Stickstoff -Hauptbestandteil der Luft

Stickstoff hatte schon viele Namen wie zum Beispiel „schlechte Luft“. Es hieß früher auch „Azot“, „Azotum“, „Stickgas“ oder „Zoogenium“. Das Symbol „N“ bezieht sich auf den lateinischen Namen „Nitrogenium“. Dies ist von „Herkunft des Laugensalzes“ abgeleitet.

Sein elementares Vorkommen in der Luft wurde 1771 von Carl Wilhelm Scheele nachgewiesen. Dort bildet es bei Raumtemperatur ein Gas aus zweiatomigen Molekülen \( (N_2) \). Aus diesem Gas besteht die Luft zu 78%.

Stickstoff kommt in der Natur in den Strukturen von Eiweißen und dem Salz Salpeter vor. Salpeter war bis in das beginnende 20. Jahrhundert die Hauptquelle zur Herstellung von Stickstoffverbindungen. Die stickstoffhaltigen Salze werden von den Menschen schon seit Jahrtausenden genutzt und hergestellt. Diese Nitrate und Ammoniumsalze finden sich in der Erdkruste, sind aber auch aus tierischen Exkrementen herstellbar. Schon im antiken Ägypten stellte man sie aus Kameldung oder dem Boden von Ställen her. In Südamerika erfolgt die Herstellung bis heute aus über Jahrhunderte abgelagerten Vogelkot (Guano).
So stehen uns die Stickstoffverbindungen über diese Salze und Naturstoffe zur Verfügung. Ammoniak, Salpetersäure und Stickstoff-Düngemittel sind die wichtigsten Produkte aus Stickstoff. Das 1913 erfundene Verfahren zur Ammoniakherstellung erlangte als Haber-Bosch-Verfahren Weltruhm.

Experimente mit Stickstoff

Anwendung : flüssiger Stickstoff hilft bei der Reparatur von Rohrleitungen

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Sauerstoff – Oxygenium

Nach dem Sauerstoff wurde lange Zeit in der Chemie gesucht und geforscht. „Phlogiston“ hieß der Stoff, dem man zutraute, für die Brände, die immer wieder ausbrachen verantwortlich zu sein, zweifellos eine Substanz der Götter. Viele berühmte Wissenschaftler der der noch jungen Chemie suchten bis ins Jahr 1777 nach einer Erklärung für dieses bis dahin himmlischen Phänomen.
Carl Wilhelm Scheele, ein Apotheker aus Stralsund, suchte 1771 bis 1773 in verschiedenen Experimenten nach dem Stoff. Er publizierte in seinem Buch „Abhandlungen von der Luft und dem Feuer“ seine Erkenntnisse über „Feuerluft“ und „schlechte Luft“.
Er konnte durch Erhitzen von Braunstein – Manganoxid, wie wir heut wissen – ein Gas erzeugen, welches die Verbrennung verstärkt. Auch der Kristall Kaliumpermanganat (bekannt seit 1659, Glauber)zeigte dieses Verhalten.

Viele chemische Verbindungen…

enthalten Sauerstoff, der so durch chemische Reaktionen verfügbar wird. Im Chemieunterricht stellen wir Sauerstoff durch die Zerlegung von Wasserstoffperoxid \(H_2 O_2\)oder die thermische Zersetzung von Kaliumpermanganat \(KMnO_4\)her.
Da wir den Sauerstoff jedoch technisch in großen Mengen brauchen, nutzen wir das Verfahren der Luftverflüssigung nach Linde.

Herstellung und Nachweis:

Hier wird das violette Salz Kaliumpermanganat \(KMnO_4\) erwärmt. Dabei wird der Kristall instabil und Sauerstoffatome verlassen das Salz. Es wird zersetzt. Das sieht man auch an der Farbänderung des Salzes nach dem Experiment. Der entstehende freie Sauerstoff wird pneumatisch aufgefangen.

Die Glimmspanprobe ist die Nachweismethode für das brandfördernde Gas Sauerstoff. Dabei wird ein glimmender Holzspan in ein Gefäß (hier ein Reagenzglas) getaucht. Ist Sauerstoff enthalten, so flammt der Span auf. Aus dem Glimmen wird eine Flamme.
Andere Gase zeigen diesen Effekt bezüglich eines Glimmspans nicht.

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Luft und Luftverschmutzung

Die Zusammensetzung der Luft

Die 15 km dicke Schicht um unseren Planeten wird aus einem Gasgemisch gebildet, welches hauptsächlich aus Stickstoff (\(N_2\)) und Sauerstoff (\(O_2\)) besteht. Daneben enthält das Gemisch noch 1 % andere Bestandteile, wie das Edelgas Argon (Ar), Spuren der weiteren Edelgase und den umstrittenen Klimakiller Kohlenstoffdioxid (\(CO_2\)).

Drei Experimente zur Luft.

Die Luftverschmutzung

Täglich fliegen Tausende Flugzeuge, fahren Millionen Autos, tausende Schiffe und pusten unzählige Schornsteine mit dem Effekt unsere Luft zu verschmutzen. Flugzeuge, Fahrzeuge und Schornsteine stoßen die drei Hauptverursacher der Luftverschmutzung aus Kohlendioxid, Schwefeldioxid und eine Mischung aus Stickstoffoxiden. Hier die Flugzeuge über Europa an nur einem Tag:

Quelle: flightradar24.com , focus-online.de

All diese Abgase ….

sammeln sich in der Luft und verursachen Krankheiten, die die Menschen weltweit betreffen. Ein Umdenken ist dringend notwendig! Hört Euch um! Macht mit! Besprecht Alternativen!

Quelle: www.umweltbundesamt.de

Videos zu Luftverschmutzung:

London 3D

Stickstoffdioxid

Pollution

Pollution-Song (Tom Lehrer)

weiterführende Links:

Luftlabor.ch

luftbewusst.de

careelite.de

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