Stickstoffdüngung

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Mittel zur Ertragssteigerung und Qualitätsoptimierung

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Wasser in die Gülle

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Das ist wohl selbsterklärend

Eigenschaften

Ammoniak löst sich sehr gut in Wasser, deutlich besser als andere Gase wie Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid. Die Löslichkeit ist abhängig von der Temperatur und dem Partialdruck des gasförmigen Ammoniaks. Ein Liter Wasser nimmt bei 0 °C und einem Druck von 1 bar 880 g (1142 l), bei 20 °C 520 g, bei 40 °C etwa 340 g und bei 100 °C nur noch 75 g von gasförmigen Ammoniak auf.[3] Die Lösungsenthalpie des Ammoniaks bei 25 °C beträgt −30,64 kJ/mol.[6]

Aus Ammoniakwasser verdunstet Ammoniak wegen seines höheren Dampfdrucks wesentlich schneller als das Wasser, weshalb die Ammoniak-Konzentration in offenen Gefäßen mit der Zeit abnimmt. Dabei tritt der typische, stechend-scharfe Ammoniakgeruch auf. Der Dampfdruck einer 25%igen Lösung mit 20 °C liegt bei 153 hPa.[1] Durch Erwärmung einer Lösung lässt sich Ammoniak leicht austreiben. Der Siedepunkt einer 25%igen Lösung liegt nur bei 37,7 °C, der einer 32%igen Lösung bei 24,7 °C.[1]

Die Dichte und der Gefrierpunkt von Ammoniakwasser fällt mit steigendem Gehalt an Ammoniak, siehe Tabelle.

Gehalt, Molarität, Dichte und Gefrierpunktserniedrigung von Ammoniakwasser[7]
Massenanteil in % 1 5 10 15 20 26 30
c (mol/L) 0,58 2,87 5,62 8,28 10,84 13,80 15,71
d (g/cm3) 0,996 0,979 0,958 0,941 0,925 0,906 0,894
t (°C) 1,13 6,08 13,55 23,32 36,42 60,77 84,06

Unter verdünntem Ammoniak wird im Laborbereich oft eine 1- bis 2-molare Lösung (Massenanteil 1,75 bis 3,5 %) und unter konzentriertem Ammoniak Lösungen mit den handelsüblichen Konzentrationen von 16,5 mol/L (32 %) oder 13,4 mol/L (25 %) verstanden.

Konzentrationsangaben von käuflichem Ammoniakwasser beziehen sich nahezu immer auf den Gehalt von Ammoniakgas (NH3) in Wasser und nicht auf den Gehalt von „Ammoniumhydroxid“ in Wasser. Eine 25 %ige Lösung von Ammoniakwasser enthält dementsprechend 25 g Ammoniak in 100 g Lösung. Auf „Ammoniumhydroxid“ gerechnet, das zusätzlich ein Wassermolekül vereinnahmt, wäre diese Lösung 51,5 %ig.

Bei Tieftemperatur kann Ammoniak-Hydrat (NH3·H2O) isoliert werden, das bei −79 °C schmilzt. Dabei handelt sich um kristallines Ammoniak mit angelagertem Wasser.[8]

Lösungsvorgang und Säure-Base-Reaktion

In wässrigen Lösungen liegt die Hauptmenge des Ammoniaks molekular gelöst vor. Zwischen Wasser- und Ammoniakmolekülen wirken Wasserstoffbrückenbindungen. Sie sind die Ursache für die hohe Löslichkeit und wirken an den Wasserstoff- und den Stickstoffatomen des Ammoniaks:[8]

\mathrm{H_2O \cdots H-NH_2}
\mathrm{HO-H \cdots NH_3}

In einer Säure-Base-Reaktion zwischen Ammoniak und Wasser bilden sich Ammonium- (NH4+) und Hydroxidionen (OH):

\mathrm{NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-}.

Das Gleichgewicht liegt deutlich auf der linken Seite der Reaktion. Die Basenkonstante KB

 K_\mathrm{B} = \frac{c \mathrm{[NH_4^+]} \cdot c\mathrm{[OH^-]}}{c\mathrm{[NH_3]}} = 1,75 \cdot 10^{-5}

von Ammoniak liegt bei 1,75 · 10−5 (pKB = 4,75). Damit ist Ammoniak eine nur mittelstarke Base. Der Dissoziationsgrad ist sehr gering. In Abhängigkeit von der Konzentration liegt dieser nur etwa zwischen 0,1 % und 1 %.

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