Industrielle Chemie: Salpetersäure, Dünger und Prozesse

Aus der Sicht des industriellen Lebens

Die HNO₃ (Salpetersäure) ist eine der wichtigsten Säuren. Betrachten wir, wie die Industrie die HNO₃ in diesem Bereich nutzt:

• Wird die Industrie in Düngemitteln sowie Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat u. a. verwendet?
• Wird sie zur Herstellung von Sprengstoffen wie Nitroglycerin und Trinitrotoluol (TNT) genutzt?
• Hat sie zusätzliche Verwendungen in der Metallurgie und Veredelung, da sie bei der Synthese mit den meisten Metallen und Chemikalien reagiert?
• Wird sie üblicherweise als Reagenz im Labor verwendet?

Chemische Düngemittel

Düngemittel sind in der Regel eine Mischung aus mehreren Verbindungen, die entwickelt wurden, um Nährstofflücken in verschiedenen Böden zu schließen und den Bedürfnissen der Pflanzen gerecht zu werden.

1. Konventionelle mineralische Düngemittel: Sie sind am besten bekannt und werden vor allem in der Landwirtschaft und für Rasenflächen genutzt.
2. Langzeitdünger: Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich langsam auflösen und Nährstoffe kontinuierlich an die Wurzeln abgeben.
3. Organische Dünger: Eine Mischung aus organischer Substanz mit mineralischen Nährstoffen (Stickstoff, Kalium, Magnesium, Mangan etc.).
4. Blattdünger: Werden auf die Pflanze gesprüht und dienen als Ergänzung zur Bodendüngung.
5. Mangelkorrektoren: Können über das Gießwasser oder direkt auf den Boden aufgebracht werden. Befolgen Sie hierbei die Anweisungen des Herstellers auf dem Etikett.
6. Spezialdünger: Dünger für Rosen, Geranien, Rasen etc.

Zementindustrie

Positive Auswirkungen

Dies betrifft die Material- und Prozesstechnik. Zudem werden einige Abfälle wiederverwendet; so wird Ofenstaub, der nicht recycelt wird, als Füllstoff in Asphalt verwendet und dient zur Bodenstabilisierung.

Negative Auswirkungen

Die Kehrseite dieses Prozesses erfolgt in verschiedenen Stufen, die besonders umweltbelastend sind:

• Lagerung von Materialien
• Backofen und Kühlung
• Prozess der Schlacke

Die Zementherstellung beinhaltet den Transport von pulverförmigen Materialien; diese Partikel erzeugen unerwünschte Auswirkungen auf die Umwelt.

Anorganische chemische Industrie

Anorganische Chemie

Sie ist zuständig für die integrierte Untersuchung der Entstehung, Zusammensetzung, Struktur und chemischen Reaktionen der Elemente und anorganischen Verbindungen (z. B. Schwefelsäure oder Calciumcarbonat), also jener, die keine Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen aufweisen, da diese zur organischen Chemie gehören.

Die chemische Industrie

Die Entwicklung industrieller chemischer Prozesse war einer der Faktoren, die das Wirtschaftswachstum seit Jahrzehnten beeinflusst haben. Die Herstellung dieser Produkte ist jedoch nicht ohne Risiken für Mensch und Umwelt.

Ammoniakgas

Ammoniak besteht aus einem Stickstoffatom und drei Wasserstoffatomen. Es ist farblos, leichter als Luft, hat einen unangenehmen Geruch und reizt Augen sowie Atemwege. Es schmeckt ätzend, löst sich leicht in Wasser und verdunstet schnell. In der Regel wird es in flüssiger Form verkauft.

Industrielle Produktion von Ammoniak

Es entsteht natürlich durch die Zersetzung organischer Stoffe und wird zudem industriell hergestellt. Die jährlich industriell gefertigte Menge an Ammoniak ist fast gleich der in der Natur produzierten Menge. Ammoniak wird natürlich durch Bakterien im Boden bei der Verwesung von Pflanzen und Tieren erzeugt und ist wichtig für viele biologische Prozesse.

Auswirkungen auf die Umwelt

Ammoniak kommt in der Umwelt in der Luft, im Boden, im Wasser sowie bei Tieren und Pflanzen vor. Es verbleibt nicht lange in der Umwelt, da es rasch von Pflanzen, Bakterien und Tieren aufgenommen wird.

Salpetersäure

Salpetersäure wird industriell durch Mischen von Salpetersäureanhydrid (N₂O₅) und Wasser hergestellt sowie durch die Synthese von Ammoniak unter Verwendung einer Platinlegierung als Katalysator.

Physikalische Eigenschaften

Reine Salpetersäure ist eine zähe, farblose und ätzende Flüssigkeit. Oft weist sie durch Verunreinigungen eine gelb-braune Farbe auf. Bei Raumtemperatur raucht sie gelb oder rot. Konzentrierte Salpetersäure färbt menschliche Haut bei Kontakt gelb, aufgrund einer Reaktion mit dem Cystein im Keratin der Haut.

Chemische Eigenschaften

• Salpetersäure ist ein starkes Oxidationsmittel; Reaktionen mit Verbindungen wie Cyaniden, Carbiden oder Metallpulvern können explosiv sein.
• Salpetersäure zersetzt sich relativ leicht unter Bildung von Stickoxiden. Sie reagiert mit Alkalien, Oxiden und basischen Substanzen.
• Sie greift die meisten Metalle an, außer Platin und Gold. Aluminium und Chrom werden passiviert, was einen sehr milden Angriff zur Folge hat. Einige Stoffe werden zu Oxiden umgewandelt (wie Arsen, Antimon und Zinn), während andere zu Nitraten reagieren.