N. F. XVI. Nr. 10 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



jeden einzelnen der zwar von selbst aber zu 

 langsam ablaufenden chemischen Vorgange den 

 geeigneten Katalysator zu finden. 



Bei der zweiten Klasse chemischer Verbindungen 

 miissen wir, damit sie uberhaupt (gleichviel ob 

 schnell oder langsam) vor sich gehen, Arbeit in 

 irgendeiner Form aufwenden. Dazu gehb'rt z. B. 

 die Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und 

 Sauerstoff oder auch die von Schwefelsaure in 

 Schwefel und Sauerstoff. Wie beim Heben eines 

 bestimmten Gewichtes um eine bestimmte Hohe 

 hat auch hier die fur einen bestimmten chemischen 

 Vorgang erforderliche Arbeit eine ganz bestimmte 

 Grofie. Die Arbeit kann dabei in irgendeiner 

 Form z. B. als Warme oder als elektrische 

 Energie den Stoffen, die chemisch aufeinander 

 wirken sollen, zugefiihrt werden. 



Unter den Stickstoffverbindungen, deren Her- 

 stellung die Technik anstrebt, sind beide Klassen 

 vertreten : die einen bilden sich von selbst, die 

 anderen fordern zu ihrer Entstehung eine Zufuhr 

 von Energie. Die Bildung von Ammoniak aus 

 Stickstoff und Wasserstoff ist ein von selbst ver- 

 laufender Vorgang. Bringen wir die beiden 

 Elemente zusammen, so sind sie, wie man sich 

 ausdriickt, nicht im Gleichgewicht, so wenig wie 

 eine Kugel, die sich oben auf einer schiefen Ebene 

 befindet. Sind dabei Ebene und Kugel etwa aus 

 Eisen und stark rostig, so geht der von selbst 

 verlaufende Vorgang, das Herabgleiten, nicht recht 

 vor sich. Bringen wir aber einige Tropfen Schmierol 

 dazwischen, so stellt sich das Gleichgewicht ein: 

 die Kugel rollt ,,von selbst" zu dem tiefsten Punkt, 

 den sie erreichen kann. In solchem Sinne erweisen 

 sich Stickstoff und Wasserstoff als stark rostig; 

 dem Vorgang, von dem wir genau wissen, dafi er 

 von selbst, das heifit ohne Arbeitsaufwand von u nserer 

 Seite verlaufen mufi, setzen sich starke Reibungs- 

 widerstande entgegen. Worin eigentlich solche 

 chemischen Reibungswiderstande, sogenannte Reak- 

 tionswiderstande, bestehen, das wissen wir nicht. 

 Wurden wir eine ganz geringe Menge von 

 ,,Schmierol", das heiflt in diesem Falle von dem 

 richtigen Katalysator hinzubringen, dann konnen 

 wir erwarten, daS Stickstoff und Wasserstoff rasch 

 zu Ammoniak sich vereinigen. Ganz anders ist 

 es mit der Vereinigung von Stickstoff und Sauer- 

 stoff. Deren Verbindung kann niemals von 

 selbst vor sich gehen. Hier haben wir die Kugel 

 den Berg hinaufzubringen. Die Theorie kann genau 

 berechnen, welche Menge von Arbeit notig ist, 

 um eine bestimmte Menge von Stickstoff mit 

 Sauerstoff zu vereinigen. Diese Arbeit ergibt sich 

 als recht betrachtlich. Man kann also von vorn- 

 herein sagen, dafi diese Methode der Stickstoff- 

 bindung, die Vereinigung mit Sauerstoff, sehr teuer 

 sein m u 6 , wahrend man von der ersteren Methode, 

 der Vereinigung mit Wasserstoff, ebenso behaupten 

 darf, dafi sie billig sein kann. 



