Hydroxylamin

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Strukturformel
Struktur von Hydroxylamin
Keile zur Verdeutlichung der Geometrie
Allgemeines
Name Hydroxylamin
Andere Namen

Oxyammoniak

Summenformel NH2OH (Hydroxylamin)[1]
CAS-Nummer 7803-49-8 (Hydroxylamin)
PubChem 787
Kurzbeschreibung

hygroskopische, geruch- und farblose Plättchen oder Nadeln[2]

Eigenschaften
Molare Masse 33,03 g·mol−1 (Hydroxylamin)
Aggregatzustand

fest

Dichte

1,22 g·cm−3 (14 °C)[3][4]

Schmelzpunkt
  • 33 °C (Hydroxylamin)[3][4]
  • 151 °C (Hydroxylamin·Hydrochlorid)[5]
  • 159 °C (Hydroxylamin·Hydrochlorid) (Zersetzung)[4]
Siedepunkt

58 °C (29 mbar)[3]

Dampfdruck

29,33 hPa (57 °C, Hydroxylamin)[3]

pKs-Wert
  • 8,20 (NH3OH+/NH2OH)[6]
  • 13,70 (NH2OH/NHOH)[6]
Löslichkeit
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP)[8], ggf. erweitert[3]
05 – Ätzend 07 – Achtung 08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 290​‐​302​‐​315​‐​317​‐​318​‐​335​‐​351​‐​373​‐​400
P: 273​‐​280​‐​302+352​‐​304+340​‐​305+351+338​‐​308+313 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [9] aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP) [10]
Explosionsgefährlich Gesundheitsschädlich Umweltgefährlich
Explosions-
gefährlich
Gesundheits-
schädlich
Umwelt-
gefährlich
(E) (Xn) (N)
R- und S-Sätze R: 2​‐​21/22​‐​37/38​‐​40​‐​41​‐​43Vorlage:R-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​48/22​‐​50
S: (2)​‐​26​‐​36/37/39​‐​61
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Hydroxylamin ist eine farblose, kristalline anorganische chemische Verbindung, die erstmals von Cornelis Adriaan Lobry van Troostenburg de Bruyn synthetisiert wurde.

Synthese[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hydroxylamin wird durch Reduktion höherer Oxidationsstufen des Stickstoffs (NO, NO2, NO3) mit Wasserstoff, Schwefliger Säure oder elektrischem Strom hergestellt. Hydroxylamin wird technisch durch Einleiten eines Gemisches aus Stickstoffmonoxid und Wasserstoff in eine schwefelsaure Suspension eines Katalysators (Palladium oder Platin) auf Aktivkohle hergestellt,[11] die Ausbeute beträgt bei dieser Methode 90 %.

Eine andere technische Methode ist das Einleiten von Schwefeldioxid in eine Lösung von Ammoniumnitrit in Schwefelsäure bei 0 bis 5 °C. Hierbei entsteht erst Diammoniumhydroxylaminbis(sulfonat) N(SO3NH4)2OH, welches sich bei 100 °C durch Wasser langsam in Hydroxylamin und Hydrogensulfat spaltet. Auch bei dieser Methode beträgt die Ausbeute etwa 90 %.

Eine weitere technische Methode ist die Reduktion von Salpetersäure mit elektrischem Strom, wobei hierzu eine Lösung von Salpetersäure in 50%iger Schwefelsäure verwendet wird.

Reaktionsverhalten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Unter Luftausschluss ist Hydroxylamin einige Wochen haltbar. Als wässrige Lösung ist es unter Luftausschluss ziemlich stabil. Bei Anwesenheit von Luftsauerstoff zersetzt sich Hydroxylamin sowohl als Reinstoff wie auch als Lösung sehr schnell, oberhalb von 70 °C erfolgt die Zersetzung explosionsartig.[3] Doch selbst konzentrierte Lösungen können heftig explodieren, wie Unglücksfälle in Japan und den USA gezeigt haben.[12][13]

Wegen seiner Instabilität wird Hydroxylamin meist in seine Salze (beispielsweise Hydroxylaminhydrochlorid, Hydroxylammoniumsulfat) umgewandelt.

Die vergleichsweise hohen Schmelz- und Siedetemperaturen von Hydroxylamin lassen sich zum einen durch H-Brückenbildung, andererseits durch die teilweise Tautomerisierung zum Aminoxid, welches ionische Ladungen trägt, erklären. Außerdem wirkt Hydroxylamin leicht als Ampholyt.

Mutagene Wirkung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hydroxylamin wandelt Cytosin durch Hydrolyse zu Uracil um. Uracil paart aber im Gegensatz zu Cytosin mit Adenin, weswegen sich das Basenpaar C-G nach zwei Replikationen zu T-A umwandelt. Da Uracil jedoch in der DNA nicht vorkommt, werden solche Fehler leicht erkannt und korrigiert.

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der größte Teil des industriell hergestellten Hydroxylamins wird mit Aldehyden oder Ketonen zu Oximen umgesetzt. 97 % der Weltjahresproduktion von Hydroxylamin wird zur Gewinnung von Cyclohexanonoxim aus Cyclohexanon verwendet, das über Caprolactam in Perlon umgewandelt wird. Siehe hierzu den Artikel zur Beckmann-Umlagerung.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Georg Brauer: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearb. Auflage. Band I. Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 464.
  2. a b c Eintrag zu Hydroxylamin. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 4. Mai 2014.
  3. a b c d e f g Eintrag zu Hydroxylamin, wässrige Lösung in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. Januar 2017 (JavaScript erforderlich).
  4. a b c d e David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-66.
  5. The Merck Index. An Encyclopaedia of Chemicals, Drugs and Biologicals. 14. Auflage, 2006, S. 837, ISBN 978-0-911910-00-1.
  6. a b A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1Vorlage:Holleman-Wiberg/Startseite fehlt.
  7. Datenblatt Hydroxylamine hydrochloride, 97% bei Acros, abgerufen am 26. September 2011.
  8. Eintrag zu Hydroxylamine (> 55 % in aqueous solution) im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. September 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
  9. Für Stoffe ist seit dem 1. Dezember 2012, für Gemische seit dem 1. Juni 2015 nur noch die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung gültig. Die EU-Gefahrstoffkennzeichnung ist daher nur noch auf Gebinden zulässig, welche vor diesen Daten in Verkehr gebracht wurden.
  10. Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 7803-49-8 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
  11. M. Binnewies et alii: Allgemeine und Anorganische Chemie. 2. Auflage. Spektrum, 2010, ISBN 3-8274-2533-6. S. 484.
  12. Explosion in Ojima, Japan.
  13. Explosion bei Allentown, Pennsylvania, USA.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Hydroxylamine – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien