Modellversuch zur Entstickung von Kraftwerksabgasen
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.
Kraftwerke werden häufig mit DenoxAnlagen durch Zusatz
von Ammoniak entstickt. Die chemische Reaktion ist vereinfacht:
Kat., O2 | ||
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Es handelt sich um eine spezielle Redox-Reaktion: Symproportionierung.
Aus Visualisierungsgründen müssen die Gase hochkonzentriert
eingesetzt werden. Deswegen kann beim Modellversuch bei Zimmertemperatur
gearbeitet werden. Das ist aber auch aus Sicherheitsgründen
hervorragend, weil NOx/NH3-Gemische knallgasartig
explodieren, wenn man sie erhitzt. Als Katalysator dient einfach
die Glaswand.
Wichtig für den Reaktionsablauf ist das Volumenverhältnis
der Gase. Man darf nicht zuwenig Ammoniak vorlegen. Nach der Reaktion
hat sich das Gasvolumen erwartungsgemäß verringert.
Geräte
- | zur Ammoniakdarstellung: Erlenmeyerkolben (250 ml) oder ein ähnliches Gefäß mit doppelt durchbohrtem Stopfen, Tropftrichter und nach oben herausragendem Gasableitungsrohr, trockener Reaktionskolben (1 l oder 500 ml), Schlauchverbindungen, Brenner, Schutzbrille. |
- | zur Stickoxiddarstellung: Schwerschmelzbares Reagenzglas mit durchbohrtem Stopfen und Gasableitungsrohr, Schlauchverbindungen, Kolbenprober mit Hahn, Brenner, Stativmaterial. |
Chemikalien
Ammoniumchlorid (Xn), Calciumoxid (C), Bleinitrat
(T).
Darstellung von Ammoniakgas (Schutzbrille, Abzug!)
Man erhitzt eine Mischung von Ammoniumchlorid und Calciumoxid.
Man füllt mit dem gebildeten Ammoniakgas den trockenen Kolben
(Kolben umgekehrt einspannen, da Ammoniakgas leichter ist als
Luft!) und verschließt ihn dann. Den Kolben erst kurz vor dem
Versuch füllen, da Ammoniak Glas angreift und dabei verbraucht
wird.
Entstickungsreaktion
Man verbindet den Kolbenprober mit dem eingespannten Glaskolben,
öffnet den Hahn und schiebt das braune Stickoxid langsam
in den Kolbenprober mit Ammoniak ein. Das Volumen verringert sich
trotz Erwärmung deutlich. Den Kolben darf man nicht zurückziehen,
sondern muss die Kolbenprober nach dem Mischen verschließen. Ansonsten
bilden sich große Mengen von Ammoniumsalzen, die den Kolbenprober
verstopfen.
Noch während des Mischens beobachtet man die Bildung von
weißen Nebeln. Die Gasphase hellt sich rasch auf, bis sie gegen
Reaktionsende nach 15-30 min klar und farblos ist. Die Glaswände
sind von innen mit Kondenswasser beschlagen.
(Fotos: Daggi) |