Trotzdem aber hat sich die Auffindung eines 

 gut wirksamen Katalysators fur die direkte Ammo- 

 njakbildung aus Wasserstoff und Stickstoff und die 



sonstige Ausgestaltung des ,,von selbst" verlaufen- 

 den Vorgangs als so schwierig erwiesen, dafi man 

 doch eher dazu gelangte, die einen hohen Arbeits- 

 aufwand erfordernde Bindung des Stickstoffs an 

 Sauerstoff auszubilden. Hatte man bei dieser 

 Methode neben dem genannten Nachteil doch den 

 Vorteil, dafi beide aneinanderzubindende Elemente 

 kostenlos in der Luft zur Verfiigung stehen. 



Salpeter aus Luft. 



Wir haben vorhin gesehen, dafi sich Stickstoff 

 und Sauerstoff nicht von selbst miteinander ver- 

 binden. Fiigen wir nun Arbeit in Form von 

 Warme hinzu, so tritt Vereinigung ein. Es bildet 

 sich eine Verbindung, das Stickoxyd. Und zwar 

 eine um so groSere Menge Stickoxyd im Verhalt- 

 nis zu dem vorhandenen Stickstoff und Sauer- 

 stoff, je hoher wir die Temperatur steigern. Fur 

 jede Temperatur stellt sich ein , .Gleichgewicht" 

 zwischen den drei Stoffen Stickstoff, Sauerstoff und 

 Stickoxyd ein. Bei 1200" sind z. B. weniger als 

 0,1 % Stickoxyd, bei 2000 etwas iiber i / n , bei 

 3000 / schon iiber 4"',,, bei 5000" 13% in der 

 Luft enthalten. Da nun aber aufierdem alle chemi- 

 schen Vorgange bei hoher Temperatur rascher 

 verlaufen als bei niederen , so stellt sich das 

 giinstigere Gleichgewicht fiir die hohen Tempera- 

 turen noch obendrein sehr viel schneller ein als 

 das ungiinstigere bei den niederen Temperaturen. 

 Es scheint also, dafi wir Luft, um viel Stickoxyd 

 daraus zu gewinnen, nur sehr hoch zu erhitzen 

 brauchen. Nun miissen wir ja aber das Stickoxyd 

 schliefilich wieder auf unsere gewohnliche Tempe- 

 ratur bringen, um es zu benutzen oder weiter zu 

 verarbeiten. Wurden wir dazu einfach die Heiz- 

 vorrichtung abstellen und das aus den drei Stoffen 

 bestehende Gas sich abkiihlen lassen, dann wiirde 

 fiir jede niedere Temperatur, die es durchlauft, 

 sich wieder das dieser entsprechende Gleichgewicht 

 mit immer kleinerem Stickoxydgehalt einstellen. 

 Und wenn wir schliefilich bei gewohnlicher Tem- 

 peratur ankamen, so ware alles Stickoxyd wieder 

 zerfallen und wir hatten wieder Luft. Nun haben 

 wir bereits erwahnt, dafi - - ganz abgesehen von 

 der Lage des Gleichgewichts -- alle chemischen 

 Reaktionen bei hohen Temperaturen sehr viel 

 rascher verlaufen als bei niederen. Es brauchen 

 z. B. Vorgange, die bei 1000 in einem Bruchteil 

 einer Sekunde verlaufen, bei gewohnlicher Tem- 

 peratur viele Jahre. Wurden wir daher das Gas 

 von dem Gleichgewicht mit grofiem Stickoxyd- 

 gehalt, das sich bei hoher Temperatur eingestellt 

 hat, mit ungeheurer Schnelligkeit auf gewohnliche 

 Temperatur abkiihlen, dann wiirde es in den mitt- 

 leren Temperaturgebieten zu kurze Zeit verweilt 

 haben, um sich stark in ungiinstigem Sinne zu 

 verandern, und unten angekommen ware der bei 

 tier hohen Temperatur eingestellte Zustand gleich- 

 sam eingefroren. Das heifit, wir hatten dann bei 

 gewohnlicher Temperatur einen hohen Stickoxyd- 

 gehalt, 



