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Stickstoff im Boden
AFB I–IIIm Boden wandeln Bakterien Stickstoffverbindungen ineinander um. Aus Gülle entsteht zunächst Ammonium, das über Nitrit zu Nitrat umgesetzt wird (Nitrifikation). Unter Sauerstoffmangel wandeln andere Bakterien Nitrat über Lachgas in Stickstoff um (Denitrifikation). M1 fasst die beteiligten Teilchen zusammen.
M1Stickstoffverbindungen im Boden
| Teilchen | Formel | Vorkommen |
|---|---|---|
| Ammonium-Ion | \(\ce{NH4+}\) | Gülle, Mineraldünger |
| Nitrit-Ion | \(\ce{NO2-}\) | Zwischenstufe der Nitrifikation |
| Nitrat-Ion | \(\ce{NO3-}\) | Pflanzennährstoff, Grundwasser |
| Distickstoffmonooxid | \(\ce{N2O}\) | Treibhausgas, Zwischenstufe |
| Stickstoff | \(\ce{N2}\) | Luft |
- Geben Sie die Oxidationszahl des Stickstoffs in allen Teilchen aus M1 an.
- Erläutern Sie am Übergang \(\ce{NH4+ -> NO3-}\), ob es sich um eine Oxidation oder eine Reduktion handelt, und geben Sie die Zahl der übertragenen Elektronen je N-Atom an.
- Ordnen Sie die Teilschritte \(\ce{NO3- -> N2O}\) und \(\ce{N2O -> N2}\) als Oxidation oder Reduktion ein und bestimmen Sie jeweils die Elektronenzahl je N-Atom.
- Begründen Sie, warum N in \(\ce{NH3}\) und im geladenen \(\ce{NH4+}\) dieselbe Oxidationszahl hat.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
H hat +I, O hat −II; die Summe ergibt die Ladung des Teilchens.
Hinweis zu Aufgabe b)
Elektronenzahl je N-Atom = Betrag der OZ-Änderung.
Hinweis zu Aufgabe c)
Achten Sie bei \(\ce{N2O}\) und \(\ce{N2}\) darauf, je N-Atom zu rechnen.
Hinweis zu Aufgabe d)
Vergleichen Sie, was zum Ammoniak-Molekül hinzukommt.Begründen: Sachverhalt auf Regeln und Gesetzmäßigkeiten zurückführen.