7, Stickstoff (N)

Nitrogenium, lat. niter = Salpeter, gr. gennan = bilden; Salpeterbildner

Redox-Verhalten:

         
   
  C N O  
  Si P S  
         
 
Oxidationsstufen: -3, -2, -1, +1, +2, +3, +4, +5
*1Max. ggü. Fluor/Sauerstoff:  +5
Min. ggü. Wasserstoff:  -3
*2Binäre Verbindungen:  +1, +2, +3, +4, +5 *1 In binären Verbindungen mit Fluor/Sauerstoff; nicht in Komplexen!
*2 Oxidationsstufe als elektropositiver Teil einer Verbindung.
*3 Oxidationsstufe als Zentralatom eines Komplexes.
*3Komplexverbindungen:  -3 (NH4+) bis +5 (NO3-)

  Nichtmetallische Spannungsreihe (-3/0):
    pH 0: 0.092 V pH 14: -1.293 V

Redox-Reaktionen:

Von → Nach Redoxreaktion bei pH 0 ε0 in V Redoxreaktion bei pH 14 ε0 in V

-3 ⇔ -2 2NH4+ + 3H2O → N2H5+ + 3H3O+ + 2e- 1.275 2NH3 + 2OH- → N2H4 2H2O + 2e- -0.11
-3 ⇔ 0 2NH4+ + 8H2O → N2 + 8H3O+ + 6e- 0.092 2NH3 + 6OH- → N2 + 6H2O + 6e- -1.293

-2 ⇔ -1 N2H5+ + 3H2O → 2NH3OH+ + H3O+ + 2e- 1.41 N2H4 + 2OH- → 2NH2OH + H2O + 2e- 0.73

-1 ⇔ 0 2NH3OH+ + 2H2O → N2 + 4H3O+ + 2e- -1.87 2NH2OH + 2OH- → N2 + 4H2O + 2e- -3.04

-0.33 ⇔ 0[1] 2HN3 + 2H2O → 3N2 + 2H3O+ + 2e- -3.09 2N3- → 3N2 + 2e- -3.608

0 ⇔ +1 N2 + 3H2O → N2O + 2H3O+ + 2e- 1.766 N2 + 2OH- → N2O + H2O + 2e- 0.94
0 ⇔ +1 N2 + 4H2O → H2N2O2 + 2H3O+ + 2e- 2.65 N2 + 4OH- → N2O22- + 2H2O + 2e- 1.52

+1 ⇔ +2 N2O + 3H2O → 2NO + 2H3O+ + 2e- 1.591 N2O + 2OH- → 2NO + H2O + 2e- 0.76
+1 ⇔ +2 H2N2O2 + 2H2O → 2NO + 2H3O+ + 2e- 0.71 N2O22- → 2NO + 2e- 0.18

+2 ⇔ +3 NO + 2H2O → HNO2 + H3O+ + e- 0.983 NO + 2OH- → NO2- + H2O + e- -0.46
+2 ⇔ +4 NO + 3H2O → NO2 + 2H3O+ + 2e- 1.035 NO + 2OH- → NO2 + H2O + 2e- 0.664
+2 ⇔ +5 NO + 6H2O → NO3- + 4H3O+ + 3e- 0.957 NO + 4OH- → NO3- + 2H2O + 3e- 0.156

+3 ⇔ +4 HNO2 + H2O → NO2 + H3O+ + e- 1.07 HNO2 + e- → NO2 + H2O + e- 0.867
+3 ⇔ +5 HNO2 + 3H2O → NO3- + 2H3O+ + 2e- 0.934 NO2- + 2OH- → NO3- + H2O + 2e- 0.01

+4 ⇔ +5 NO2 + 3H2O → NO3- + 2H3O+ + e- 0.803 NO2 + 2OH- → NO3- + H2O + e- -0.85

Redoxpotentiale zwischen den einzelnen Oxidationsstufen:

