Stickstoffoxide

Oxide des Stickstoffs

Stickstoff bildet mehrere Oxide. Die Oxide des Stickstoffs sind Molekülsubstanzen.

In ihren Molekülen sind Stickstoff- und Sauerstoffatome durch polare Atombindungen miteinander verbunden.

Stickstoffoxide entstehen durch Verbrennung in Benzinmotoren und sind in Rauchgasen von Heizkraftwerken und Industrieanlagen enthalten.

Gemische aus Stickstoffmonooxid und Stickstoffdioxid heißen nitrose Gase. Allgemein werden verschiedene Oxide des Stickstoffs mit $N{O}_x$ gekennzeichnet.

Die bekanntesten Stickstoffoxide sind Stickstoffmonooxid (NO) und Stickstoffdioxid ($N{O}_2$).

Stickstoffmonooxid
Bei elektrischen Entladungen in der Atmosphäre, z. B. bei Gewittern, können Luftsauerstoff und der reaktionsträge Stickstoff miteinander zu Stickstoffmonooxid NO reagieren.

$N_2+O_2\rightleftarrows 2NO$

Stickstoffmonooxid ist außerdem ein Zwischenprodukt bei der Salpetersäureherstellung und wird technisch durch katalytische Oxidation von Ammoniak hergestellt.

$4N{H}_3+5O_2\rightleftarrows 4NO+6H_{2}O$

Stickstoffmonooxid kommt sogar im menschlichen Körper vor. Es ist eine blutgefäßerweiternde Substanz.

Auf dieser Basis funktionieren auch blutdrucksenkende Medikamente. Bei Gefahr eines Herzinfarktes kann der Betroffene ein Spray einatmen, das Nitroglycerin (Glyceroltrinitrat) enthält. Im Körper wird daraus das gefäßerweiternde Stickstoffmonooxid freigesetzt.

Auch im Zigarettenrauch und in Abgasen ist das Gas enthalten.

Stickstoffdioxid
Das farblose, giftige Stickstoffmonooxid ist an der Luft nicht beständig und reagiert sofort mit weiterem Sauerstoff zu Stickstoffdioxid $N{O}_2$.

$2NO+O_2\rightleftarrows 2N{O}_2$

Diese Reaktion ist der 2. Schritt bei der Salpetersäure-Herstellung.

Stickstoffdioxid ist ein braunes, stark giftiges Gas mit brom-ähnlichem Geruch. Bei Temperaturen unter 0°C dimerisiert Stickstoffdioxid zum farblosen Distickstofftetraoxid.

$2N{O}_2\rightleftarrows N_2{O}_4$

Lachgas-Distickstoffmonooxid
Eine weitaus größere Bedeutung erlangte Distickstoffmonooxid
($N_{2}O$). Bei dieser Stickstoffverbindung handelt es sich um ein farbloses, etwas süßlich riechendes Gas. Es ist unter dem Namen Lachgas bekannt.

Zuerst wurde entdeckt, dass das Einatmen dieses Gases bei den Betreffenden eine besonders lustige Stimmung hervorruft, später erkannte man auch seine narkotisierende und schmerzstillende Wirkung.

Noch heute setzt man ein Gemisch von Lachgas und Sauerstoff als Narkosegas ein.

Giftigkeit von Stickstoffoxiden
Gemische aus Stickstoffmonooxid und Stickstoffdioxid, die nitrosen Gase, wirken als starke Atemgifte.

Nach Einatmen dieser Gase treten Reizerscheinungen der Nasen-, Rachen- und Augenschleimhäute auf.
Bei höherer Konzentration können Lungenödeme hervorgerufen werden.

Um ein Ansteigen des Anteils von Stickstoffoxiden $N{O}_x$in der Luft durch Verbrennung in Benzinmotoren zu vermeiden, werden u. a. Kfz-Katalysatoren eingesetzt.

Stickstoffoxide können durch Katalysatoren aus den Abgasen durch Reduktion zu Stickstoff entfernt werden.

$2NO+2CO\rightleftarrows N_2+2C{O}_2$

Durch die Reaktionen am Katalysator werden die Schadstoffe beseitigt bzw. verringert. Eine vollständige Entstickung ist jedoch nicht erreichbar.

Die Abgase der Kraftfahrzeuge mit Katalysator sind schadstoffarm, aber nicht schadstofffrei.