Oft genug muss Nitrat reduziert werden. Ein Beispiel ist der Nachweis mit Saltzmans Reagenz. Der funktioniert nur mit Nitrit. Deshalb muss zuvor Nitrat zu Nitrit reduziert werden. In diesem Fall gibt man nach Ansäuern der Lösung Zinkmetall zu. Erst dann ist der Nachweis mit Saltzmans Reagenz positiv.

Nun gibt es zwei Deutungen für die Reduktionsreaktion.

1. Es bildet sich zunächst Wasserstoff. Man spricht vom "Wasserstoff in statu nascendi" (lateinisch für "im Zustand der Geburt"). Der ist atomar, also radikalisch und reagiert - bevor er sich mit einem anderen Radikal zum Wasserstoffmolekül H₂ bindet - in einer Folgereaktion mit dem Nitrat zum Nitrit.

Bildung von H·-Radikalen       2 H⁺ + Zn ———> 2 H· + Zn²⁺

Redoxreaktion mit Nitrat        NO₃^- + 2 H· ———> NO₂^- + H₂O

Man kann sich die Herkunft der Elektronen aber auch anders vorstellen: Sie stammen aus einer direkten Reaktion zwischen den Nitrat-Ionen und dem Zink, das dabei oxidiert wird.

Oxidation: Zn ———> Zn²⁺ + 2 e^-

Die Wasserstoff-Ionen haben nach diesem Reaktionsmodell nur die Aufgabe der "Entsorgung" des Sauerstoffs (formal O^2-) im Nitrat.

Reduktion: NO₃^- + 2 H⁺ + 2 e^- ——— NO₂^- + H₂O

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Redoxreaktion: Zn + NO₃^- + 2 H⁺ ———> Zn²⁺ + NO₂^- + H₂O

Wir müssen uns das alles als eine Redoxreaktion vorstellen, die an der Oberfläche des Metalls abläuft. Solche Reaktionen kennen wir von der Korrosion. Tatsächlich handelt es sich hierbei letztlich ja auch nur um eine chemische Zersetzung des Metalls, also um die Korrosion von Zink in sauren Nitratlösungen.

So ist es auch beim Aluminium im Abflussreiniger
Wir können die beobachtete Reaktion Nitrat zu Ammoniak zunächst "steinzeitlich" wie folgt formulieren:

Bildung von H·-Radikalen       3 H₂O + Al + OH^- ———> 3 H· + [Al(OH)₄]^-

Redoxreaktion mit Nitrat       NO₃^- + 2 H· ———> NO₂^- + H₂O

Dabei entsteht aber nur Nitrit, nicht aber Ammoniak.

Nun ist Aluminium aber so unedel, dass es direkt und ohne Hilfe von H·-Radikalen unter den Bedingungen des Abflussreiniger-Systems Nitrat und Nitrit zu Ammoniak reduziert. Auch dieser Vorgang wird durch die Aluminatbildung gefördert. Hinzu kommt noch, dass das Reaktionsprodukt Ammoniak durch das stark alkalische Milieu ausgetrieben wird, also ständig aus dem Reaktionsgleichgewicht entfernt wird.

Oxidation:       Al + 4 OH^- ——— [Al(OH)₄]^- + 3 e^-                  x 8

Reduktion:       NO₃^- + 6 H₂O + 8 e^- ———> NH₃ + 9 OH^-       x 3

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Die daraus resultierende formale Redoxreaktion ist so kompliziert, dass wir uns hier ihre Formulierung ersparen...

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