A amoniak, o wzorze NH3, jest bezbarwnym, toksycznym gazem o silnym i nieprzyjemnym zapachu. Ma piramidalną geometrię, oprócz tego, że jest najlepiej rozpuszczalnym gazem woda który jest znany właśnie z tworzenia wiązania wodorowe. Jest ważną substancją w globalnym obiegu azotu.
Jest szeroko stosowany jako nawóz, ponieważ azot Jest makroelementem dla roślin. Jej głównym procesem produkcyjnym jest proces Habera-Boscha, opracowany na początku XX wieku. Jest substancją, która budzi ostrożność, ponieważ ma duży potencjał toksyczny, aw niektórych przypadkach narażenie na nią może być śmiertelne.
Przeczytaj też: Azbest — substancja zakazana w kilku krajach ze względu na problemy zdrowotne
Podsumowanie o amoniaku
- Amoniak jest cząsteczką o wzorze NH3, polarne, rozpuszczalne w wodzie io geometrii piramidalnej.
- Jest to bezbarwny, toksyczny gaz o silnym, nieprzyjemnym zapachu.
- Znaczna część produkowanego amoniaku jest przeznaczona do produkcji nawozy, ponieważ azot jest makroelementem dla roślin.
- Głównym sposobem syntetycznego otrzymywania amoniaku jest proces Habera-Boscha, opracowany na początku XX wieku.
- Amoniak budzi ostrożność, a narażenie na ten gaz może spowodować poważne problemy, w tym śmierć.
- Pomimo tego, że był znany od czasów starożytnych, został wyizolowany i scharakteryzowany dopiero w XVIII wieku.
właściwości amoniaku
- formuła molekularna: NH3.
- Masa cząsteczkowa: 17,031 g.mol-1.
- Punkt fuzji: -77,73°C.
- Temperatura wrzenia: -33,33°C.
- Gęstość: 0,696 g. Ł-1.
- Wygląd fizyczny: bezbarwny gaz.
- Rozpuszczalność: bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie (≈ 530 g. Ł-1 w 20°C); rozpuszczalny w etanol To jest eter etylowy.
- moment dipolowy: 1,47 D (cząsteczka polarna).
- geometria molekularna: piramidalny.
Jakie są właściwości amoniaku?
Amoniak to A Bezbarwny, toksyczny gaz o ostrym zapachu. Występuje w przyrodzie, głównie poprzez beztlenowy rozkład materii roślinnej i zwierzęcej, jest również wykrywany w przestrzeni kosmicznej. Niektóre warzywa w połączeniu z bakteriami Ryzobium, są w stanie wiązać azot atmosferyczny, a tym samym wytwarzać NH3, na ważnym etapie w globalny cykl azotowy.
Kiedy reagujesz z tlen, w spalanie, produkuje azot i wodę:
4 NH3 +302 → 2 p2 + 6H2O
Pomiędzy gazy, amoniak ma najwyższą rozpuszczalność w wodzie, bezpośrednią konsekwencją tworzenia się jego wiązania wodorowego z cząsteczkami H2O. Ma również lekko zasadowy charakter, ze względu na następującą reakcję jonizacji:
NH3 (aq) + H2O(l) ⇌ NH4+ (aq) + OH- (tutaj) kB = 1,8 x 10-5
Niska wartość KB pokazuje, że niewielka ilość amoniaku ulega jonizacji, więc nawet w rozcieńczonych roztworach wciąż wyczuwalny jest zapach amoniaku.
Do czego służy amoniak?
Więcej 80% światowej produkcji amoniaku jest wykorzystywane bezpośrednio lub nie rolnictwo. Wśród nawozów produkowanych przy użyciu amoniaku są mocznik, fosforan amonu, azotan amonu i inne azotany. Według United States Geological Survey w 2018 roku światowa produkcja amoniaku wyniosła około 144 mln ton, przy czym Azja głównym producentem, w dużej mierze dzięki Chiny.
to wszystko DlaczegoAzot jest jednym z makroelementów roślin. i dlatego jest niezbędnym elementem jego dobrego wzrostu.
amoniak też ważny w syntezie kwasu azotowego, jedną z najczęściej produkowanych i sprzedawanych substancji chemicznych na świecie. Proces zaczyna się od utlenianie z NH3 do NO poprzez spalanie amoniaku w temperaturze 1200 K w obecności katalizatora rodowo-platynowego (Rh/Pt):
4 NH3 +502 → 4 NIE + 6 H2O
NO miesza się następnie z powietrzem i absorbuje w przeciwprądzie wody, wytwarzając po kilku krokach kwas azotowy o stężeniu około 60% masowych.
