ამიაკი (NH3): რა არის, რისთვის არის ის, რისკები

ა ამიაკიNH3 ფორმულით არის უფერო, ტოქსიკური გაზი ძლიერი და უსიამოვნო სუნით. მას აქვს პირამიდული გეომეტრია, გარდა ამისა, არის ყველაზე ხსნადი გაზი წყალი რომ ცნობილია, სწორედ ფორმირებით წყალბადის ბმები. ის მნიშვნელოვანი ნივთიერებაა აზოტის გლობალურ ციკლში.

იგი ფართოდ გამოიყენება როგორც სასუქი, ვინაიდან აზოტი ეს არის მაკროელემენტი მცენარეებისთვის. მისი წარმოების ძირითადი პროცესია მე-20 საუკუნის დასაწყისში განვითარებული Haber-Bosch-ის პროცესი. ეს არის ნივთიერება, რომელიც შთააგონებს ზრუნვას, რადგან მას აქვს დიდი ტოქსიკური პოტენციალი და ზოგიერთ შემთხვევაში, მასთან ზემოქმედება შეიძლება ფატალური იყოს.

წაიკითხეთ ასევე: აზბესტი — ნივთიერება, რომელიც აკრძალულია რამდენიმე ქვეყანაში ჯანმრთელობის პრობლემების გამო

შეჯამება ამიაკის შესახებ

• ამიაკი არის მოლეკულა NH ფორმულით₃პოლარული, წყალში ხსნადი და პირამიდული გეომეტრიის.
• ეს არის უფერო, ტოქსიკური გაზი ძლიერი, უსიამოვნო სუნით.
• წარმოებული ამიაკის დიდი ნაწილი განკუთვნილია წარმოებისთვის სასუქები, ვინაიდან აზოტი არის მაკროელემენტი მცენარეებისთვის.
• ამიაკის სინთეზურად მოპოვების მთავარი გზა მე-20 საუკუნის დასაწყისში შემუშავებული Haber-Bosch პროცესია.
• ამიაკი იწვევს სიფრთხილეს და ამ გაზის ზემოქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული პრობლემები, მათ შორის სიკვდილი.
• მიუხედავად იმისა, რომ ცნობილი იყო უძველესი დროიდან, იგი მხოლოდ მე-18 საუკუნეში იყო იზოლირებული და დახასიათებული.

ამიაკის თვისებები

• მოლეკულური ფორმულა: NH₃.
• Მოლური მასა: 17.031 გ.მოლ^-1.
• შერწყმის წერტილი: -77,73 °C.
• Დუღილის წერტილი: -33,33 °C.
• სიმჭიდროვე: 0,696 გ. ლ^-1.
• Ფიზიკური გარეგნობა: უფერო გაზი.
• ხსნადობა: წყალში ძალიან ხსნადი (≈ 530 გ. ლ^-1 20 °C ტემპერატურაზე); ხსნადი ეთანოლი Ეს არის ეთილის ეთერი.
• დიპოლური მომენტი: 1.47 D (პოლარული მოლეკულა).
• მოლეკულური გეომეტრია: პირამიდული.

რა არის ამიაკის მახასიათებლები?

ამიაკი არის ა უფერო, ტოქსიკური, მკვეთრი სუნის გაზი. ეს ხდება ბუნებაში, ძირითადად მცენარეული და ცხოველური ნივთიერებების ანაერობული დაშლის გზით და ასევე აღმოჩენილია გარე სივრცეში. ზოგიერთი ბოსტნეული, ბაქტერიებთან ერთად რიზობიუმი, შეუძლიათ დააფიქსირონ ატმოსფერული აზოტი და ამით გამოიმუშაონ NH₃, მნიშვნელოვან ეტაპზე გლობალური აზოტის ციკლი.

