Amonijak (NH3): što je to, čemu služi, rizici

A amonijak, formule NH3, je bezbojan, otrovan plin jakog i neugodnog mirisa. Ima piramidalnu geometriju, osim što je najtopiviji plin u voda to se zna, upravo po tvorbi vodikove veze. Važna je tvar u globalnom ciklusu dušika.

Široko se koristi kao gnojivo, od dušik Za biljke je makronutrijent. Njegov glavni proizvodni proces je Haber-Bosch proces, razvijen početkom 20. stoljeća. To je tvar koja potiče brigu, jer ima veliki toksični potencijal, au određenim slučajevima izloženost joj može biti fatalna.

Pročitajte također: Azbest — tvar koja je zabranjena u nekoliko zemalja zbog zdravstvenih problema

sažetak o amonijaku

• Amonijak je molekula formule NH₃, polaran, topiv u vodi i piramidalne geometrije.
• To je bezbojan, otrovan plin jakog, neugodnog mirisa.
• Dobar dio proizvedenog amonijaka namijenjen je proizvodnji gnojiva, budući da je dušik makronutrijent za biljke.
• Glavni način sintetskog dobivanja amonijaka je Haber-Boschov proces, razvijen početkom 20. stoljeća.
• Amonijak potiče na oprez, a izloženost ovom plinu može uzrokovati ozbiljne probleme, uključujući smrt.
• Unatoč tome što je poznata od davnina, izolirana je i okarakterizirana tek u 18. stoljeću.

svojstva amonijaka

• molekularna formula: NH₃.
• Molekulska masa: 17,031 g.mol^-1.
• Točka spajanja: -77.73 °C.
• Vrelište: -33.33 °C.
• Gustoća: 0,696g. L^-1.
• Fizički izgled: bezbojni plin.
• Topljivost: vrlo topiv u vodi (≈ 530 g. L^-1 na 20 °C); topiv u etanol to je etil eter.
• dipolni trenutak: 1,47 D (polarna molekula).
• molekularna geometrija: piramidalan.

Koja su svojstva amonijaka?

Amonijak je a Bezbojan, otrovan plin oštrog mirisa. Javlja se u prirodi, uglavnom kroz anaerobno raspadanje biljnih i životinjskih tvari, a također se otkriva u svemiru. Malo povrća, u kombinaciji s bakterijama Rhizobium, mogu fiksirati atmosferski dušik i tako proizvesti NH₃, u važnoj fazi u globalni ciklus dušika.

Kada reagirate sa kisik, u izgaranje, proizvodi dušik i vodu:

4 NH₃ +30₂ → 2 N₂ + 6H₂O

Između plinovi, amonijak ima najveću topljivost u vodi, izravna posljedica stvaranja njegove vodikove veze s H molekulama₂O. Također ima blago bazičan karakter, zbog sljedeće reakcije ionizacije:

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

Niska vrijednost K_B pokazuje da se malo amonijaka ionizira, pa se i u razrijeđenim otopinama još uvijek osjeća miris amonijaka.

Ilustracija molekule amonijaka.

Čemu služi amonijak?

Više od 80% svjetske proizvodnje amonijaka koristi se izravno ili ne poljoprivreda. Među gnojivima koja se proizvode pomoću amonijaka su urea, amonijev fosfat, amonijev nitrat i drugi nitrati. Prema Geološkom institutu Sjedinjenih Država, 2018. svjetska proizvodnja amonijaka iznosila je oko 144 milijuna tona, s Azija glavni proizvođač, uglavnom zahvaljujući Kina.

to je sve zaštoDušik je jedan od makronutrijenata biljaka. i stoga je bitan element za njegov dobar rast.

Amonijak se koristi kao gnojivo.

amonijak također važan u sintezi dušične kiseline, jedna od najproizvođenijih i najtrgovanijih kemijskih tvari na svijetu. Proces počinje s oksidacija iz NH₃ u NO, izgaranjem amonijaka na temperaturi od 1200 K u prisutnosti katalizatora rodija i platine (Rh/Pt):

4 NH₃ +50₂ → 4 NO + 6 H₂O

NO se zatim miješa sa zrakom i apsorbira u protustruji vode, proizvodeći, nakon nekoliko koraka, dušičnu kiselinu, s koncentracijom od oko 60% mase.

