Ammoniumchlorid Synthese

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Allgemeine Informationen
Ammoniumchlorid ist das Ammoniumsalz der Salzsäure und oft auch unter dem Namen Salmiak oder Lötstein bekannt. Es entsteht durch das Neutralisieren einer Ammoniaklösung Mithilfe von Salzsäure. In wässriger Lösung reagiert das Salz leicht sauer. In der Szene wird es nicht verwendet, trotzdem stelle ich es kurz einmal dar. Besonderheiten, welche bei der Synthese beachtet werden müssen, füge ich einfach bei den Schritten mit ein, anstatt sie hier in den allgemeinen Informationen zu erwähnen.

 

Warnhinweise
– Salzsäure ist ätzend und reizt die Schleimhäute!
– Ammoniak ist extrem reizend und schädigt die Atemwege

 

Weiterführende Links
https://de.wikipedia.org/wiki/Ammoniumchlorid

 

Stoffdaten
Name: Ammoniumchlorid
Trivialname(n): – Salmiak
– Löststein
– Ammoniummuriat

Summenformel: NH4Cl
CAS-Nummer: 12125-02-9
Aggregatzustand: fest
Dichte: 1,52g/cm3
Molare Masse: 53,49g/mol
Schmelzpunkt: 338°C (Zersetzung)
Löslichkeit: gut in Wasser (372g/l bei 20°C)

 

Theoretische Berechnung

Ammoniak  +  Salzsäure   = Ammoniumchlorid

NH3 +  HCl             = NH4Cl

17,03g/mol +  36,46g/mol  = 53,49g/mol

53,49g/mol  = 53,49g/mol

 

Probe erfolgreich, rechnen wir einfach mal weiter…

 

17,03g/mol + 36,46g/mol = 53,49g/mol   //mol // 17,03

1g + 2,14….g = 3,14…g        //*10

10g + 21,4g = 31,41g

 

Diese Werte beziehen sich auf reinen Ammoniak und reine Salzsäure, sie liegen uns aber nur in schwach konzentrierter Form vor, also muss man die Mengen an die vorhandene Konzentration anpassen. Ganz grob gerechnet wären das:

 

10 : 0,25 = 40g Ammoniakwasser (25%)
21,4 : 0,35 = 61,2g Salzsäure (35%)

 

Materialien
– 1x 250ml Becherglas
– 1x 150ml Becherglas
– 1x 1000ml Becherglas (optional)
– Magnetrührer mit Rührfisch
– Glaspipette
– Messzylinder
– PH-Streifen (optional)
– Laborthermometer

 

Chemikalien
– 40g Ammoniakwasser (25%)
– 61,2g Salzsäure (35%) (auch weniger möglich, Erklärung in Schritt 3 )

 

 

Durchführung
1) Auf dem Magnetrührer wird ein 250ml Becherglas mit Rührfisch platziert und 40g Salmiak Lösung bzw. Ammoniakwasser mit einer Konzentration von 25% vorgelegt.

 

 

 

Unbedingt im Freien arbeiten oder die Abluft des Abzugs direkt über dem Becherglas positionieren! Ammoniakdämpfe sind extrem gesundheitsschädlich und auch die Salzsäuredämpfe greifen die Schleimhäute und Haut schnell an!!

 

2) Unter ständigem Rühren werden 61,2g Salzsäure (35%) aus einem 150ml Becherglas hinzugefügt. Bevor man die ersten Tropfen hinzu fügt, ist die Bildung eines weißen „Nebels“ zu erkennen. Dabei handelt es sich um Ammoniumchlorid welches entsteht wenn Salzsäure und Ammoniak in der Gasphase reagieren. Dies ist kaum zu verhindern da beide Substanzen schon bei Raumtemperatur „verdunsten“. Natürlich verliert man dadurch einen Teil des Ammoniumchlorids, aber auf die eigentliche Reaktion hat es keinen großen Einfluss

 

    

Optional kann man auch etwas weniger Säure verwenden, so dass später ein Ammoniak Überschuss vorhanden ist und das Produkt weniger Säurespuren enthält. Der Ammoniak verfliegt/zersetzt sich beim späteren erhitzen.

 

3) Nach vollständiger Hinzugabe der Säure wird eingedampft, wobei die Temperatur ruhig auf 250°C gestellt werden kann. Hat man die theoretisch ausgerechnete Menge Salzsäure verwendet, dürfte ein leichter Überschuss an Salzsäure vorliegen, welche bei hoher Temperatur verdampft. Mithilfe eines PH-Streifens, welchen man in den aufsteigenden Dampf hält, kann man die aufsteigende Säure nachweisen

 

    

 

Unbedingt Handschuhe tragen und die Haut einfetten, die Säuredämpfe sind reizend und gesundheitsschädlich!

 

(Erklärung bezüglich der geringeren Säuremenge)
Man kann natürlich auch etwas weniger Salzsäure verwenden um dem aggressiven Säuredämpfen während des eindampfens aus dem Weg zu gehen. Durch die hohen Temperaturen verdunstet bzw. zersetzt sich auch das restliche Ammoniak in der Lösung, gut erkennbar am Ammoniakgeruch, welcher im Laufe der Zeit immer schwächer wird bis er vollständig verschwunden ist.

 

4) Gegen Ende des Erhitzens entsteht langsam ein weißer Brei, welcher von Hand weiter umgerührt werden muss. Je kräftiger man rührt desto weniger spritzt das Ammoniumchlorid im Becherglas herum. Sobald sich am Boden eine feste Schicht bildet ist es vorteilhaft, den Brei in ein 1000ml Becherglas zu füllen. Durch die größere Oberfläche des Glasbodens geht das eindampfen und trocknen deutlich schneller und das umrühren wird erleichtert.

 

 

 

Ausbeute
22,29g Ammoniumchlorid, das sind 71% der Theorie