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Herstellung von Stickoxydul aus Ammoniumnitrat Es sind Verfahren bekannt
geworden, Stickoxydul aus Annnoniumnitrat bzw. einem Gemisch von Ammoniumsulfat
1111t 'Natron-oder Kalisalpeter herzustellen. Diese Verfahren kranken an dem Übelstand,
-daß der Zersetzungsprozeß von Ammoniumnitrat nach vier Gleichung NH"N 0s =z N=O
+ 2 H=O von tNiebenreaktionen begleitet ist, wodurch Stickstoff und neben Stickoxydul
noch andere Stickoxyde entstehen. Außerdem bildet sich auch freie Salpetersäure.
Durch die Stickoxyde und die Salpetersäure wird das Gefäßmaterial stark beansprucht
und die Bildung von Stickoxvdul vermindert. Ferner kommt es leicht vor, daß die
Zersetzung zu Verpuffungen führt. Die beigemengten Stickoxyde erfordern eine umständliche
Reinigung des Stickoxvduls.
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Es wurde gefunden, daß diese Übelstände durch Zugabe von wenig Ammoniak
beseitigt "erden können. Das Ammoniak kann entweder gasförmig eingeführt werden
oder aber, falls man eine Lösung von Ammonsalpeter verwendet, in dieser Lösung enthalten
sein. Durch Zugabe von wenig Aininoniak wird die Bildung von Stickoxyd, Stickdioxyd
und freier Salpetersäure stark vermindert oder ganz vermieden, die Reaktionsmasse
neutral oder schwach ammoniakalisch gehalten und die Ausbeute an Stickoxydul sehr
erhöht. Außer Stickoxvdul und Wasser entstehen nur noch geringe D-ieligen Stickstoff.
Es läßt sich leicht eine Ausbeute von 96 bis 9811i, der Theorie erzielen.
Gleichzeitig wird (las Gefäßinaterial nicht oder kaum angegriffen und insbesondere
werden Verpuffungen und Explosionen beseitigt. Die Reinigung des Stickoxyduls gestaltet
sich durch die Abwesenheit des Stickoxyds und des Stickdioxyds sehr einfach.
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Als Reaktionsgefäße nimmt man zweckmäßig Apparate aus säurebeständigen
Legierungen oder emaillierte Gefäße.
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Als Ausgangsmaterialien dienen Ammoniumsulfat und Kali- oder Natronsalpeter,
aus denen bei der Reaktion zunächst Ammoniumnitrat entsteht oder aber direkt Aminoniumnitrat.
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Es ist zweckmäßig, das Ammoniumnitrat in Wasser gelöst in das Reaktionsgefäß
einzuführen, da hierdurch die Zersetzung kontinuierlich gestaltet werden kann. Sehr
vorteilhaft ist es, wenn sich im Reaktionsgefäß eine Füllmasse aus geschmolzenen
Salzen oder Salzmischungen befindet, beispielsweise ein Gemisch von Natrium- und
Kaliumnitrat. Das Reaktionsgefäß kann durch einen Gasbrenner oder elektrisch beheizt
werden.
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Die überraschende Wirkung des Zusatzes von Ammoniak soll an Hand der
folgenden Vergleichsbeispiele erläutert werden: i. Ein Apparat aus säurebeständiger
Legierung wurde mit 7 kg Natronsalpeter, 7 kg Kalisalpeter und 3 1 gesättigter Ammonsalpeterlösung
beschickt. Sobald der Apparat auf 23o° angeheizt war, wurde in dünnem Strahl eine
gesättigte Ammonsalpeterlösung eltifließeil gelassen. Das sich entwickelnde
Gas
enthielt nach der Reinigung finit Natronlauge und Ferrosulfat - also nach der Entfernung
des Stickdioxyds und des Stickoxyds - nach der Verdrängung der in der Apparatur
befindlichen Luft nur 8i"/" Stickoxy(lul. Nach fünfstündiger Entwicklung sank der
Gehalt nach und nach bis auf 5o"(" Stickox_vclul. Die Gasentwicklung mußte unterbrochen
werden, (la (las sich entwickelnde Gas durch Stick(iioxyd immer stärker rotbraun
gefärbt wurde und finit der Gefahr einer plötzlichen Verpuffung zu rechnen war.
Bei einigen Versuchen waren vorher infolge von selbsttätiger Zersetzung unter plötzlicher
starker Temperatursteigerung Verpuffungen eingetreten. Die Reinigung des Gases war,
da es sehr große Mengen Stickoxyd und Stickdioxyd enthielt, sehr 'schwierig.
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a. Es wurde wie nach Beispiel i verfahren, nur finit dem Unterschied,
daß der Ammonnitratlösung 8 bis 16 g Ammoniak auf einen Liter zugesetzt wurden.
Das erhaltene Stickoxvdu1 war vollkommen frei von Stickoxvd und Stickdioxyd. Die
sehr geringe Menge Ainnioniak. die noch darin enthalten war, schlug sich finit (lein
Wasserdampf im vorgeschalteten Kühler nieder. Das sehr reine Gas enthielt 98"/"
Stickoxvdul. Da es frei von Stickoxyd und Stickdioxyd war, konnte die Reinigung
mit Ferrosulfat und Lauge fortfallen. Selbst bei mehrere Wochen andauernder Entwicklung
sank der Prozentgehalt nur unwesentlich.
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Nimmt man statt Arnmonnitratlösung ein Lösungsgemisch von Natronsalpeter
und Ammonsulfat, dem etwas Ammoniak zugesetzt ist, so erhält man ebenfalls ein sehr
reines Stickoxvdul. Diese Arbeitsweise ist jedoch umvorteilhaft, da man die im Apparat
sich abscheidenden festen Krusten von Natriumsulfat nur durchÖffnen desApparates
entfernen kann und nicht den großen Vorteil hat, kontinuierlich arbeiten zu können,
wie bei der vorher beschriebenen Arbeitsweise.