Ammoniak – Struktur, Steckbrief und Herstellung

Ammoniak setzt sich aus Stickstoff N und Wasserstoff H zusammen. Die Summenformel von Ammoniak ist . Die Strukturformel (Lewis-Formel) von Ammoniak ist in der folgenden Abbildung gezeigt. Das -Molekül hat eine trigonal-pyramidale Raumstruktur. Die Lewis-Formel von bildet also eine dreiseitige Pyramide.

In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Eigenschaften von Ammoniak aufgelistet. Es ist bei Raumtemperatur gasförmig und leichter als Luft. Außerdem hat Ammoniak einen charakteristischen stechenden Geruch.

Leitet man Ammoniakgas in Wasser ein, entsteht eine Ammoniaklösung (Ammoniakwasser). In wässriger Lösung ist Ammoniak alkalisch. Es fungiert also gegenüber den Wassermolekülen als Base. Die korrespondierende Säure von Ammoniak, also die protonierte Form, heißt Ammonium (NH₄⁺). Hierbei handelt es sich um ein positiv geladenes Ion.

NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + OH^–

Ammoniak reagiert mit verschiedenen Säuren zu Salzen. Mit Salzsäure reagiert es zu Ammoniumchlorid:

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Mit Salpetersäure reagiert Ammoniak zu Ammoniumnitrat:

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

Der Großteil des industriell hergestellten Ammoniaks wird über das Haber-Bosch-Verfahren synthetisiert. Hierbei wird das Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff hergestellt. Da Stickstoff allerdings aufgrund seiner Dreifachbindung ein sehr reaktionsträges Gas ist, sind für diese Synthese extreme Bedingungen notwendig. Der Prozess läuft bei einem Druck von 300 bar und Temperaturen von 400 bis 500 °C an einem Katalysator ab. Ohne Katalysator würden diese Reaktionsbedingungen nicht ausreichen.
Das Haber-Bosch-Verfahren hat durch die hohen Drücke und Temperaturen einen extrem hohen Energieverbrauch.
Ammoniak kommt in seiner gasförmigen Form kaum in der Natur vor. Es ist eher in Form seiner Salze vorzufinden und kann aus ihnen gewonnen werden.
In der Chemie wird Ammoniak () vor allem in Lösung verwendet, da der Umgang mit dem giftigen und ätzenden Gas deutlich komplizierter ist. Ammoniak wird in der chemischen Industrie zur Gewinnung von Nitraten für Düngemittel (schwefelsaures Ammoniak), Heilmittel und Sprengstoffe verwendet. Dies geschieht über die Umsetzung des Ammoniaks zur Salpetersäure. Die Salpetersäure selbst wird sowohl im Labor als auch in der Industrie für verschiedene Zwecke eingesetzt.