როდესაც თქვენ რეაგირებთ ჟანგბადი, ში წვისაწარმოებს აზოტსა და წყალს:

4 NH₃ +30₂ → 2 ნ₂ + 6 სთ₂ო

Შორის გაზებიწყალში ყველაზე მაღალი ხსნადობა ამიაკს აქვსH მოლეკულებთან მისი წყალბადური ბმის წარმოქმნის პირდაპირი შედეგი₂ო. მას ასევე აქვს ოდნავ ძირითადი ხასიათი, შემდეგი იონიზაციის რეაქციის გამო:

NH₃ (aq) + H₂O(l) ⇌ NH₄⁺ (aq) + OH^- (აქ) კ_ბ = 1.8 x 10^-5

კ-ის დაბალი ღირებულება_ბ გვიჩვენებს, რომ მცირე ამიაკი იონიზებს, ამიტომ განზავებულ ხსნარებშიც კი შეიმჩნევა ამიაკის სუნი.

ამიაკის მოლეკულის ილუსტრაცია.

რისთვის არის ამიაკი?

მეტი მსოფლიოში ამიაკის წარმოების 80% გამოიყენება პირდაპირ თუ არა სოფლის მეურნეობა. სასუქებს შორის, რომლებიც წარმოებულია ამიაკის გამოყენებით, არის შარდოვანა, ამონიუმის ფოსფატი, ამონიუმის ნიტრატი და სხვა ნიტრატები. შეერთებული შტატების გეოლოგიური სამსახურის მონაცემებით, 2018 წელს ამიაკის მსოფლიო წარმოება დაახლოებით 144 მილიონი ტონა იყო. აზია მთავარი მწარმოებელი, დიდწილად იმის გამო ჩინეთი.

რომ ყველა რატომაზოტი მცენარეების ერთ-ერთი მაკროელემენტია. და, შესაბამისად, ეს არის მისი კარგი ზრდის აუცილებელი ელემენტი.

ამიაკი გამოიყენება როგორც სასუქი.

ასევე ამიაკი მნიშვნელოვანია აზოტის მჟავას სინთეზში, მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე მეტად წარმოებული და ვაჭრობითი ქიმიური ნივთიერება. პროცესი იწყება იმით დაჟანგვა NH-დან₃ NO-მდე, ამიაკის წვის გზით 1200 K ტემპერატურაზე როდიუმის და პლატინის კატალიზატორის თანდასწრებით (Rh/Pt):

4 NH₃ +50₂ → 4 NO + 6 H₂ო

შემდეგ NO შერეულია ჰაერში და შეიწოვება წყლის საწინააღმდეგო ნაკადში, რამდენიმე ნაბიჯის შემდეგ წარმოქმნის აზოტის მჟავას, კონცენტრაციით დაახლოებით 60% მასის მიხედვით.

უმცირესობის გამოყენებას შორის არის ამიაკის გამოყენება კოსმეტიკური ინდუსტრიაში და ასევე საწმენდი საშუალებებისა და გაუფერულების შემადგენლობაში.

წაიკითხეთ ასევე: ამონიუმის ნიტრატი - მაღალი რეაქტიული ნაერთი, რომელიც გამოიყენება სასუქებსა და ასაფეთქებელ ნივთიერებებში

ამიაკის მიღება

ამიაკის წარმოების ძირითადი ფორმაა ჰაბერ-ბოშის პროცესი, რომელიც პირველად განვითარდა 1908 წელს გერმანელი ქიმიკოსის მიერ ფრიც ჰაბერი და შემდეგ ადაპტირდა ინდუსტრიულ მასშტაბებზე გერმანელი ქიმიკოსისა და ინჟინრის კარლ ბოშის მიერ 1909-1913 წლებში. ორივე დაჯილდოვდა ნობელის პრემია ქიმიის ამ feat.

შვედური ბეჭედი 1978 წლის მეცნიერის ფრიც ჰაბერის საპატივსაცემოდ. [1]

ა პროცესის რეაქცია შემდეგია:

არა₂ + 3 სთ₂ ⇌ 2 NH₃

წყალბადი იწარმოება მეშვეობით მეთანი, CH₄, ორთქლით და ჰაერით, წარმოქმნის CO და წყალბადის გაზს. თავად CO-ს ასევე შეუძლია რეაგირება ორთქლთან მეტი წყალბადის გაზის წარმოქმნით.

CH₄ +H₂O → CO + 3 H₂

CO + H₂O → CO2 + H₂

Haber-Bosch პროცესის გამოწვევა არის მოსავლიანობა, ხოლო კარგი მოსავლიანობის მისაღწევად, პირობები თერმოდინამიკა ძალიან კარგად უნდა იყოს მორგებული, ფიზიკური ქიმიის პრინციპების კლასიკური გამოყენებისას სისტემებში ბალანსი.

