Lachgas lässt sich leicht zu Hause oder im Labor herstellen. Alles, was Sie brauchen, ist eine Wärmequelle und Ammoniumnitrat. Hier finden Sie eine Anleitung zur Herstellung von Distickstoffoxid und Tipps zur sicheren Anwendung.
Name des Lachgases
Zunächst werden Sie sich vielleicht fragen, warum Distickstoffoxid Lachgas genannt wird. Der britische Chemiker Sir Humphry Davy prägte den Namen und bezog sich dabei auf die euphorisierende Wirkung des Einatmens des Gases.
Was ist Distickstoffoxid oder Lachgas?
Distickstoffoxid hat die chemische Formel N2O. Es ist ein nicht brennbares, farbloses Gas, das einen süßen Geschmack und einen leicht metallischen Geruch hat. Seine bekannteste Verwendung ist wohl die als Narkosemittel, aber Distickstoffoxid hat noch viele andere Einsatzmöglichkeiten. Es erhöht die Leistung von Verbrennungsmotoren, dient als Oxidationsmittel bei chemischen Experimenten und in der Raketentechnik, dient als Treibmittel für Lebensmittel wie Kochspray und Schlagsahne und wird in der Medizin vielfältig eingesetzt.
Lachgas herstellen
Die einfachste und sicherste Methode, um Lachgas zu Hause oder in einem kleinen Labor herzustellen, wurde von Humphry Davy entwickelt. Davy entdeckte, dass sich Ammoniumnitrat beim Erhitzen in Distickstoffoxid und Wasserdampf zersetzt:
NH4NO3 (s) → 2 H2O (g) + N2O (g)
Es ist zwar einfach, aber es ist wichtig, das Ammoniumnitrat bei einer Temperatur von 170 °C bis 240 °C (338 °F bis 464 °F) zu erhitzen. Ein Überschreiten der Höchsttemperatur führt zu einer schnellen Zersetzung und zum Zerbrechen der Glasgeräte. Am sichersten ist es, kleine Mengen Ammoniumnitrat und entweder ein Thermometer oder eine Wärmequelle mit einem Thermostat zur Temperaturkontrolle zu verwenden.
- Gebe eine kleine Menge Ammoniumnitrat in ein Reagenzglas. Verschließen Sie das Reagenzglas mit einem Ein-Loch-Stopfen. Stecke einen Plastik- oder Glasschlauch in das Loch und führe ihn in ein heißes Wasserbad. Das Wasser muss heiß sein, da sich Distickstoffoxid in kaltem Wasser auflöst, wodurch sich die aufgefangene Menge verringert. Sammeln Sie die Blasen in einem umgedrehten Gefäß. Diese Vorrichtung zum Auffangen von Gasen wird als pneumatische Wanne bezeichnet. Sie kondensiert das bei der Reaktion entstehende Wasser und entfernt Verunreinigungen wie Rauch.
- Nachdem du die Ausrüstung aufgebaut hast, erhitze das Ammoniumnitrat langsam. Du kannst dies über einer Flamme oder einem Brenner tun. Erhitze das Ammoniumnitrat so, dass die Höchsttemperatur nicht überschritten wird und sich ein bis zwei Gasblasen pro Sekunde bilden.
- Höre auf, das Ammoniumnitrat zu erhitzen, bevor es sich vollständig zersetzt hat. Dadurch wird eine Überhitzung vermieden. Schalte die Heizung aus und trenne den Schlauch vom Auffanggefäß, damit kein Wasser hineinfließen kann. Decken Sie den Behälter ab, bevor Sie ihn auf den Kopf stellen, damit Sie das Gas nicht verlieren. Du kannst den Behälter versiegeln, während er umgedreht ist, oder ihn einfach mit einer flachen Plastik- oder Glasscheibe abdecken, bevor du ihn umdrehst. Das Gas im Behälter besteht aus Distickstoffoxid und kleineren Mengen anderer Stickoxide wie Stickstoffmonoxid und Stickstoffmonoxid. An der Luft wird das Stickoxid zu Distickstoffoxid oxidiert.
Dieses Verfahren wird für die kommerzielle Herstellung von Distickstoffoxid verwendet, wobei das Gas durch Säure- und Basenbehandlung weiter gereinigt wird.
Sicherheitstipps
Hier einige Tipps zur sicheren Herstellung von Distickstoffoxid:
- Erhitzen Sie Ammoniumnitrat nicht über 240 °C oder 464 °F.
- Beenden Sie die Erhitzung, bevor sich das letzte Stückchen Ammoniumnitrat zersetzt hat.
- Verwenden Sie das reinste verfügbare Ammoniumnitrat. Reines Ammoniumnitrat ist stabiler als Ammoniumnitrat mit Verunreinigungen.
- Das Projekt unter einem Abzug (in einem Labor) oder in einem gut belüfteten Raum (zu Hause) durchführen. Distickstoffoxid ist zwar ein sicheres Laborgas, aber eine Überexposition durch Einatmen kann eine Hypoxie verursachen, ähnlich wie eine Überexposition gegenüber Heliumgas.
Andere Methoden zur Herstellung von Distickstoffoxid
Im Jahr 1772 gelang Joseph Priestley als erstem die Synthese von Distickstoffoxid. Priestly sammelte das Gas, das durch Besprengen von Eisenspänen mit Salpetersäure entstand. Dies ist zwar eine wirksame Methode, sollte aber besser im Labor als zu Hause durchgeführt werden, denn Salpetersäure sollte unter einem Abzug und mit geeigneter Ausrüstung zum Schutz vor Spritzern verwendet werden.
Eine andere Methode zur Herstellung von Distickstoffoxid zu Hause oder im Labor ist das Erhitzen einer Mischung aus Natriumnitrat und Ammoniumsulfat. Auch hier sammelt man das Gas mit einer pneumatischen Wanne. Das Erhitzen dieser Mischung ist sogar sicherer als die Zersetzung von Ammoniumnitrat.
2 NaNO3 + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 2 N2O+ 4 H2O
Auch bei der chemischen Reaktion zwischen Harnstoff, Salpetersäure und Schwefelsäure entsteht Distickstoffoxid.
2 (NH2)2CO + 2 HNO3+ H2SO4 → 2 N2O + 2 CO2 + (NH4)2SO4 + 2H2O
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