Redoxpotentiale für pH 0:
von / nach
Ox.-Stufe:
NH4+
(-3)
N2H5+
(-2)
NH3OH+
(-1)
N2
(0)
N2O
(1)
H2N2O2
(1)
NO
(2)
HNO2
(3)
NO2
(4)
NO3-
(5)
 
NH4+ 0 1.275 1.343 0.272 0.645 0.866 0.834 0.859 0.889 0.879  
N2H5+ 1.275 0 1.41 -0.23 0.435 0.73 0.724 0.776 0.825 0.822  
NH3OH+ 1.343 1.41 0 -1.87 -0.052 0.39 0.496 0.618 0.708 0.724  
N2 0.272 -0.23 -1.87 0 1.766 2.65 1.679 1.447 1.353 1.243  
N2O 0.645 0.435 -0.052 1.766 0 0 1.591 1.287 1.215 1.112  
H2N2O2 0.866 0.73 0.39 2.65 0 0 0.71 0.847 0.921 0.892  
NO 0.834 0.724 0.496 1.679 1.591 0.71 0 0.983 1.027 0.952  
HNO2 0.859 0.776 0.618 1.447 1.287 0.847 0.983 0 1.07 0.937  
NO2 0.889 0.825 0.708 1.353 1.215 0.921 1.027 1.07 0 0.803  
NO3- 0.879 0.822 0.724 1.243 1.112 0.892 0.952 0.937 0.803 0  
Redoxpotentiale für pH 14:
von / nach
Ox.-Stufe:
NH3
(-3)
N2H4
(-2)
NH2OH
(-1)
N2
(0)
N2O
(1)
N2O22-
(1)
NO
(2)
NO2-
(3)
NO2
(4)
NO3-
(5)
 
NH3 0 -0.11 0.31 -0.807 -0.37 -0.225 -0.144 -0.197 -0.045 -0.145  
N2H4 -0.11 0 0.73 -1.155 -0.457 -0.263 -0.153 -0.214 -0.034 -0.15  
NH2OH 0.31 0.73 0 -3.04 -1.05 -0.76 -0.447 -0.45 -0.187 -0.297  
N2 -0.807 -1.155 -3.04 0 0.94 1.52 0.85 0.413 0.527 0.251  
N2O -0.37 -0.457 -1.05 0.94 0 0 0.76 0.15 0.389 0.079  
N2O22- -0.225 -0.263 -0.76 1.52 0 0 0.18 -0.14 0.196 -0.066  
NO -0.144 -0.153 -0.447 0.85 0.76 0.18 0 -0.46 0.204 -0.148  
NO2- -0.197 -0.214 -0.45 0.413 0.15 -0.14 -0.46 0 0.867 0.009  
NO2 -0.045 -0.034 -0.187 0.527 0.389 0.196 0.204 0.867 0 -0.85  
NO3- -0.145 -0.15 -0.297 0.251 0.079 -0.066 -0.148 0.009 -0.85 0  

Soweit nicht anders angegeben, wurden folgende Quellen verwendet:

1. Holleman-Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage. ISBN: 978-3-11-017770-1
2. CRC, Handbook of Chemistry and Physics, 89. Edition. ISBN: 978-1-42-006679-1
3. Irwin/McGraw-Hill, Dean's Analytical Chemistry Handbook. ISBN: 978-0-071410601
4. Bard-Stratmann, Encyclopedia of Electrochemistry. Vol 7: Inorganic Chemistry. ISBN: 978-3-52-730250-5
5. Prof. Rodomontano: Nomenclatura Chimica e Tabelle.

Die Potentialwerte in den Tabellen wurden per Script aus den bekannten Potentialen errechnet.

[1] Wert für basisches Potential: Steven G. Bratsch. Standard electrode potentials and temperature coefficients in water at 298.15K. Departement of chemistry, Southwest Texas State University, San Marcos, Texas.