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Stikstofbinding (scheikunde)

Stickstoffbindung bezieht sich auf jeden chemischen Prozess, bei dem frei Stickstoff- von dem Atmosphäre (Stickstoffgas) wird in gebundenen Stickstoff umgewandelt, d.h.: chemische Verbindungen mit anderen stickstoffhaltigen Elementen. Gebundener Stickstoff ist als (künstlicher) Dünger für das Pflanzenwachstum und damit für die Landwirtschaft. Durch Aminosäuren ist Stickstoff ein Baustein für Protein.

Da die Stickstofffixierung in der Natur (wie die Stickstoff-Fixierung durch Mikroorganismen im Wurzelsystem einiger Pflanzenarten und in elektrische Entladungen in der Atmosphäre) quantitativ nicht mehr ausreicht, um die für die Nahrungsmittelproduktion notwendige Stickstoffmenge zu fixieren, mussten synthetische Verfahren der Natur dabei helfen. Der Hauptprozess ist der Haber-Bosch-Verfahren, bei welchem Wasserstoffgas und Stickstoffgas unter hohem Temperatur und Druck Antworten auf Ammoniak. Andere Straßen, die einst auch industrielle Anwendung hatten, sind:

  • Es Birkeland-Eyde-Verfahren, in dem atmosphärische Luft, ggf. mit Sauerstoff angereichert, durch einen Lichtbogen geleitet wird und in dem ca. 3% Stickoxid Gas entsteht. Dies wird unterstützt durch weitere Oxidation und Absorption im Wasser konvertiert zu Salpetersäure.
  • Das Cyanamid-Verfahren: Calciumcarbid und Stickstoffgas werden in einem Elektroofen auf 3000 °C erhitzt, um es direkt als Stickstoffdünger zu verwenden Calciumcyanamid.
  • Die Nitridprozesse: Stickstoff wird bei hoher Temperatur über eine Metallschmelze geleitet, fast quantitativ die entsprechende the Nitrid entsteht. Ein Beispiel für eine solche Verbindung ist Magnesiumnitrid.