Proef 51   Verbranding van ammoniak.
april 2013



Benodigde chemicaliën en spullen:
Proef51a.jpg
De platina spiraal aan een koperdraad.
Platina (Pt) draad: 10 à 20 cm
Ammonia (NH3 (aq) 25%): ca. 10 mL
Erlenmeyer 50 of 100 mL:1
Warmhoudplaatje, tang, koperdraad of glasbuisje.


Voorbereiding:


Ammoniakdampen zijn erg prikkelend. Voer de proef bij voorkeur buiten uit of in een zuurkast.

Rol de platinadraad rond een potlood in een spriraaltje en hang hem aan een gebogen glazen buisje of een stukje koperdraad, zoals in Proef 04. Schakel het warmhoudplaatje in. De benodigde tem­pe­ra­tuur hangt af van de sterkte van de ammonia: er moet voldoende ammoniakgas vanaf komen. Dus moet de temperatuur hoger zijn naarmate de ammonia meer is verdund.
Schenk een scheut (liefst geconcentreerde) ammonia in de erlenmeyer en verwarm op het warm­houd­plaatje.

Uitvoering van de proef:

Neem koperdraad of glasbuis met de tang op en verhit de platinadraad in een vlam. Hang dan de platinadraad in het bekerglas. De draad gloeit weer op en blijft lang gloeien.

Proef51b.jpg
De gloeiende spiraal.

Verklaring:

Platina is een katalysator voor de volgende verbrandingsreactie:
4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O
Het stikstofmonoxide reageert met zuurstof tot stikstofdioxide. Dit oranjebruine gas krijg je echter niet te zien want de nitreuze dampen vormen met zuurstof en water salpeterzuur dat met het basische ammonia reageert. Al deze reacties samen hebben uiteindelijk als nettoresultaat:
2 NH3 + 2 O2 → NH4NO3 + H2O
De warmte die dit oplevert, laat de spiraal gloeien.
In de natuur vindt deze reactie ook, zij het langzamer, plaats. Bacteriën katalyseren daar de reactie. Vervolgens valt het ammoniumnitraat in een evenwichtsreactie uiteen in ammoniak en salpeterzuur, waarna het ammoniak weer geoxideerd wordt. Het resultaat is dus de vol­le­di­ge verbranding van ammoniak tot salpeterzuur. Dat is de reden dat het basische ammoniak (uit drijfmest) uiteindelijk zorgt voor verzuring van de grond. De netto­reactie in de natuur:
NH3 + 2 O2 → HNO3 + H2O

Na afloop van de proef:

Het platina wordt afgespoeld en bewaard. Het kan eindeloos hergebruikt worden.
De restvloeistof kan zonder bezwaar door de gootsteen.

Nadere beschouwingen van de M.S.

Naamgeving

De naamgeving van zouten is heel anders dan die van overeenkomstige andere verbindingen (moleculaire stoffen). Zo heet NO (mono)stikstofmono-oxide en NO2 (mono)stikstofdioxide en N2O3 heet distikstoftrioxide. FeO (een zout) heet daarentegen ijzer(II)oxide. PbO2 (ook een zout) heet lood(IV)oxide en Fe2O3 heet ijzer(III)oxide. In zouten zitten ionen. Oxide-ionen hebben een lading 2-. Dus in FeO is het ijzerion 2+. De ladingen van ionen moeten opgeteld 0 (nul) zijn: een zout bevat weliswaar geladen deeltjes, maar de totale lading is nul. De lading van de positieve metaalionen wordt met een Romeins cijfer aangegeven, zeker als er van dat metaal verschillende ionen, met verschillende ladingen bestaan. Bij ijzer is dat het geval: er bestaan ijzer(II)- en ijzer(III)ionen.

Klik hier voor een filmpje .WMV of hier .MP4    (2'18").