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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. Xin. Nr. 33 



glatter Weise, wenn man aufierst reinen Stickstoff 

 anwendet. Ein kleiner Zusatz von Metallchloriden 

 zum gepulverten Karbid beschleunigt jedoch die 

 Reaktion. Nach diesem von Polzenius gcfun- 

 denen Verfahren wurde der erste auf dem Markte 

 erschienene Kalkstickstoff hergestellt. Das hcute 

 im grofien mit Erfolg durchgefiihrte Verfahren 

 beruht darauf, dafi das in einem isolierten Gefafi 

 befindliche zerkleinerte Karbid durch einen im 

 Inneren befindlichen elektrisch geheizten Kohlen- 

 stab erhitzt und dcr Stickstoff direkt in die Heiz- 

 zone zugefuhrt wird. Nach diesem Verfahren sollen 

 pro Pferdestarkenjahr 2OOO kg Calciumcyanamid 

 herzustellen sein. 



Eine ganze Reihe von Metallen hat bei mehr 

 oder weniger erhohter Temperatur die Fahigkeit, 

 elementaren Stickstoff zu binden; diese Metall- 

 Stickstoffverbindungen nennt man Nitride. Einige 

 von diesen Nitriden haben die Eigenschaft, ihren 

 Stickstoff mittels Wasser als Ammoniak abspalten 

 zu lassen, diese Nitride kommen clenn auch haupt- 

 sachlich fiir die synthetische Gewinnung von 

 Ammoniak in Frage. Fiir den Grofibetrieb eigncn 

 sich natiirlich nur diejenigen Nitride, die billig 

 hergestellt werden konnen, infolgedessen schrumpft 

 die Zahl der verwendbaren Nitride auf einige 

 wenige zusammen. Zuerst wurde hauptsachlich 

 das Bornitrid (BN) angewendet, das man durch 

 Erhitzen von mit Borsaure getrankter Kohle in 

 Gegenwart von Stickstoff herstellte (Banet, 1879, 

 Engl. Pat. 4338). L y o n s und B r o a d w e 1 1 stellen 

 BN durch Elektrolyse eines auf 1000" erhitzten 

 Bades von Boraten her, in Gegenwart von Stick- 

 stoff. Durch Behandlung mit Wasser erhalt man 

 aus dem Bornitrid Ammoniak, nach der Glcichung: 



BN + 3H.,0 == B(OH) S + NH ; 

 Behandelt man Bornitrid mit einer Saure, so er- 

 halt man Borsaure und das entsprechende Ammo- 

 niaksalz. 



Auch Silicium verbindet sich bei 1250 1300 

 mit Stickstoff zu Siliciumnitrid ; da jedoch dieses 

 hauptsachlich nur durch Alkali und zwar sehr 

 langsam in Ammoniak iibergefuhrt wird, so hat 

 es fiir die Ammoniaksynthese keine grofie Be- 

 deutung. 



Wichtiger fiir die Ammoniakerzeugung ist das 

 Aluminiumnitrid A1N. Matignon beobachtete, 

 daS beim starken Erhitzen von Aluminiumpulver 

 das Aluminium verbrennt, und dafi sich neben 

 Al.jO 8 stets auch Aluminiumnitrid bildet. Die 

 Vereinigung von Aluminium und Stickstoff geht, 

 wie Fichter 1907 gezeigt hat, bei einer Tem- 

 peratur von 720 740 vor sich. Da jedoch 

 metallisches Aluminium zu teuer ist, so lafit sich 

 diese Methode zur technischen Gewinnung des 

 Nitrids nicht anwenden. Es lag jedoch nahe, statt 

 des Metalles das Oxyd (A1.,O 3 ) anzuwenden, was 

 auch Ende der goer Jahre von Willson, Chal- 

 mott und Mehner in ihren Patenten zur Nitrid- 

 herstellung benutzt wurde. Die Schwierigkeiten 

 bei der Ausfiihrung dieserPatente iiberwandt jedoch 

 erst O. S e r p e k , der extrem hohe Temperaturen 



vermied und die Bildung von Aluminiumkarbid 

 A1 4 C 3 schon im Keime vermied. Wohl lafit sich 

 A1,C 3 zur Nitridherstellung heranziehen, gemafi 

 der Gleichung: A1,O. S + A1 4 Q, + 6N = 6 A1N + 

 3CO. Diese Reaktion vollzicht sich bei einer 

 Temperatur von etwa 1500"; erhoht man jedoch 

 die Reaktionstemperatur nur um etwa 50", so 

 kann man ohne Karbidzusatz allein aus Tonerde 

 und Kohle das Aluminiumnitrid herstellen (D. R.P. 

