Mit Wasserstoff erhält man beim Haber-Bosch-Verfahren Ammoniak: 2 NH3 
N2 + 3 H2 DHR
= +92 kJ/mol
Mit Sauerstoff reagiert Stickstoff bei sehr hohen Temperaturen zu Stickstoffmonoxid: N2 + O2 -----> 2 NO DHR = -180 kJ/mol Stickstoffmonoxid wird im Ostwaldverfahren auch aus Ammoniak und Sauerstoff hergestellt und dient dort zur Gewinnung von Salpetersäure. Stickstoff bildet zahlreiche, weitere Stickoxide, z.B. Distickstoffoxid (N2O, Lachgas), Distickstofftrioxid (N2O3), Stickstoffdioxid (NO2), Distickstofftetroxid (N2O4) oder Distickstoffpentoxid (N2O5). Weitere bedeutende Stickstoffverbindungen sind z.B. die Nitrite und Nitrate, Ammoniumverbindungen wie Ammoniumnitrat, die Cyanide als Salze der Blausäure wie Kaliumcyanid, Aminosäure und Proteine wie Glycin oder die Nitroverbindungen, die in zahlreichen Sprengstoffen vorkommen. |
| Vorkommen:
In der die Erde schützenden Lufthülle sind die Stickstoffatome von allen Atomsorten am häufigsten vertreten (78 Volumenprozent), in der Erdhülle stehen sie mit einem Anteil von 0,03% an 16. Stelle. Die chemischen Verbindungen des Stickstoffs (Eiweiße, Nucleinsäuren) spielen bei den Lebewesen eine bedeutende Rolle. Pflanzen stellen sie aus Ammonium- oder Nitratsalzen her. Bei der Verwesung von toten Lebewesen werden die organischen Stickstoffverbindungen wieder zu Ammoniak oder zu Ammoniumsalzen umgebaut. In einem weiteren Prozess oxidieren Bodenbakterien diese Salze zu Nitraten, so dass sich der Stickstoffkreislauf wieder schließt. Alle stickstoffhaltigen Salze eignen sich zur Herstellung von Düngemitteln. Mineralische Nitratvorkommen finden sich vor allem in Chile (Chilesalpeter = Natriumnitrat).  |
| Geschichtliches:
Noch bis ins 17. Jahrhundert hielt man Luft für einen einheitlichen Stoff. Erst der französische Chemiker Antoine Lavoisier und der Schwede Carl W. Scheele vermuteten in der Luft einen Stoff, der die Verbrennung nicht unterhält. Der Engländer Henry Cavendish (1731-1810) benannte 1771 den Stoff "mephistische Luft". Der Schotte Daniel Rutherford (1749-1819) war der erste, der den Unterschied zwischen dem Kohlenstoffdioxid ("fixe Luft") und dem Stickstoff ("mephistische Luft") erkannte. Ihm wird die Entdeckung des Elements zugeschrieben. Der Name Nitrogenium wurde aus dem griechischen Wort nitros ("Salpeter") und gennáo ("bilden") zusammengesetzt und bedeutet "Salpeterbildner". Der deutsche Name "Stickstoff" bezieht sich auf die erstickende Wirkung des Gases.   |
| Herstellung:
In der Technik erfolgt die Gewinnung durch Verflüssigung von Luft (Komprimieren und Abkühlen auf weniger als -200°C) und einer anschließenden fraktionierten Destillation: Bei -196°C verdampft der Stickstoffanteil der Luft, bei -183°C der Sauerstoffanteil. Im Labor kann Stickstoff durch die thermische Zersetzung von Natriumazid hergestellt werden: 2 NaN3 -----> 2 Na + 3 N2  |
| Verwendung:
Stickstoff ist neben Wasserstoff ein wichtiger Ausgangstoff zur Synthese von Ammoniak nach dem Haber-Bosch-Verfahren und wird zur Herstellung zahlreicher Stickstoffverbindungen benötigt (z.B. Düngemittel oder Salpetersäure, Amine, Nitride, u.a.). Mit Hilfe der Salpetersäure lassen sich viele Sprengstoffe herstellen (Kaliumnitrat im Schwarzpulver, Hexogen, u.a.). Das Gas ist im Handel in grünen, grauen oder schwarzen Stahlflaschen mit schwarzer Schulter erhältlich.  Es wird aufgrund seiner Reaktionsträgheit als Schutzgas beim Schweißen oder für Füllungen in Glühlampen verwendet. Flüssiger Stickstoff dient als Kältemittel für Lebensmittel oder in der Medizin zum Schockgefrieren von Embryonen, Gewebeteilen (bei Operationen), Blut, Antibiotika, Bakterienkulturen oder Impfstoffen.  |
| Copyright: Thomas Seilnacht |
