Stickstoff

Stickstoff, Nitrogenium (griechisch, «Salpeterbildner») Symbol N: chemisches Element der Kernladungszahl; Nichtmetall; Atommasse 14,0067; Wertigkeiten +5, +3, -3 unter anderem; F-210,5°C; Kp -195,8°C; Dichte (bei 0°C und 101,3 kPa) 1, 257 g/1. Stickstoff kommt in der Luft (78 Vol.-%) und in manchen Erdgasen frei, in Salpeterlagern (besonders Chilesalpeter), Kohle, Guano und in allen Organismen chemisch gebunden vor; als Bestandteil der Eiweiße, Nukleinsäuren und anderer physiologisch wichtiger Substanzen ist Stickstoff lebensnotwendig. Freier Stickstoff, N2, ist ein farbloses, geruch- und geschmackfreies, wenig wasserlösliche Gas; flüssiger und fester Stickstoff sind ebenfalls farblos. Stickstoff ist bei gewöhnlicher Temperatur sehr reaktionsträge; er verbindet sich praktisch nur mit Lithium, wird aber auch von Boden- und Knöllchenbakterien aufgenommen. Die technische Bindung des Luftstickstoffs erfolgt überwiegend durch die Ammoniaksynthese (Ammoniak), daneben in sehr geringem Maße durch Reaktion mit Kalziumkarbid zu Kalkstickstoff. Stickstoff kommt unter 15 MPa Druck in grün gekennzeichneten Stahlflaschen in den Handel; man verwendet ihn als Schutzgas für feuergefährliche und sauerstoffempfindliche Stoffe. Stickstoff wurde 1772 gleichzeitig von dem britischen Naturforscher Daniel Rutherford (1749-1819) und C. W. Scheele entdeckt und kurz darauf von A. L. Lavoisier als chemisches Element erkannt.

Stickstoffassimilation: Aufbau stickstoffhaltiger organischer Verbindungen (besonders von Proteinen) aus anorganischen Stoffen durch die Pflanzen. Aus dem Boden werden Nitrate, seltener Ammoniumsalze aufgenommen, aus denen zunächst Ammoniak gebildet wird. Durch Bindung der Ammonium-Ionen (NH4+) an Kohlenstoffgerüste entstehen Aminosäuren; diese ergeben zu vielen aneinandergekoppelt (Peptidbindung) schließlich Proteine. Einige Bodenbakterien, zum Beispiel die in Symbiose mit den Schmetterlingsblütlern lebenden Knöllchenbakterien, sowie Blaualgen vermögen den elementaren Stickstoff der Luft zu binden.

Stickstofffreie Extraktstoffe: der aus den Ergebnissen der Futtermittelanalyse rechnerisch zu ermittelnde Kohlenhydratanteil (im wesentlichen Zucker und Stärke).

Stickstoffhalogenide: chemische Verbindungen zwischen Stickstoff und den Halogenen. Während Stickstofftrifluorid, NF3, ein sehr beständiges, farbloses Gas (Kp -129°C) ist, sind Stickstofftrichlorid (Chlor Stickstoff), NC13, eine dunkelgelbe Flüssigkeit, und Stickstofftriiodid (Jodstickstoff), NI3, eine grauschwarze Kristallsubstanz, äußerst explosibel.

Stickstoffheterozyklisch: in einer ringgeschlossenen Atomkette neben Kohlenstoffatomen mindestens 1 Stickstoffatom enthaltend.

Stickstoffoxide, Stickoxide, chemische Verbindungen zwischen Stickstoff und Sauerstoff. Stickstoffmonoxid, Nordosten, ein farbloses, wenig wasserlösliche Gas (Kp -151,8°C), bildet sich bei der Einwirkung von Salpetersäure auf viele Metalle und geht an der Luft sofort in das braune, giftige, charakteristisch riechende Stickstoffdioxid, N02 (Kp 21 °C), über, das auch in Auspuffgasen von Kraftfahrzeugen vorkommt und neben Schwefeldioxid für «sauren Regen») und Waldschäden verantwortlich gemacht wird. Stickstoffdioxid steht im Gleichgewicht mit farblosem Distickstofftetroxid, N204 (-9°C), das unterhalb 0°C praktisch allein vorliegt. Distickstoffpentoxid, N205, bildet farblose, explosible Kristalle, die mit Wasser heftig zu Salpetersäure reagieren. Distickstofftrioxid, N203, eine blaue Flüssigkeit (Kp 3 °C), zerfallt bereits bei Raumtemperatur in Stickstoffmonoxid und -dioxid. Zu den Stickstoffoxiden gehört auch Lachgas. Siehe auch nitrose Gase.

Stickstoffsauerstoff Säuren: sauerstoffhaltige Säuren des Stickstoffs. Die wichtigste Stickstoffsauerstoff Säuren ist die Salpetersäure. Salpetrige Säure, HN02, existiert nur in verdünnter wässriger Lösung; ihre Salze und Ester heißen Nitrite.

Stickstoffwasserstoffsäure: farblose, giftige, rasch verdampfende Flüssigkeit von stechendem, knoblauchartigem Geruch; Formel HN3; F -80°C; Kp 35,7 °C. Die Dämpfe der Stickstoffwasserstoffsäure rufen starke Nasenschleimhautschwellungen hervor und explodieren beim Erhitzen. Die Salze heißen Azide, zum Beispiel der Initialsprengstoff Bleiazid ein weißes, schwer wasserlösliche Kristallpulver.