garten-pur

Vor kurzem haben wir eine Klausur zum Thema Stickstoff/Stickstoffkreislauf geschrieben welche bei mir wirklich gut ausgefallen ist, jedoch habe ich die Punkte beim Erklären des Kreislaufes verschenkt, da ich das System und den Sinn dahinter anscheinend noch nicht wirklich verstanden habe!

Gab es eine Auflösung, was du hättest schreiben sollen?So ganz grob wäre meine Vorstellung: Stickstoff wird in anorganischer Form von Pflanzen aufgenommen und zum Aufbau von Gewebe genutzt, findet sich vor allem in Eiweißen. Wenn Pflanzen gefressen werden (von Mensch, Tier, oder Humusorganismen), werden diese Eiweiße u.a. stickstoffhaltige Verbindungen entweder weiterverwertet (z.B. Aufbau von körpereigenem Protein aus Aminosäuren) oder zur Energiegewinnung verstoffwechselt. Dabei wird Stickstoff dann letztendlich wieder in eine pflanzenverwertbare Form umgebaut. Tierische Organismen (zumindest die Wirbeltiere) wandeln übrigen Stickstoff beim Stoffwechsel übrigens erst mal in Ammoniak um - der ist giftig und wird deswegen vom Körper in Harnstoff (bei Vögeln und Reptilien auch Harnsäure) umgebaut, die viel weniger giftig sind. Und die werden mit dem Harn oder auch Kot ausgeschieden. Deswegen ist Harn und Mist auch ein prima Stickstoffdünger. Und eiweißhältige tierische Materialien (Blutmehl, Hornspäne etc.) sind stickstoffhaltige Dünger, die aber nicht unmittelbar pflanzenverfügbar sind, sondern erst von den Bodenorganismen (Pilze, Bakterien, Würmer...) so weit abgebaut werden müssen, dass was rauskommt, das Pflanzen brauchen können. Oder sollte es wirklich richtig chemisch sein mit Reduktion, Oxidation etc?

leider gab es keine auflösung dazu, wir haben das einfach alles in unserer mappe stehen aber eben so, dass ich das nicht ganz gerafft habe nein, das ist super so... bloß keine chemischen reaktionen! ich brauche nur den sachverhalt "idiotensicher" erklärt 1min. Beitragsanzahl noch nicht erreicht

