UN ammoniaca, con la formula NH3, è un gas incolore, tossico, con un odore forte e sgradevole. Ha una geometria piramidale, oltre ad essere il gas più solubile in acqua questo è noto, proprio dalla formazione di legami di idrogeno. È una sostanza importante nel ciclo globale dell'azoto.
È ampiamente usato come fertilizzante, dal momento che il azoto È un macronutriente per le piante. Il suo processo produttivo principale è il processo Haber-Bosch, sviluppato all'inizio del XX secolo. È una sostanza che ispira attenzione, poiché ha un grande potenziale tossico e, in alcuni casi, l'esposizione ad essa può essere fatale.
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riassunto sull'ammoniaca
- L'ammoniaca è una molecola con la formula NH3, polare, solubile in acqua e di geometria piramidale.
- È un gas incolore e tossico con un odore forte e sgradevole.
- Buona parte dell'ammoniaca prodotta è destinata alla produzione di fertilizzanti, poiché l'azoto è un macronutriente per le piante.
- Il modo principale per ottenere l'ammoniaca sinteticamente è attraverso il processo Haber-Bosch, sviluppato all'inizio del XX secolo.
- L'ammoniaca ispira cautela e l'esposizione a questo gas può causare seri problemi, inclusa la morte.
- Pur essendo conosciuto fin dall'antichità, fu isolato e caratterizzato solo nel XVIII secolo.
proprietà dell'ammoniaca
- formula molecolare: NH3.
- Massa molare: 17.031 g.mol-1.
- Punto di fusione: -77,73 °C.
- Punto di ebollizione: -33,33 °C.
- Densità: 0,696 g. l-1.
- Aspetto fisico: gas incolore.
- Solubilità: molto solubile in acqua (≈ 530 g. l-1 a 20 °C); solubile in etanolo È etere etilico.
- momento dipolare: 1,47 D (molecola polare).
- geometria molecolare: piramidale.
Quali sono le caratteristiche dell'ammoniaca?
L'ammoniaca è un Gas incolore, tossico, dall'odore pungente. Si verifica in natura, principalmente attraverso il decadimento anaerobico della materia vegetale e animale, e viene rilevato anche nello spazio. Alcune verdure, in combinazione con i batteri Rizobio, sono in grado di fissare l'azoto atmosferico e quindi di produrre NH3, in una fase importante del ciclo globale dell'azoto.
Quando reagisci con ossigeno, in un combustione, produce azoto gassoso e acqua:
4 NH3 +302 → 2 n2 + 6 ore2O
Tra i gas, l'ammoniaca ha la massima solubilità in acqua, diretta conseguenza della formazione del suo legame idrogeno con le molecole H2O. Ha anche un carattere leggermente basico, dovuto alla seguente reazione di ionizzazione:
NH3 (aq) + h2O(l) ⇌ NH4+ (acq) + OH- (qui) kB = 1,8 x 10-5
Il basso valore di KB mostra che poca ammoniaca ionizza, quindi anche in soluzioni diluite l'odore di ammoniaca è ancora percettibile.
A cosa serve l'ammoniaca?
Più di L'80% della produzione mondiale di ammoniaca viene utilizzata direttamente o meno agricoltura. Tra i fertilizzanti prodotti con l'ammoniaca ci sono l'urea, il fosfato di ammonio, il nitrato di ammonio e altri nitrati. Secondo lo United States Geological Survey, nel 2018 la produzione mondiale di ammoniaca è stata di circa 144 milioni di tonnellate, con la Asia il principale produttore, in gran parte dovuto al Cina.
che tutto PerchéL'azoto è uno dei macronutrienti delle piante. e, quindi, è un elemento essenziale per la sua buona crescita.
anche ammoniaca importante nella sintesi dell'acido nitrico, una delle sostanze chimiche più prodotte e commercializzate al mondo. Il processo inizia con il ossidazione da N.H3 a NO, mediante combustione di ammoniaca alla temperatura di 1200 K in presenza di un catalizzatore di rodio e platino (Rh/Pt):
4 NH3 +502 → 4 NA + 6 H2O
L'NO viene quindi miscelato con aria e assorbito in controcorrente di acqua, producendo, dopo pochi passaggi, acido nitrico, con una concentrazione di circa il 60% in massa.
