Amoniak (NH3): co to je, k čemu je, rizika

A amoniak, se vzorcem NH3, je bezbarvý, toxický plyn se silným a nepříjemným zápachem. Má pyramidální geometrii, kromě toho je nejrozpustnějším plynem voda to je známo, právě tvorbou Vodíkové vazby. Je důležitou látkou v globálním cyklu dusíku.

Je široce používán jako hnojivo, protože dusík Je to makroživina pro rostliny. Jeho hlavním výrobním procesem je Haber-Boschův proces, vyvinutý na počátku 20. století. Je to látka, která inspiruje k péči, protože má velký toxický potenciál a v určitých případech může být expozice smrtelná.

Přečtěte si také: Azbest — látka, která byla v několika zemích zakázána kvůli zdravotním problémům

Témata tohoto článku

• 1 - Shrnutí o čpavku
• 2 - Vlastnosti amoniaku
• 3 - Jaké jsou vlastnosti amoniaku?
• 4 - K čemu je amoniak?
• 5 - Získávání amoniaku
• 6 - Bezpečnostní opatření s amoniakem
• 7 - Historie čpavku

shrnutí o čpavku

• Amoniak je molekula se vzorcem NH₃, polární, rozpustný ve vodě a pyramidální geometrie.
• Je to bezbarvý toxický plyn se silným nepříjemným zápachem.
• Velká část vyrobeného čpavku je určena k výrobě hnojiva, protože dusík je pro rostliny makroživinou.
• Hlavním způsobem syntetického získávání amoniaku je Haber-Boschův proces, který byl vyvinut na počátku 20. století.
• Amoniak nabádá k opatrnosti a vystavení tomuto plynu může způsobit vážné problémy, včetně smrti.
• Přestože byl znám již od starověku, byl izolovaný a charakterizován teprve v 18. století.

vlastnosti amoniaku

• molekulární vzorec: NH₃.
• Molární hmotnost: 17,031 g.mol^-1.
• Fúzní bodTeplota tání: -77,73 °C.
• Bod varuTeplota tání: -33,33 °C.
• Hustota: 0,696 g. L^-1.
• Fyzický vzhled: bezbarvý plyn.
• Rozpustnost: velmi rozpustný ve vodě (≈ 530 g. L^-1 při 20 °C); rozpustný v ethanol to je ethylether.
• dipólový moment: 1,47 D (polární molekula).
• molekulární geometrie: pyramidový.

Nepřestávej teď... Po publicitě je toho víc ;)

Jaké jsou vlastnosti amoniaku?

Amoniak je a Bezbarvý, toxický, štiplavě páchnoucí plyn. Vyskytuje se v přírodě, především prostřednictvím anaerobního rozpadu rostlinné a živočišné hmoty, a je také detekován ve vesmíru. Některé druhy zeleniny v kombinaci s bakteriemi Rhizobium, jsou schopny fixovat vzdušný dusík a tím produkovat NH₃, v důležité fázi v globální cyklus dusíku.

Když reagujete s kyslík, v spalování, vyrábí plynný dusík a vodu:

4 NH₃ +30₂ → 2 N₂ + 6H₂Ó

Mezi plynyčpavek má nejvyšší rozpustnost ve vodě, přímý důsledek tvorby jeho vodíkové vazby s molekulami H₂Ó. Má také mírně bazický charakter díky následující ionizační reakci:

NH₃ (aq) + H₂O(l) ⇌NH₄⁺ (aq) + OH^- (zde) K_B = 1,8 x 10^-5

Nízká hodnota K_B ukazuje, že málo amoniaku ionizuje, takže i ve zředěných roztocích je zápach amoniaku stále patrný.

Ilustrace molekuly amoniaku.

K čemu je amoniak?

Více 80 % světové produkce čpavku se používá přímo nebo ne zemědělství. Mezi hnojiva, která se vyrábějí pomocí amoniaku, patří močovina, fosforečnan amonný, dusičnan amonný a další dusičnany. Podle United States Geological Survey byla v roce 2018 světová produkce amoniaku asi 144 milionů tun, přičemž Asie hlavním producentem, z velké části kvůli Čína.

to všechno pročDusík je jednou z makroživin rostlin. a proto je nezbytným prvkem pro jeho dobrý růst.

Amoniak se používá jako hnojivo.

také amoniak důležité při syntéze kyseliny dusičné, jedna z nejvíce vyráběných a obchodovaných chemických látek na světě. Proces začíná s oxidace od NH₃ na NO spalováním amoniaku při teplotě 1200 K v přítomnosti rhodiového a platinového katalyzátoru (Rh/Pt):

4 NH₃ +50₂ → 4 NO + 6 H₂Ó

NO se poté smísí se vzduchem a absorbuje se v protiproudu vody, přičemž po několika krocích vznikne kyselina dusičná s koncentrací asi 60 % hmotnostních.