Među manjim upotrebama je primjena amonijaka u kozmetičkoj industriji te također u sastavu proizvoda za čišćenje i izbjeljivača.

Pročitajte također: Amonijev nitrat — visoko reaktivan spoj koji se koristi u gnojivima i eksplozivima

Dobivanje amonijaka

Glavni oblik proizvodnje amonijaka je putem Haber-Bosch proces, prvi put razvijen 1908 od strane njemačkog kemičara Fritz Haber a zatim ga je njemački kemičar i inženjer Carl Bosch prilagodio industrijskim razmjerima između 1909. i 1913. godine. Obojica su nagrađeni Nobelova nagrada kemije za podvig.

Švedska marka iz 1978. u čast znanstvenika Fritza Habera. [1]

A Procesna reakcija je sljedeća:

Ne₂ + 3H₂ ⇌ 2 NH₃

Vodik se proizvodi kroz metan, CH₄, s parom i zrakom, proizvodeći CO i vodik. Sam CO također može reagirati s parom i proizvesti više vodika.

CH₄ +H₂O → CO + 3 H₂

CO + H₂O → CO2 + H₂

Izazov kod Haber-Bosch procesa je prinos, a za postizanje dobrog prinosa potrebni su uvjeti termodinamika mora biti vrlo dobro prilagođena, u klasičnoj primjeni principa fizikalne kemije u sustavima u ravnoteža.

Budući da je to egzotermna reakcija (ΔH = - 92 kJ.mol^-1), povećanje temperature, unatoč povećanju brzine kemijska reakcija, smanjuje prinos reakcije. Na danoj temperaturi, i brzina reakcije i njezino iskorištenje se povećavaju u situaciji visokog tlaka. Prisutnost katalizatora također olakšava proces. Stoga su idealni proizvodni uvjeti s temperatura blizu 450 °C, a pritisak od 20.260 kPa i heterogenog Fe katalizatora₃O₄ pomiješan s K₂O, SiO₂ i Al₂O₃.

Mjere opreza s amonijakom

Amonijak je otrovan plin, ali prirodne koncentracije ovog spoja nisu opasne za nas. Već za one koji rade s ovom supstancom pažnja mora biti stalna, jer pri višim razinama izloženosti NH₃ može izazvati ozbiljna oštećenja, kao što je iritacija na koža, nas oči, u grlu i pluća, osim pojave kašlja i opeklina. Kada je koncentracija amonijaka u rasponu od 2500 do 4000 ppm (mg. L-1) u zraku, uzrokuje smrt čovjeka za oko 30 minuta, a pri višim koncentracijama, poput 5000 do 10000 ppm, smrt je praktički trenutna.

Unatoč svemu tome, amonijak nije klasificiran kao kancerogen od strane Međunarodne agencije za istraživanje raka (IARC).

povijest amonijaka

Iako se podrazumijeva da je amonijak poznat od davnina, jedno je od prvih spominjanja rješenja voda ove tvari potječe iz djela Raymonda Lullyja, katalonskog misionara koji je živio između trinaestog i XIV. Knjiga Skeptični kemičar (s engleskog Skeptični kemičar), iz 1661. čiji je autor Robert Boyle, također spominje vodenu otopinu amonijaka, na isti način na koji Johann Kunkel van Lowenstern spominje plin u svojim djelima.

A otkriće se pripisuje Englezu Josephu Pristlyju^*, koji je izolirao i karakterizirao spoj 1773. zagrijavanjem vodene otopine amonijaka (koju je nazvao "hlapljivi duh amonijeve soli"). U to je vrijeme Pristly taj plin nazivao "alkalnim zrakom". Godine 1782. švedski kemičar Torburn Olof Bergman predložio je naziv amonijak za "alkalni zrak", a 1785. francuski kemičar Claude Louis Berthollet odredio je kemijski sastav amonijaka.

^* Američko kemijsko društvo također priznaje Šveđanina Josepha Blacka, Irca Petera Woulfea i Šveđanina Carla Wilhelma Scheelea kao znanstvenike koji su izolirali amonijak.

Autor Stefano Araujo Novais
Profesor kemije