Stickstoff, auch genannt Stickstoff (N), ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 7. Es ist ein Nichtmetall, das sich in Gruppe 15 des Periodensystems befindet, und es ist essentiell für das Leben, da es ein zentraler Bestandteil von Aminosäuren und Nukleinsäuren ist.
1. Einführung
Stickstoff ist unter Standardbedingungen ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Es macht etwa 78% des Volumens der Erdatmosphäre aus. Stickstoffatome enthalten 7 Protonen, normalerweise 7 Neutronen und 7 Elektronen, was ihm eine durchschnittliche Atommasse von etwa 14 u verleiht.
2. Physikalische und chemische Eigenschaften
Stickstoff ist als zweiatomiges Gas (N₂) aufgrund der starken Dreifachbindung zwischen den Atomen relativ reaktionsträge. Es bildet jedoch wichtige Verbindungen wie Ammoniak (NH₃), Salpetersäure (HNO₃) und verschiedene Nitrate. Es hat einen Siedepunkt von -195,8 °C und einen Schmelzpunkt von -210,0 °C.
3. Isotope
Stickstoff hat zwei natürlich vorkommende stabile Isotope:
- Stickstoff-14 (¹⁴N) – 7 Protonen, 7 Neutronen (am weitesten verbreitet)
- Stickstoff-15 (¹⁵N) – 7 Protonen, 8 Neutronen (in Forschung und Tracer-Studien verwendet)
Stickstoff-14 wird üblicherweise als Grundlage für die Definition von Atommasseneinheiten in älteren Standards verwendet.
4. Industrielle Verwendung
Stickstoff ist in zahlreichen industriellen und wissenschaftlichen Bereichen von entscheidender Bedeutung. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Anwendungen:
| Verwendung | Beschreibung |
| Ammoniakproduktion | Mit Wasserstoff im Haber-Verfahren kombiniert, um Ammoniak für Dünger herzustellen |
| Schutzatmosphären | Inertes Gas, das in Lebensmittelverpackungen, Elektronik und beim Schweißen verwendet wird |
| Flüssiger Stickstoff | Wird für Kryokonservierung und Kühlung in wissenschaftlichen Anwendungen verwendet |
5. Gewinnung und Sicherheit
Stickstoff wird durch fraktionierte Destillation von Flüssigluft gewonnen. Obwohl Stickstoffgas inert und ungiftig ist, kann es in geschlossenen Räumen Sauerstoff verdrängen, was zu Erstickungsgefahr führen kann. Flüssiger Stickstoff muss aufgrund seiner extremen Kälte- und Druckgefahren mit Vorsicht gehandhabt werden.
