Stickstoff - Eigenschaften, Vorkommen und Verwendung, Zusammenfassungen von Deutsch

Nur auf Docsity: Lade Stickstoff - Eigenschaften, Vorkommen und Verwendung und mehr Zusammenfassungen als PDF für Deutsch herunter!

Stickstoff

Eine Präsentation von Elias Holländer und Jeremy Baumeyer

Gliederung X

1. Eigenschaften

X

2. Geschichte

X

3. Vorkommen

X

4. Gewinnung

X

5. Verwendung

X

6. Wichtige Verbindungen

X

7. Einfluss auf die Umwelt

X

8. Quellen

2. Geschichte X

1771 von Carl Wilhelm Scheele entdeckt

X

1772 von Rutherford bestätigt

Æ

Erkannte Unterschied zw. „mephistischer“ und „verdorbener“ Luft

X

Lavoisier entdeckt Elementcharakter

Æ

Bezeichnet es als „Azote“ (dt. „Leblos“)

X

1774 erstmals reiner Ammoniak dargestellt

Æ

Verbindung von Stickstoff und Wasserstoff

X

1790 Nitrogenium als Begriff eingeführt

3. Vorkommen X

z.B. Eiweiß, Erdboden, Erdatmosphäre

X

N in Erdrinde (inkl. Atmosphäre) relativ selten: 170 ppm; vgl. O: 489000ppm,P: 1100ppm

X

überwiegend als N2 in Atmosphäre: 78 Vol-%

X

gebunden als Nitrate: KNO3, NaNO

X

in Elementhäufigkeit folgt Stickstoff auf Element Schwefel

Æ

damit an 16.

Stelle

X

in Erdatmosphäre ist Stickstoff in freiem Zustand (ungebunden) häufigstesElement

X

in Form von Nitraten, Stickstoff in Erdkruste bis in eine Tiefe von16 Kilometer

3. Vorkommen X

Stickstoffkreislauf:

4. Gewinnunga) Lindeverfahren: X

Methode zur Gastrennung X

ermöglicht Verflüssigung von Gasgemischen in großen Mengen X

Reinheit bis zu 99,9999% b) Membranverfahren: X

Druckluft durch Kunststoffmembran gepresst X

Diffusionsgeschwindigkeit von N<O,H

O,CO

X

Gasstrom auf Innenseite der Membran mit Stickstoff angereichert X

Reinheit 99,995% bei Kleinstmengen, 99% bei industriellen Maßstäben

5. Verwendung X

Ausgangsstoff zur Synthese verschiedener Stickstoffverbindungen (Nitrate,Ammoniak, Salpetersäure)

X

Herstellung Düngemittel

X

Einsetzung als Schutzgas, z.B. in Elektro- und Metallindustrie

X

Füllgas für Glühlampen

X

Treibmittel in Sprays

X

Aufbewahrung leicht entzündlicher Flüssigkeiten

X

Schockgefrieren durch flüssigen Stickstoff, z.B. in Medizin und Lebensmitteln

X

Konservierungsmittel, z.B. von Blut oder Impfstoffen

X

Kältetherapie

6. Wichtige Verbindungen X

Nitrate und Ammoniumsalze

X

Salpetersäure

X

Cyanverbindungen

X

Stickstoffoxide

Organische Verbindungen: X

Harnstoff

X

Aminosäure

X

Organische Basen

7. Einfluss auf die UmweltProblem am Stickstoffüberschuss: X

wird Stickstoffdünger nicht durch Pflanzen aufgenommen, kann er in Grund- und Oberflächengewässer oder Luft ausgetragen werden X

gefährdet dort als Nitrat Grundwasser und trägt zur Nährstoffüberversorgung von Oberflächengewässern und Landökosystemen bei X

