Ammoniak
Ammoniak (von lateinisch ammoniacum; Aussprache: Betonung in den nördlichen Varianten des Standarddeutschen auf der letzten Silbe: []; in den südlichen Varianten hingegen meist auf der ersten: [], in Österreich allerdings auf der zweiten: [], auch [], [] und []) ist eine chemische Verbindung von Stickstoff und Wasserstoff mit der Summenformel NH3. Ammoniak ist ein stechend riechendes, in Wasser gut lösliches, farbloses, giftiges Gas, das zu Tränen und beim Einatmen die Atemwege reizt und erstickend wirkt. Ammoniak kann als amphotere Verbindung sowohl als Base wie auch als Säure reagieren: In wässrigen Lösungen reagiert Ammoniak als Base, kann von zugesetzten Säuren Protonen aufnehmen und bildet mit den Anionen der Säuren die kationischen Ammoniumsalze. Diese Ammoniumsalze sind in Wasser löslich.
| Strukturformel | |||||||||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Ammoniak | ||||||||||||||||||
| Andere Namen | |||||||||||||||||||
| Summenformel | NH3 | ||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farbloses, stechend riechendes Gas | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 17,03 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
gasförmig | ||||||||||||||||||
| Dichte |
0,7714 kg·m−3 (0 °C, 1013 mbar) | ||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt |
−77,7 °C | ||||||||||||||||||
| Siedepunkt |
−33 °C | ||||||||||||||||||
| Dampfdruck |
8573 hPa (20 °C) | ||||||||||||||||||
| pKS-Wert |
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| Löslichkeit |
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| Dipolmoment | |||||||||||||||||||
| Brechungsindex |
1,325 (16,85 °C) | ||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| MAK |
DFG/Schweiz: 20 ml·m−3 bzw. 14 mg·m−3 | ||||||||||||||||||
| Toxikologische Daten | |||||||||||||||||||
| Treibhauspotential |
0 | ||||||||||||||||||
| Thermodynamische Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| ΔHf0 |
−45,9 kJ·mol−1 (g) | ||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C | |||||||||||||||||||
Ammoniak kann aber auch als Gas oder, stark abgekühlt, als Flüssigkeit unter jeweils speziellen Reaktionsbedingungen und in Abwesenheit von Wasser die gebundenen Protonen an zugesetzte Substanzen abgeben und damit – rein formal gesehen – als Säure reagieren. Bei diesen speziellen Reaktionen entstehen die anionischen Amide, Imide oder Nitride, bei denen ein Proton (Amide), zwei Protonen (Imide) oder alle Protonen (Nitride) durch Metallionen ersetzt wurden.
Ammoniak ist eine der meistproduzierten Chemikalien und Grundstoff für die Produktion aller weiteren Stickstoffverbindungen. Der größte Teil des Ammoniaks wird zu Düngemitteln, insbesondere Harnstoff und Ammoniumsalzen, weiterverarbeitet. Die Herstellung erfolgt bislang (2022) fast ausschließlich über das Haber-Bosch-Verfahren aus den Elementen Wasserstoff und Stickstoff.
Biologisch hat Ammoniak eine wichtige Funktion als Zwischenprodukt beim Auf- und Abbau von Aminosäuren. Aufgrund der Giftigkeit größerer Ammoniakmengen wird es zur Ausscheidung im Körper in den ungiftigen Harnstoff oder, zum Beispiel bei Vögeln, in Harnsäure umgewandelt. Bei Hyperammonämie ist der Gehalt von Ammoniak im Blut stark erhöht, da es nicht mehr im ausreichenden Maß zu Harnstoff verstoffwechselt werden kann. Ursache dafür ist oft ein Enzymdefekt im Harnstoffzyklus oder eine Beeinträchtigung der Leber. Dies kann von vorübergehenden Enzephalopathie-Schüben (kurzzeitiger „Rausch-Zustand“ des Gehirns) bis hin zu bleibenden körperlichen Schäden führen.
Ammoniak kann laut Forschung des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik zukünftig eine Schlüsselrolle als grüner Treibstoff zukommen, da niedrigere Herstellungs- und Transportkosten als bei Flüssig-Wasserstoff, Methanol und anderen Energieträgern erwartet werden.