 224628 vom 1 6. 3. 1909). Am vorteilhaftesten 

 verwendet man als Ausgangsprodukt Bauxit. Setzt 

 man jedoch der Tonerde Katalysatoren wie Eisen, 

 Kieselsaure, Titansaure, Mangan usw. zu, so kann 

 diese ebenso leicht wie der Bauxit in das Nitrid 

 iibergefiihrt werden. 



Eine Erniedrigung der Reaktionstemperatur 

 erreichte Serpek dadurch, dafi er dem Stickstoff 

 etwa 5 Vol.- /,, Wasserstoff beimischte. Bei dieser 

 Versuchsanordnung ist es erforderlich 5 6 Stun- 

 den bei nur 1250 1300 zu erhitzen und zwar 

 bei einem ca. 5 fachen N-Uberschufi , da das sich 

 bildende, die Reaktion hemmende CO stark ver- 

 diinnt werden mufi. ') Dieser Vorteil kommt je- 

 doch erst bei einer Erhohung der Temperatur 

 zum richtigen Ausdruck; so kann man z. B. schon 

 durch ein halbstiindiges Erhitzen von Bauxit auf 

 iCoo" in richtig konstruierten Apparaten samt- 

 liche Tonerde in Nitrid umwandeln. Bei weiterer 

 Erhohung der Temperatur lafit sich die Reaktions- 

 zeit noch bedeutend abkiirzen und bei einer Tem- 

 peratur von 1900" endlich erreicht man eine voll- 

 standige Umwandlung von Tonerde in Nitrid inner- 

 halb 5 Minuten ja sogar, in letzter Zeit, innerhalb 

 von Bruchteilen von Sekunden. 



Das Aluminiumnitrid wird durch Wasser in 

 Ammoniak und Tonerdehydrat gespalten: 

 2A1N -f 6H.,O = 2NH 3 + A1 2 (OH),.. 



Diese Zerlegung findet im Ruhrautoklaven 

 statt. Um reine Tonerde zu erzeugen, zerlegt man 

 das Nitrid nicht mit Wasser , sondern mit Alu- 

 minatlosung (20 Be). Bei einem Druck von 2 Atmo- 

 spharen voll/.ieht sich die Zersetzung in I l ^ bis 

 2 Stunden. Durch Dekantation lafit sich die Ton- 

 erdelosung leicht von den ungelosten Verunreini- 

 eung'en trennen und man erhalt aus ihr nach 



i> O 



Bayer's Vorschrift durch Autoausfallung reine 

 Tonerde. Die zuriickbleibende Aluminatlauge 

 kann zur Zerlegung neuer Mengen Aluminium- 

 nitrid benutzt werden. 



Bei den oben besprochenen Verfahren der 

 synthetischen Ammoniakerzeugung wurde Wasser 

 oder Wasserdampf bei hoherer Temperatur in 

 Gegenwart von Cyaniden oder Nitriden zerlegt, 

 so dafi der Stickstoff aus diesen Korpern sich 

 mit dem fret gewordenen Wasserstoff zu Ammoniak 

 vereinigte. Jetzt wenden wir uns einer Methode 

 zu, bei der Wasserstoff und Stickstoff direkt in 



') Man vgl. auch : Adolph Sprcngel, Cber Aluminium- 

 nitrid (Diss. Basel 1912) und \V. Frankel's Studie fiber die 

 I'.ilduog von Aluminiumnitrid aus Tonerde, Kohle und Stick- 

 stoff (Zeitschrift fiir Elektrochemie 19, Nr. 8, 362). 



