Ammoniak (NH3): Was es ist, wozu es dient, Risiken

A Ammoniak, mit der Formel NH3, ist ein farbloses, giftiges Gas mit einem starken und unangenehmen Geruch. Es hat eine Pyramidengeometrie und ist außerdem das am besten lösliche Gas überhaupt Wasser das ist bekannt, genau durch die Bildung von Wasserstoffbrücken. Es ist ein wichtiger Stoff im globalen Stickstoffkreislauf.

Es wird seitdem häufig als Dünger verwendet Stickstoff Es ist ein Makronährstoff für Pflanzen. Sein Hauptproduktionsverfahren ist das Haber-Bosch-Verfahren, das zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt wurde. Es ist eine Substanz, die zur Vorsicht anregt, da sie ein großes toxisches Potenzial hat und in bestimmten Fällen die Exposition gegenüber ihr tödlich sein kann.

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Themen dieses Artikels

• 1 - Zusammenfassung über Ammoniak
• 2 - Eigenschaften von Ammoniak
• 3 - Was sind die Eigenschaften von Ammoniak?
• 4 - Wozu dient Ammoniak?
• 5 – Gewinnung von Ammoniak
• 6 – Vorsichtsmaßnahmen mit Ammoniak
• 7 - Geschichte von Ammoniak

Zusammenfassung über Ammoniak

• Ammoniak ist ein Molekül mit der Formel NH₃, polar, wasserlöslich und von Pyramidengeometrie.
• Es ist ein farbloses, giftiges Gas mit einem starken, unangenehmen Geruch.
• Ein großer Teil des erzeugten Ammoniaks ist für die Herstellung von bestimmt Düngemittel, da Stickstoff ein Makronährstoff für Pflanzen ist.
• Der wichtigste Weg, Ammoniak synthetisch zu gewinnen, ist das Haber-Bosch-Verfahren, das zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt wurde.
• Ammoniak mahnt zur Vorsicht, und der Kontakt mit diesem Gas kann zu ernsthaften Problemen bis hin zum Tod führen.
• Obwohl es seit der Antike bekannt war, wurde es erst im 18. Jahrhundert isoliert und charakterisiert.

Ammoniakeigenschaften

• Molekularformel: NH₃.
• Molmasse: 17,031 gmol^-1.
• Fusionspunkt: -77,73 °C.
• Siedepunkt: -33,33 °C.
• Dichte: 0,696 g. L^-1.
• Aussehen: farbloses Gas.
• Löslichkeit: sehr gut wasserlöslich (≈ 530 g). L^-1 bei 20 °C); löslich in Ethanol Es ist Ethylether.
• Dipolmoment: 1,47 D (polares Molekül).
• Molekulargeometrie: Pyramidenförmig.

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Was sind die Eigenschaften von Ammoniak?

Ammoniak ist ein Farbloses, giftiges, stechend riechendes Gas. Es kommt in der Natur vor allem durch den anaeroben Zerfall pflanzlicher und tierischer Materie vor und wird auch im Weltraum nachgewiesen. Etwas Gemüse, kombiniert mit Bakterien Rhizobiumsind in der Lage, Luftstickstoff zu binden und so NH zu produzieren₃, in einer wichtigen Phase in der globalen Stickstoffkreislauf.

Wenn Sie mit reagieren Sauerstoff, in einem Verbrennung, produziert Stickstoffgas und Wasser:

4 NH₃ +30₂ → 2N₂ + 6H₂Ö

Zwischen den Gase, Ammoniak hat die höchste Löslichkeit in Wasser, eine direkte Folge der Bildung seiner Wasserstoffbindung mit H-Molekülen₂Ö. Aufgrund der folgenden Ionisierungsreaktion hat es auch einen leicht basischen Charakter:

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

Der niedrige Wert von K_B zeigt, dass Ammoniak nur wenig ionisiert, sodass auch in verdünnten Lösungen der Geruch von Ammoniak noch wahrnehmbar ist.

Abbildung des Ammoniakmoleküls.

Wozu dient Ammoniak?

Mehr von 80 % der weltweiten Ammoniakproduktion werden direkt oder nicht verwendet Landwirtschaft. Zu den Düngemitteln, die mit Ammoniak hergestellt werden, gehören Harnstoff, Ammoniumphosphat, Ammoniumnitrat und andere Nitrate. Nach Angaben des United States Geological Survey belief sich die weltweite Ammoniakproduktion im Jahr 2018 auf etwa 144 Millionen Tonnen Asien der Hauptproduzent, vor allem aufgrund der China.

das alles WarumStickstoff ist einer der Makronährstoffe der Pflanzen. und daher ist es ein wesentliches Element für sein gutes Wachstum.

Ammoniak wird als Dünger verwendet.

auch Ammoniak wichtig bei der Synthese von Salpetersäure, eine der am meisten produzierten und gehandelten chemischen Substanzen der Welt. Der Prozess beginnt mit dem Oxidation aus NH₃ zu NO durch Verbrennung von Ammoniak bei einer Temperatur von 1200 K in Gegenwart eines Rhodium- und Platinkatalysators (Rh/Pt):

4 NH₃ +50₂ → 4 NO + 6 H₂Ö

Anschließend wird das NO mit Luft vermischt und im Gegenstrom von Wasser absorbiert, wodurch nach wenigen Schritten Salpetersäure mit einer Konzentration von etwa 60 Masse-% entsteht.