Mezi menšinové použití patří aplikace čpavku v kosmetickém průmyslu a také ve složení čisticích prostředků a bělidel.

Přečtěte si také: Dusičnan amonný – vysoce reaktivní sloučenina používaná v hnojivech a výbušninách

Získávání amoniaku

Hlavní formou výroby amoniaku je Haber-Boschův proces, poprvé vyvinutý v roce 1908 od německého chemika Fritz Haber a poté ji v letech 1909 až 1913 upravil do průmyslového měřítka německý chemik a inženýr Carl Bosch. Oba byli oceněni Nobelova cena chemie pro výkon.

Švédská známka z roku 1978 na počest vědce Fritze Habera. [1]

A Reakce procesu je následující:

Ne₂ + 3H₂ ⇌ 2 NH₃

Vodík se vyrábí prostřednictvím metan, CH₄s párou a vzduchem, produkující CO a plynný vodík. Samotný CO může také reagovat s párou za vzniku většího množství plynného vodíku.

CH₄ + H₂O → CO + 3 H₂

CO + H₂O → CO2 + H₂

Výzvou pro Haber-Boschův proces je výtěžnost a podmínky pro dosažení dobré výtěžnosti termodynamika musí být velmi dobře nastavena, v klasické aplikaci principů fyzikální chemie v systémech v Zůstatek.

Jedná se o exotermickou reakci (ΔH = - 92 kJ.mol^-1), zvýšení teploty i přes zvýšení rychlosti chemická reakce, snižuje výtěžek reakce. Při dané teplotě se v situaci vysokého tlaku zvyšuje jak rychlost reakce, tak její výtěžek. Přítomnost katalyzátoru také usnadňuje proces. Ideální výrobní podmínky jsou tedy s teplota téměř 450 °C, a tlak 20 260 kPa a heterogenní Fe katalyzátor₃Ó₄ smíchaný s K₂O, SiO₂ a Al₂Ó₃.

Opatření s amoniakem

Amoniak je toxický plyn, ale přirozené koncentrace této sloučeniny pro nás nejsou nebezpečné. Již pro ty, kdo s touto látkou pracují, musí být pozornost stálá, protože při vyšších úrovních expozice NH₃ může způsobit vážné poškození, například podráždění kůže, nás oči, v krku a plíce, kromě výskytu kašle a popálenin. Když je koncentrace amoniaku v rozmezí 2500 až 4000 ppm (mg. L-1) ve vzduchu způsobí smrt člověka asi za 30 minut a při vyšších koncentracích, např. 5000 až 10000 ppm, je smrt prakticky okamžitá.

Přes to všechno čpavek není klasifikován jako karcinogen Mezinárodní agenturou pro výzkum rakoviny (IARC).

historie amoniaku

Ačkoli se rozumí, že amoniak je znám od starověku, jeden z prvních odkazů na řešení voda této látky pochází z díla Raymonda Lullyho, katalánského misionáře, který žil mezi 13. XIV. Kniha Skeptický chemik (z angličtiny Skeptický chymista), z roku 1661 a jejímž autorem je Robert Boyle, také zmiňuje vodný roztok čpavku, stejně jako Johann Kunkel van Lowenstern ve svých dílech uvádí plyn.

A objev je připisován Angličanovi Josephu Pristlymu^*, který izoloval a charakterizoval sloučeninu v roce 1773 zahřátím vodného roztoku čpavku (který nazval „těkavý duch amonné soli“). V té době Pristly označoval plyn jako „alkalický vzduch“. V roce 1782 navrhl švédský chemik Torburn Olof Bergman název čpavek pro „alkalický vzduch“ a v roce 1785 francouzský chemik Claude Louis Berthollet určil chemické složení čpavku.

^* Americká chemická společnost také považuje za vědce, kteří izolovali amoniak, Švéda Josepha Blacka, Ira Petera Woulfeho a Švéda Carla Wilhelma Scheeleho.

Autor: Stefano Araujo Novais
Učitel chemie 

Přečtěte si více o cyklu dusíku, důležitém biogeochemickém cyklu, který zajišťuje cirkulaci tohoto prvku. V tomto textu si přiblížíme jednotlivé fáze cyklu dusíku, povíme si o jejich významu a zaměříme se na roli bakterií v tomto procesu. Uvedeme také cvičení na toto téma.

Objev, který zachránil lidstvo před nedostatkem potravin.

Přečtěte si, co je dusičnan amonný, jaké jsou jeho vlastnosti a jak jej lze použít. Podívejte se také na rizika, která tato sloučenina nabízí.

Přečtěte si o dusičnanech a objevte jejich vlastnosti a použití. Podívejte se, jak mohou působit na naše tělo, a vyřešte navrhovaná cvičení na toto téma.

Klikněte a poznejte historii, vlastnosti, zdroje, způsoby získávání a použití dusíku.