არის ეგზოთერმული რეაქცია (ΔH = - 92 კჯ.მოლ^-1), ტემპერატურის მატება, სიჩქარის გაზრდის მიუხედავად ქიმიური რეაქცია, ამცირებს რეაქციის გამომუშავებას. მოცემულ ტემპერატურაზე რეაქციის სიჩქარეც და მისი გამომუშავებაც იზრდება მაღალი წნევის პირობებში. კატალიზატორის არსებობა ასევე ხელს უწყობს პროცესს. აქედან გამომდინარე, იდეალური წარმოების პირობებია ტემპერატურა 450 °C-თან ახლოს, ა წნევა 20,260 კპა და ჰეტეროგენული Fe კატალიზატორი₃ო₄ შერეული კ₂O, SiO₂ და ალ₂ო₃.

სიფრთხილის ზომები ამიაკის მიმართ

ამიაკი ტოქსიკური აირია, მაგრამ ამ ნაერთის ბუნებრივი კონცენტრაცია ჩვენთვის საშიში არ არის. უკვე მათთვის, ვინც ამ ნივთიერებასთან მუშაობს, ყურადღება უნდა იყოს მუდმივი, ვინაიდან NH ექსპოზიციის უფრო მაღალ დონეზე₃ შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული ზიანი, როგორიცაა გაღიზიანება კანი, ჩვენ თვალები, ყელში და ფილტვები, გარდა ხველებისა და დამწვრობის გაჩენისა. როდესაც ამიაკის კონცენტრაცია 2500-დან 4000 ppm-ის ფარგლებშია (მგ. L-1) ჰაერში, ის იწვევს ადამიანის სიკვდილს დაახლოებით 30 წუთში და უფრო მაღალი კონცენტრაციის დონეზე, როგორიცაა 5000-დან 10000 ppm-მდე, სიკვდილი პრაქტიკულად მყისიერია.

მიუხედავად ამ ყველაფრისა, ამიაკი არ არის კლასიფიცირებული, როგორც კანცეროგენი კიბოს კვლევის საერთაშორისო სააგენტოს (IARC) მიერ.

ამიაკის ისტორია

მიუხედავად იმისა, რომ გასაგებია, რომ ამიაკი ცნობილია უძველესი დროიდან, ხსნარის ერთ-ერთი პირველი მითითება ამ ნივთიერების წყალი მოდის რაიმონდ ლულის, კატალონიელი მისიონერის ნაშრომიდან, რომელიც ცხოვრობდა მეცამეტე და XIV. Წიგნი სკეპტიკოსი ქიმიკოსი (ინგლისურიდან სკეპტიკოსი ქიმისტი), 1661 წლიდან და ავტორი რობერტ ბოილი, ასევე ახსენებს ამიაკის წყალხსნარს, ისევე როგორც იოჰან კუნკელ ვან ლოვენსტერნი ახსენებს გაზს თავის ნაშრომებში.

ა აღმოჩენა მიეწერება ინგლისელ ჯოზეფ პრისტლის^*, რომელმაც გამოყო და დაახასიათა ნაერთი 1773 წელს ამიაკის წყალხსნარის გახურებით (რომელსაც მან უწოდა "ამონიუმის მარილის აქროლადი სული"). იმ დროს პრისტლი გაზს "ტუტე ჰაერს" უწოდებდა. 1782 წელს შვედმა ქიმიკოსმა ტორბერნ ოლოფ ბერგმანმა შესთავაზა ამიაკის სახელწოდება "ტუტე ჰაერისთვის" და 1785 წელს ფრანგმა ქიმიკოსმა კლოდ ლუი ბერტოლემ განსაზღვრა ამიაკის ქიმიური შემადგენლობა.

^* ამერიკის ქიმიის საზოგადოება ასევე აფასებს შვედ ჯოზეფ ბლეკს, ირლანდიელ პიტერ ვულფს და შვედ კარლ ვილჰელმ შიელს, როგორც მეცნიერებს, რომლებმაც იზოლირებული ამიაკი.

სტეფანო არაუჯო ნოვაისის მიერ
ქიმიის მასწავლებელი