Tra gli usi minori c'è l'applicazione dell'ammoniaca nell'industria cosmetica e anche nella composizione di prodotti per la pulizia e sbiancanti.
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Ottenere ammoniaca
La principale forma di produzione di ammoniaca è di Processo Haber-Bosch, sviluppato per la prima volta nel 1908 dal chimico tedesco Fritz Haber e poi adattato su scala industriale dal chimico e ingegnere tedesco Carl Bosch tra il 1909 e il 1913. Entrambi sono stati premiati con il premio Nobel di Chimica per l'impresa.
![Francobollo svedese del 1978 in onore dello scienziato Fritz Haber. [1]](/f/4b0723ee95dab53774bdd0290996b108.jpg)
UN La reazione del processo è la seguente:
NO2 + 3H2 ⇌ 2 NH3
L'idrogeno è prodotto attraverso il metano, CH4, con vapore e aria, producendo CO e idrogeno gassoso. La stessa CO può anche reagire con il vapore per produrre più idrogeno gassoso.
CH4 +S2O → CO + 3 H2
CO+H2O → CO2 + H2
La sfida con il processo Haber-Bosch è la resa e, per ottenere una buona resa, le condizioni la termodinamica deve essere regolata molto bene, in una classica applicazione dei principi della Chimica Fisica nei sistemi in bilancia.
Essendo una reazione esotermica (ΔH = - 92 kJ.mol-1), l'aumento della temperatura, nonostante l'aumento della velocità di reazione chimica, diminuisce la resa della reazione. Ad una data temperatura, sia la velocità della reazione che la sua resa aumentano in una situazione di alta pressione. Anche la presenza di un catalizzatore facilita il processo. Pertanto, le condizioni di produzione ideali sono con il temperatura vicino a 450 °C, a pressione di 20.260 kPa e un catalizzatore Fe eterogeneo3O4 mescolato con k2Oh, SiO2 e Al2O3.
Precauzioni con ammoniaca
L'ammoniaca è un gas tossico, ma le concentrazioni naturali di questo composto non sono pericolose per noi. Già per chi lavora con questa sostanza l'attenzione deve essere costante, poiché a livelli più elevati di esposizione NH3 può causare seri danni, come irritazione al pelle, noi occhi, in gola e polmoni, oltre al verificarsi di tosse e ustioni. Quando la concentrazione di ammoniaca è compresa tra 2500 e 4000 ppm (mg. L-1) nell'aria, provoca la morte di un essere umano in circa 30 minuti ea livelli di concentrazione più elevati, come da 5000 a 10000 ppm, la morte è praticamente istantanea.
Nonostante tutto questo, ammoniaca non classificato come cancerogeno dall'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC).
storia dell'ammoniaca
Sebbene sia chiaro che l'ammoniaca è nota fin dall'antichità, uno dei primi riferimenti a una soluzione l'acqua di questa sostanza proviene dall'opera di Raimondo Lullo, missionario catalano vissuto tra il XIII e XIV. Il libro Il chimico scettico (dall'inglese Il chimico scettico), del 1661 e scritto da Robert Boyle, menziona anche una soluzione acquosa di ammoniaca, nello stesso modo in cui Johann Kunkel van Lowenstern menziona il gas nelle sue opere.
UN la scoperta è attribuita all'inglese Joseph Pristly*, che isolò e caratterizzò il composto nel 1773 riscaldando una soluzione acquosa di ammoniaca (che chiamò “spirito volatile di sale di ammonio”). A quel tempo, Pristly si riferiva al gas come "aria alcalina". Nel 1782, il chimico svedese Torburn Olof Bergman suggerì il nome ammoniaca per "aria alcalina" e, nel 1785, il chimico francese Claude Louis Berthollet determinò la composizione chimica dell'ammoniaca.
* L'American Chemical Society accredita anche lo svedese Joseph Black, l'irlandese Peter Woulfe e lo svedese Carl Wilhelm Scheele come scienziati che hanno isolato l'ammoniaca.
Di Stefano Araujo Novais
Insegnante di chimica