Stickstoff

Stickstoff (Azot, Nitrogenium, Salpeterstoff, Salpeterluft, Stickgas, Alcaligen), chemisches Zeichen N od. Az, Atomgewicht = 14 (H = 1) od. = 175 (O = 100), gasförmiges Element, zu den Metalloiden gehörig; findet sich sehr verbreitet in der Natur, er macht, mit Sauerstoff gemischt, ⁴/₅ der atmosphärischen Luft aus, chemisch gebunden ist er im Salpeter, Ammoniak, Cyan, in den organischen Alkaloiden u. in den meisten thierischen, sowie mehren vegetabilischen Substanzen enthalten. Man gewinnt ihn aus der atmosphärischen Luft, indem man derselben den Sauerstoff entzieht; unvollständig geschieht dies durch Verbrennen von Phosphor in einem abgeschlossenen Luftvolumen; das so erhaltene Gas enthält noch immer Sauerstoff, weil die Verbrennung des Phosphors schon aufhört, wenn der Sauerstoffgehalt der Luft beträchtlich vermindert ist. Vollständig läßt sich der Sauerstoff absorbiren durch frisch gefälltes Eisenoxydulhydrat; man bringt in eine Flasche, welche luftdicht verschlossen werden kann, Eisenvitriol u. etwas Wasser, dann Kalilauge, verschließt die Flasche u. schüttelt eine halbe Stunde lang. Statt des Eisenoxydulhydrates kann auch eine Auflösung von Schwefelleber, angefeuchtetes sein vertheiltes Blei, Pyrogallussäure u. Kalilauge, od. Kupferdrehspäne, mit Schwefelsäure od. Salzsäure benetzt, angewendet werden. Sehr leicht geschieht die Absorption von Sauerstoff, wenn man die Luft durch ein Rohr mit glühenden Kupferdrehspänen leitet; zur Entfernung der Kohlensäure u. des Wassers führt man die Luft vorher durch Kalihydrat u. dann durch Schwefelsäure. Der S. läßt sich ferner aus mehren seiner Verbindungen rein darstellen. Leitet man Chlorgas durch verdünnte Ammoniakflüssigkeit, so bildet sich Salzsäure u. S. (H₃N + 3Cl = 3HCl + N); hierbei ist es nothwendig, daß fortwährend Ammoniak im Überschuß vorhanden ist, weil sich sonst Chlorstickstoff bildet, welcher höchst gefährliche Explosionen verursacht. Ähnlich ist die Zersetzung, wenn man Salmiak in eine Auflösung von Chlorkalk trägt; hierbei entziehen das Chlor u. der Sauerstoff dem Ammoniak den Wasserstoff; od. man mischt 75 Gramm trockenes salpetersaures Ammoniak, 25 Gr. trockenen Salmiak u. 400 Gr. Sand u. erhitzt die Mischung bis das salpetersaure Ammoniak schmilzt; man erhält daraus 26 Liter S. u. 5 Liter Chlor (2H₄ NO, NO₅) + H₄ NCl = 5N + Cl + 12HO). Sehr reinen S. gewinnt man, indem man concentrirte Schwefelsäure mit Stickoxydgas sättigt u. dieselbe mit schwefelsaurem Ammoniak bis 160° erhitzt (2 H₃N + 3NO₂ = 5N + 6HO). Auch durch Erhitzen von salpetrigsaurem Ammoniak wird S. frei; man setzt Salmiak zu einer Auflösung von salpetrigsaurem Kali od. Natron u. erhitzt diese (H₄ NO, NO₃ = 2N + 4HO). Der S. ist ein farbloses, geruch- u. geschmackloses permanentes Gas (bei 50 Atmosphären Druck u. – 110° verdichtet er sich noch nicht zur Flüssigkeit); specifisches Gewicht 0,97137 (Regnault); 1 Liter S. wiegt 1,256167 Gramm; löst sich im Wasser in geringer Menge auf, 100 Volumen Wasser absorbiren 2,5 Volumen S. Er ist nicht brennbar, unterhält die Verbrennung u. das Athmen nicht; reagirt nicht auf Pflanzenfarben. Der S. zeichnet sich durch seine geringe Neigung aus sich mit anderen Elementen chemisch zu verbinden; er verbindet sich mit keinem Element unmittelbar, außer im Statu nascenti; seine Verbindungen sind meist leicht zersetzbar, manche unter Explosion. Rutherford in Edinburg erkannte 1772 den S. zuerst als ein eigenthümliches Gas, Scheele u. Lavoisier wiesen 1775 die Zusammensetzung der Luft aus S. u. Sauerstoff nach. Verbindungen des[821] S-s. A) Mit Sauerstoff vereinigt sich der S. in fünf Verhältnissen zu Stickstoffoxydul = NO, Stickstoffoxyd = NO₂, Salpetrige Säure = NO₃, Untersalpetersäure = NO₄, Salpetersäure = NO₅. a) Stickstoffoxydul (Lustgas), NO, wird durch Erhitzen des salpetersauren Ammoniaks erhalten (H₄ NO, NO₅ = 2 NO + 4 HO), bei 170° C. siedet das geschmolzene Salz u. wird dabei vollständig zerlegt; bei zu hoher Temperatur bildet sich leicht S., u. die Zersetzung erfolgt zuweilen unter Explosion. Auch durch Auflösen von Zink in verdünnter Salpetersäure erhält man reines Stickstoffoxydul. Das Stickstoffoxydul ist ein farbloses Gas, ohne auffallenden Geruch u. Geschmack; kann eingeathmet werden u. erzeugt dabei einen angenehmen, oft bis zur größten Fröhlichkeit übergehenden Rausch, welcher nach wenigen Minuten ohne nachtheilige Folgen (wenn das Gas frei von Chlor u.a. fremden Beimischungen ist) verschwindet; daher der Name Lustgas. Brennende Körper, wenn sie genügend erhitzt sind, brennen mit erhöhtem Glanze, wie im Sauerstoffgas; mit den gleichen Volumen Wasserstoffgas gemischt u. angezündet, explodirt es unter Bildung von Wasser u. S. Kaltes Wasser absorbirt das Gas reichlich, 100 Volumen Wasser nehmen 76 Volumen auf. Durch hohen Druck od. Temperaturerniedrigung kann es zu einer Flüssigkeit condensirt, ja selbst zum Erstarren gebracht werden; bei 0° u. einem Druck von 30 Atmosphären od. bei – 40° u. einem Druck von 10 Atmosphären geht es in eine Flüssigkeit über, welche bei – 87°,9 C. siedet u. bei – 100° zu farblosen Krystallen erstarrt. Das flüssige Stickstoffoxydul ist farblos, sehr beweglich, erzeugt, auf die Hand gebracht, eine Brandwunde; glühende Kohle schwimmt darauf u. verbrennt mit lebhaftem Glanze; Wasser gefriert sofort darauf, verursacht aber eine so lebhafte Verdampfung, daß Explosion stattfindet. Bringt man die Flüssigkeit in ein hellglühendes Platingefäß u. Wasser darauf, so gefriert dieses. Mit Schwefelkohlenstoff erzeugt das flüssige Stickstoffoxydul eine Temperatur von. – 140°. Das Stickstoffoxydul wurde 1776 von Priestley entdeckt. Es ist bes. in Amerika gegen Melancholie mit Erfolg angewendet worden. b) Stickstoffoxyd (Stickoxydgas), NO₂, ein Gas; wird durch Einwirkung von Salpetersäure von 1,2 specifischem Gewicht auf Kupferblech od. Quecksilber erhalten, im letztern Falle unter Erwärmen; sehr reines Stickstoffoxyd. gewinnt man, wenn Salpeter mit einer sauren Auflösung von Eisenchlorür erwärmt wird (KaONO₅ + 6FeCl + 4HCl = 3Fe₂Cl₃ + KaCl + 4HO + NO₂). Das Stickoxydgas ist permanent, farblos, geht bei der Berührung mit Luft sogleich unter Aufnahme von Sauerstoff in rothe Dämpfe (salpetrige Dämpfe) von Untersalpetersäure über; ist nicht athembar, reagirt nicht auf Pflanzenfarben; eine brennende Kerze u. brennender Schwefel verlöschen darin; brennender Phosphor u. stark glühende Kohle verbrennen darin mit starkem Glanze. Leicht oxydirbare Metalle entziehen ihm die Hälfte Sauerstoff, bei Gegenwart von Wasser wird gleichzeitig Ammoniak gebildet. Eine Auflösung von Eisenvitriol absorbirt das Gas vollständig u. färbt sich braun; leitet man es in concentrirte Salpetersäure, so findet eine Zersetzung statt; Salpetersäure von specifischem Gewicht 1,25 färbt sich damit blau u. enthält dann salpetrige Säure, von specifischem Gewicht 1,35 grün u. enthält Untersalpetersäure u. salpetrige Säure, von 1,75 specifischem Gewicht gelb u. enthält Untersalpetersäure; noch concentrirtere Säure wird braun, verdünnte Säure verändert sich gar nicht. c) Untersalpetersäure, NO₃, d) Salpetrige Säure, NO₄, e) Salpetersäure, NO₅, s.d. a. B) Mit Wasserstoff bildet der S. die vier Verbindungen: Ammonium = H₄ N, Ammoniak = H₃ N, Amid = H₂N u. Imid = H N, von denen nur das Ammoniak für sich darstellbar ist, s.d. a. C) Mit Chlor: Chlorstickstoff, s.u. Chlor C). D) Mit Jod: Jodstickstoff, s.u. Jod I. C). E) Mit Kohlenstoff: Cyan, s.d. F) Mit Phosphor, s.d. III. G). G) Mit Metallen: Stickstoffmetalle, s.d.