Natriumnitrat Synthese über Natriumhydroxid

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Dieses Natriumsalz der Salpetersäure ist Bestandteil vieler Anwendungsgebiete, von Landwirtschaft, über Lebensmittel bis hin zur Bauwirtschaft. Die Eigenherstellung lohnt sich bei den Kilopreisen in Deutschland durchaus, und ist dabei nicht sonderlich schwierig oder gefährlich.

 

Wir haben bereit Natriumnitrat über Salpetersäure und Natriumcarbonat hergestellt, es gibt aber noch einen anderen Weg. Indem man Salpetersäure mit Natriumhydroxid neutralisiert, kann man Natriumnitrat gewinnen. Normalerweise reagiert Natriumhydroxid mit Säure sehr impulsiv, bei hoko Säuren sogar explosiv. Aber da wir nur 60%ige Salpetersäure verwenden können wir sie direkt neutralisieren, statt wie eigentlich gedacht, eine Natriumhydroxidlösung mit der Säure zu neutralisieren.

 

Diese Synthese ist wegen des hohen Gefahrenpotentials eher zu vernachlässigen, am besten das Nitrat immer über das Carbonat herstellen.

 

Warnhinweise
– Beim arbeiten mit Salpetersäure müssen Säurehandschuhe getragen werden
– Natriumhydroxid ist reizend

 

Eigenschaften

Summenformel: NaNO3
CAS-Nummer: 7631-99-4
Molare Masse: 84,99g/mol
Dichte: 2,26g/cm3
Schmelzpunkt: 306°C
Siedepunkt: Zersetzung ab 380°C
Löslichkeit: 874g/l bei 20°C

 

Weiterführende Links
– https://de.wikipedia.org/wiki/Natriumnitrat
– http://www.chemie.de/lexikon/Natriumnitrat.html

 

Theoretische Berechnungen 

 

NaOH +HNO3 =NaNO3 +H2O
39,997g/mol +63,01g/mol =84,99g/mol +18,0153g/mol
103,007g/mol =103,005 g/mol(Probe erfolgreich!)
39,997g/mol +63,01g/mol =84,99g/mol +18,0153g/mol //mol//39,99
1g +1,5753…g =2,124…g + Wasser //*50
50g NaOH +78,77g HNO3 =106,2g NaNO3 + Wasser

 

Die 78,77g beziehen sich allerdings auf Salpetersäure mit einer Konzentration von 100%, für unsere Synthese verwenden wir aber 60%ige Salpetersäure. Also lautet die Rechnung:

 

78,77: 0,60 = 131,3g HNO3 (60%)

 

Materialien
– 250ml Becherglas
– 600ml Becherglas
– Kolbenhubpipette
– Magnetrührer mit Rührfisch
– Glastrichter
– Filterpapier
– Auffanggefäß
– pH-Streifen
– Waage
– Laborlöffel
– Laborthermometer

 

Chemikalien
– 50g Natriumhydroxid
– 131,3g Salpetersäure (60%)
– Destilliertes Wasser

 

 

Durchführung
1) Zuerst wird im 600ml Becherglas eine Natronlauge hergestellt indem man 50g Natriumhydroxid mit ca. 50ml destilliertes Wasser vermischt. Die Temperatur steigt dabei schnell auf ca. 60°C an. Nach dem vermischen wird 15 Minuten weiter umgerührt und gewartet, bis die Temperatur wieder auf Raumniveau abgesunken ist.

 

 

2) Danach füllt man 131,3g Salpetersäure in ein 150ml Becherglas und gibt die Säure von dort aus mit einer Kolbenhubpipette langsam zur Lauge hinzu. Dies ist der gefährlichste Punkt der Synthese. Die Tropfen dürfen nicht in die Lauge fallen! Am besten lässt man die Säure am Rand des Becherglases hinunter laufen. Ein lautes zwischen ist zu vernehmen und Säuredämpfe steigen auf.

 

Gibt man die Säure zu schnell zur Lauge oder lässt sie direkt hinein tropfen spritzten Lauge und Säure auf dem Becherglas!

Unbedingt armlange schutzhandschuhe, Abzug und Gesichtsschutz tragen!

Die Temperatur immer unter 70°C halten, Zugabe notfalls stoppen

 

 

3) Während der Zugabe kann man wunderbar erkennen, das Natriumnitrat entsteht. Bei der Zugabe der Säure erwärmt sich die Lösung und wird klar, das Nitrat löst sich…sobald es sich in den Pausen wieder abkühlt fällt schon Natriumnitrat aus, da nicht genug Wasser vorhanden ist um es zu aufzunehmen.

 

 

 

4) Am Ende der Säurezugabe wird mit dem pH-Streifen kontrolliert, ob die Lösung auch wirklich neutral ist. Um Rückstände vom Natriumhydroxid auszuschließen würde ich noch ein paar Tropfen Säure zusätzlich hinzufügen. Hier auch ein Bild des wechselnden pH-Wertes während der Synthese, nicht wundern, auf dem letzten Streifen ist der pH-Wert genau auf 6 eingeeicht worden. Dies entspricht nach dem trocknen genau der Farbe des pH-Papiers und ist deswegen kaum zu sehen. Aber perfekt um weiter arbeiten zu können.

 

 

5) Nach einmaligen Filtern wird die Lösung eingedampft, und der erhaltene Feststoff getrocknet.

 

    

 

Ausbeute

 

103g Natriumnitrat, das sind 97% der Theorie