Zu den kleineren Anwendungen gehört die Verwendung von Ammoniak in der Kosmetikindustrie sowie in der Zusammensetzung von Reinigungsmitteln und Bleichmitteln.

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Ammoniak gewinnen

Die Hauptform der Ammoniakproduktion ist durch Haber-Bosch-Verfahren, erstmals 1908 entwickelt vom deutschen Chemiker Fritz Haber und dann zwischen 1909 und 1913 vom deutschen Chemiker und Ingenieur Carl Bosch in den industriellen Maßstab übernommen. Beide wurden mit dem ausgezeichnet Nobelpreis of Chemistry für die Leistung.

Schwedische Briefmarke von 1978 zu Ehren des Wissenschaftlers Fritz Haber. [1]

A Die Prozessreaktion ist wie folgt:

NEIN₂ + 3H₂ ⇌ 2 NH₃

Wasserstoff wird durch erzeugt Methan, CH₄, mit Dampf und Luft, wodurch CO und Wasserstoffgas entstehen. CO selbst kann auch mit Dampf reagieren, um mehr Wasserstoffgas zu erzeugen.

CH₄ +H₂O → CO + 3 H₂

CO + H₂O → CO2 + H₂

Die Herausforderung beim Haber-Bosch-Verfahren ist die Ausbeute, und damit eine gute Ausbeute erzielt werden kann, müssen die Bedingungen geschaffen werden Die Thermodynamik muss in einer klassischen Anwendung der Prinzipien der physikalischen Chemie in Systemen sehr gut angepasst werden Gleichgewicht.

Da es sich um eine exotherme Reaktion handelt (ΔH = - 92 kJ.mol^-1), der Temperaturanstieg trotz Erhöhung der Geschwindigkeit chemische Reaktion, verringert die Ausbeute der Reaktion. Bei einer bestimmten Temperatur erhöhen sich unter hohem Druck sowohl die Reaktionsgeschwindigkeit als auch die Ausbeute. Auch die Anwesenheit eines Katalysators erleichtert den Prozess. Daher liegen ideale Produktionsbedingungen vor Temperatur nahe 450 °C, a Druck von 20.260 kPa und einem heterogenen Fe-Katalysator₃Ö₄ gemischt mit K₂O, SiO₂ und Al₂Ö₃.

Vorsichtsmaßnahmen mit Ammoniak

Ammoniak ist ein giftiges Gas, doch natürliche Konzentrationen dieser Verbindung sind für uns ungefährlich. Bereits Für diejenigen, die mit dieser Substanz arbeiten, muss die Aufmerksamkeit konstant sein, da bei höherer Exposition NH₃ kann schwere Schäden, wie z. B. Reizungen, verursachen Haut, uns Augen, im Hals und Lunge, zusätzlich zum Auftreten von Husten und Verbrennungen. Wenn die Ammoniakkonzentration im Bereich von 2500 bis 4000 ppm (mg) liegt. L-1) in der Luft verursacht es den Tod eines Menschen in etwa 30 Minuten und bei höheren Konzentrationen, wie 5000 bis 10000 ppm, tritt der Tod praktisch augenblicklich ein.

Trotz alledem Ammoniak nicht als krebserregend eingestuft von der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC).

Geschichte von Ammoniak

Obwohl bekannt ist, dass Ammoniak schon seit der Antike bekannt ist, handelt es sich hier um einen der ersten Hinweise auf eine Lösung Wasser dieser Substanz stammt aus der Arbeit von Raymond Lully, einem katalanischen Missionar, der zwischen dem 13. und 19. Jahrhundert lebte XIV. Das Buch Der skeptische Chemiker (aus dem Englischen Der skeptische Chymist), aus dem Jahr 1661 und verfasst von Robert Boyle, erwähnt ebenfalls eine wässrige Ammoniaklösung, so wie Johann Kunkel van Lowenstern das Gas in seinen Werken erwähnt.

A Die Entdeckung wird dem Engländer Joseph Pristly zugeschrieben^*, der die Verbindung 1773 isolierte und charakterisierte, indem er eine wässrige Ammoniaklösung erhitzte (die er den „flüchtigen Geist des Ammoniumsalzes“ nannte). Damals bezeichnete Pristly das Gas als „alkalische Luft“. 1782 schlug der schwedische Chemiker Torburn Olof Bergman den Namen Ammoniak für „alkalische Luft“ vor und 1785 bestimmte der französische Chemiker Claude Louis Berthollet die chemische Zusammensetzung von Ammoniak.

^* Die American Chemical Society nennt auch den Schweden Joseph Black, den Iren Peter Woulfe und den Schweden Carl Wilhelm Scheele als Wissenschaftler, die Ammoniak isoliert haben.

Von Stefano Araujo Novais
Chemielehrer 

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