Ich weiß nicht, ob ich dir helfen kann, aber mir kommt vor, dein Problem den Kreislauf zu schließen liegt irgendwo zwischen dem pflanzlichen Protein und dem Ammoniak/Ammonium zu liegen. Der Rest scheint dir ja klar zu sein, also die Stickstofffixierung aus der Atmosphäre zu Ammonium durch gewisse Bakterien (bristlecone hat dazu was geschrieben) oder die Nitrifikation (die Oxidation von Ammonium zu letztlich Nitrat.Vielleicht hilft es doch, sich das anhand von Oxidationsstufen als Treppe zu veranschaulichen: Elementarer Stickstoff der Atmosphäre hat Oxidationsstufe 0 (Null). Nitrat, die am stärksten oxidierte Form von Stickstoff, hat plus 5 (der Stickstoff hat quasi 5 Elektronen, negative Ladungsträger) "abgegeben", deshalb einen "Überschuss", ein "Plus" von 5 positiven Ladungsträgern im Atom. Lebewesen, welche Ammoniak (Stickstofffixierung!) oder Protein (Verwertung deines Düngers) aufbauen, bringen den Stickstoff in die Oxidationsstufe minus 3 (der Stickstoff hat quasi 3 negative Ladungsträger (=Elektronen) Überschuss, das ist ein dreifaches "Minus".Ammoniak, Ammonium und Proteine befinden sich also auf dem gleichen Niveau auf dem Bild mit der Treppe, nämlich ganz oben. Jetzt stellen wir uns vor, jede Änderung der Oxidationsstufe wäre eine Stufe eine Treppe hinauf oder hinab. Auf dem Treppenabsatz , nicht ganz in der Mitte der Treppe steht der elementare Stickstoff, das N2 der Luft - das ist das "Null-Niveau". Von hier kann ich den Stickstoff unter Energieaufwendung 3 Stufen hinauf bis ans Ende der Treppe tragen, dann hat er 3 Elektronen gekriegt und befindet sich in Verbindungen wie Ammoniak/ (Ammoniumionen), Proteinen... . Das machen gewisse Bakterien - oder auch die Düngemittelindustrie, wenn sie Ammoniak herstellt aus Luftstickstoff.Oder man kann den Stickstoff die Treppe hinunter schieben, wobei er über Nitrit (3 Treppenstufen hinunter, Verlust von 3 Elektronen) schließlich ganz unten am Treppenanfang beim Nitrat (5 Treppenstufen hinunter, 5 Elektronen verloren) landet.Du musst also "umdenken" - plus 5 ist ganz unten - minus 3 ist ganz oben - halt verkehrte Welt. Hat aber damit zu tun, dass Elektronen negativ sind. Je mehr Eletronen die Atome aufnehmen, desto negativer werden sie; je mehr Elektronen sie abgeben, desto größer der positive Ladungsüberschuss - also "ganz unten" - fünf Elektronen abgegeben, fünffacher positiver Ladungsüberschuss, Oxidationsstufe "plus fünf".Pflanzen, die Nitrat verwerten, schleppen das Nitrat vom plus 5 Niveau (das ist das ganz unten - wie gesagt, "verkehrte Welt")- nach ganz oben, auf das minus 3 Niveau. Warum sie das machen - weil Nitrat so schön reaktiv ist. Der Luftstickstoff (Stufe Null) wäre nur drei Treppenstufen hochzutragen auf das "Minus drei"-Niveau, aber der ist so unreaktiv wie a "douda Hund". Das schaffen halt die gewissen "stickstofffixierenden Bakterien".Und dann gibt's noch einen Kurzschluss zwischen "ganz oben" und "ganz unten" - so eine Art Paternoster - oben steigen Ammoniumionen ein - unten Nitrat(Nitrit-)Ionen und sie treffen ich als elementarer Stickstoff auf dem "Null-Niveau" dazwischen.Wenn das mit deinen Düngegaben passiert, dann hast du umsonst gedüngt, weil der Luftstickstoff in die Atmosphäre entweicht und für die (meisten) Pflanzen nicht so ohne weiteres verfügbar ist. Dein schönes Nitrat und Ammonium ist wieder Luftstickstoff geworden.Dass der Stickstoff von ganz unten 5 Elektronen braucht, um wieder auf dem "Null-Niveau" zu landen und der ganz oben nur 3 Elektronen abgeben kann, bis er das Nullniveau erreicht hat, braucht dich vorerst nicht stören. Das gleicht sich ganz einfach dadurch aus, dass eine unterschiedliche Anzahl von Stickstoffatomen oben und unten einsteigt (also, wenn 5 oben einsteigen und auf das Null-Niveau runterfahren (5 x 3 Elektronen abgeben), können drei unten einsteigen und vom "plus 5" Niveau auf das Null-Niveau hochfahren (3 x 5 Elektronen aufnehmen).Und dadurch, dass die von ganz unten (Nitrat) und die von ganz oben (Ammoniak/Protein) wieder auf das "Null-Nivau" (elemtarer Stickstoff, N2) fahren können, wird die Treppe irgendwie zum "Kreis".

Oxidationszahlen sind mir ja jetzt nicht völlig fremd, aber diese Erkärung habe ich nicht geschnallt. Und das aus Ammonium und Nitrat Stickstoff wird, dazu brauchts ne Initalzündüng, und bei der Explosion von Ammoniumnitrat gibts bestimmt auch NOx. Ich helfe mir mit der Reihe. Eiweiß, Peptid, Amid, Ammoniak, Lachgas, Nitrit, Nitrat. Die Reihe muss nicht in eine Richtung laufen, sondern kann vor und zurück und muss auch nicht zwangsläufig am Ende ankommen. Die kann machen was sie will, je nach Umweltbedienungen. Auf Grundwasserbeeinflussten oder übernässten Böden wirds zB wohl eher weniger Nitrat geben und nach Nitratdüngung mit anschließend sehr viel Regen eine Portion Lachgas. Um mal auf die Bakterien bezüglich Dynamik zwischen Ammonium und Nitrat zu kommen, die Commamox sind noch recht wenig bekannt. http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-19 ... 11-27.html

Das Stichwort ist "Komproportionierung" - allerdings hast du Recht, dass die Denitrifikation nicht allein auf die Oxidation von Ammoniak/Ammonium beruht, sondern Nitrat auch durch jede Menge anderer Substanzen und Reaktionen reduziert werden kann - dazu braucht es keinen Initialzünder und keine Explosion.Die Reaktion von Nitrat und Ammonium wurde nur gewählt, um den "Kreislauf" zu veranschaulichen. Wir sind von Luftstickstoff ausgegangen und landen am Ende wieder beim - Luftstickstoff (Oxidationsstufe Null).Aber falls dir die Komproportionierungsreaktion nicht gefällt: (stickstofffixierende Bakt.) (Nitrifikation) ( Denitrifikation) N2 (Luftstickstoff) ------------------------------> Ammoniak(Ammonium) ----------------> Nitrat------------------>Luftstickstoff ^ l l l l l l V Protein <------------------------ (Pflanze)