über Luft wird Ammoniak in empfindliche Ökosysteme eingetragen Æ

eutrophierende und versauernde Wirkung X

entstehende Treibhausgase beeinträchtigen Klima

7. Einfluss auf die UmweltGrundwasser: X

Stickstoff im Boden in unterschiedlichen Formen vorliegend X

in Ammoniumform (NH4) zunächst an Bodenpartikel gebunden Æ

im Laufe der Zeit jedoch durch Bodenmikroorganismen in Nitrat (NO3) umgewandelt X

Nitrat im Boden sehr mobil Æ

kann vor allem im Herbst nach Ernte und bei starken Niederschlägen mit Sickerwasser in Grundwasser gelangen X

im Grundwasser (=später im Trinkwasser) kann Nitrat in gesundheitlich bedenkliches Nitrit umgewandelt werden X

Hauptursache: diffuse Belastungen durch Nitrat X

Hauptquellen: Stickstoffüberschüsse durch Düngung, Fütterung proteinhaltiger Konzentrate, Mineralisation organischer Substanz

7. Einfluss auf die UmweltOberflächenwasser: X

Große Mengen an Stickstoffverbindungen aus Landwirtschaft gelangen mit Grundwasser und aus Abschwemmungen von landwirtschaftlich genutztenFlächen in Oberflächengewässer Æ

überhöhte Nährstoffgehälter in Flüssen, Seen und Meeren führen zur Eutrophierung betroffener Gewässer X

Überversorgung mit Stickstoff

Æ

Steigerung pflanzlicher Primärproduktion

X

kann zu erheblichem Sauerstoffmangel und lebensfeindlichen Bedingungen für Tiere und Pflanzen führen X

Sauerstoffmangel und Verdrängung ursprünglicher Pflanzen und Tiere (an neue Lebensbedingungen weniger gut angepasst) führen zu Verlust der Artenvielfalt inGewässern

7. Einfluss auf die UmweltBiodiversität: X

in naturnahen, terrestrischen Ökosystemen kann Überversorgung mit Stickstoff langfristig negative Auswirkungen auf Vegetation und Artenzusammensetzunghaben X

an nährstoffarme Lebensbedingungen angepasste Pflanzen und Tiere, können durch stickstoffliebende Arten verdrängt werden Æ

mögliche Vereinheitlichung der Vegetation und Rückgang biologischer Vielfalt X

Stickstoffüberdüngung verursacht bei Kulturpflanzen und Bäumen übermäßiges Wachstum in Länge sowie weiche, schwammige Triebe, Zellen und Gewebe X

werden anfälliger gegenüber Frost und Hitze, Lagerfähigkeit der Ernteprodukte nimmt ab, Pflanzenschädlinge sowie Bakterien- und Pilzkrankheiten können sichleichter ausbreiten X

mögliche Folge: Ertragseinbußen bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen und Windbruchschäden in Wäldern

7. Einfluss auf die Umwelt X

Ammoniak= Vorläuferstoff für gesundheitsschädigende sekundäre Feinstäube

Æ

wirkt schädigend in angrenzenden Ökosystemen

X

Ablagerung von Ammoniak in empfindlichen Ökosystemen kann zu Risiken fürBiodiversität führen

7. Einfluss auf die UmweltKlima:Lachgas (N

2

O) = hochwirksames Treibhausgas (Klimawirksamkeit 265-mal so stark

wie CO

2

X

Landwirtschaft für 80 Prozent Lachgasemissionen in Deutschland verantwortlich X

wesentliche Quelle N

2 O-Emissionen sind Emissionen aus landwirtschaftlich

genutzten Böden X

Höhe dabei maßgeblich durch Stickstoffmanagement bestimmt X

entscheidende Faktoren dabei Höhe des N-Eintrages und Standortfaktoren wie Bodeneigenschaften und Witterung X

neben direkten Lachgasemissionen aus Stickstoffdüngung auch indirekte N

2

O-

Emissionen Æ

verursacht durch Austrag von Nitrat und Ammoniak in andere Ökosysteme