Do zastosowań małoobszarowych należy zastosowanie amoniaku w przemyśle kosmetycznym, a także w składzie środków czyszczących i wybielaczy.
Przeczytaj też: Azotan amonu — wysoce reaktywny związek stosowany w nawozach i materiałach wybuchowych
Otrzymywanie amoniaku
Główną formą produkcji amoniaku jest tzw Proces Habera-Boscha, opracowany po raz pierwszy w 1908 roku przez niemieckiego chemika Fritza Habera a następnie zaadaptowany na skalę przemysłową przez niemieckiego chemika i inżyniera Carla Boscha w latach 1909-1913. Obaj otrzymali tzw nagroda Nobla chemii za wyczyn.
![Szwedzki znaczek z 1978 roku ku czci naukowca Fritza Habera. [1]](/f/4b0723ee95dab53774bdd0290996b108.jpg)
A Reakcja procesu jest następująca:
NIE2 + 3H2 ⇌ 2 NH3
Wodór jest produkowany przez metan, CH4, z parą wodną i powietrzem, wytwarzając CO i gazowy wodór. Sam CO może również reagować z parą wodną, wytwarzając więcej gazowego wodoru.
CH4 + H2O → CO + 3 H2
CO + H2O → CO2 + H2
Wyzwaniem związanym z procesem Habera-Boscha jest wydajność, a dla osiągnięcia dobrej wydajności konieczne są warunki termodynamika musi być bardzo dobrze dopasowana, w klasycznym zastosowaniu zasad chemii fizycznej w układach balansować.
Będąc reakcją egzotermiczną (ΔH = - 92 kJ.mol-1), wzrost temperatury, pomimo zwiększenia prędkości Reakcja chemiczna, zmniejsza wydajność reakcji. W danej temperaturze zarówno szybkość reakcji, jak i jej wydajność wzrastają w sytuacji wysokiego ciśnienia. Obecność katalizatora również ułatwia ten proces. Dlatego idealne warunki produkcji są z temperatura blisko 450°C, a ciśnienie 20 260 kPa i heterogeniczny katalizator Fe3O4 zmieszany z k2O, SiO2 i Al2O3.
Środki ostrożności przy amoniaku
Amoniak jest gazem toksycznym, jednak naturalne stężenia tego związku nie są dla nas niebezpieczne. Już dla tych, którzy pracują z tą substancją, uwaga musi być stała, ponieważ przy wyższych poziomach ekspozycji NH3 może spowodować poważne uszkodzenia, takie jak podrażnienie skóra, nas oczy, w gardle i płuca, oprócz występowania kaszlu i oparzeń. Gdy stężenie amoniaku mieści się w zakresie od 2500 do 4000 ppm (mg. L-1) w powietrzu powoduje śmierć człowieka w ciągu około 30 minut, a przy wyższych stężeniach, takich jak 5000 do 10000 ppm, śmierć jest praktycznie natychmiastowa.
Mimo wszystko amoniak nie jest sklasyfikowany jako rakotwórczy przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem (IARC).
historia amoniaku
Chociaż wiadomo, że amoniak był znany od czasów starożytnych, jedno z pierwszych wzmianek o rozwiązaniu woda tej substancji pochodzi z pracy Raymonda Lully'ego, katalońskiego misjonarza żyjącego między XIII a XIII w. XIV. Książka Sceptyczny chemik (z angielskiego Sceptyczny chemik), z 1661 r., autorstwa Roberta Boyle'a, również wspomina o wodnym roztworze amoniaku, podobnie jak Johann Kunkel van Lowenstern wspomina o gazie w swoich pracach.
A odkrycie przypisuje się Anglikowi Josephowi Pristly*, który wyizolował i scharakteryzował ten związek w 1773 roku, ogrzewając wodny roztwór amoniaku (który nazwał „lotnym spirytusem soli amonowej”). W tamtym czasie Pristly nazywał ten gaz „powietrzem alkalicznym”. W 1782 roku szwedzki chemik Torburn Olof Bergman zaproponował nazwę amoniak dla „alkalicznego powietrza”, aw 1785 roku francuski chemik Claude Louis Berthollet określił skład chemiczny amoniaku.
* American Chemical Society uznaje również Szweda Josepha Blacka, Irlandczyka Petera Woulfe i Szweda Carla Wilhelma Scheele za naukowców, którzy wyizolowali amoniak.
Stefano Araujo Novais
Nauczyciel chemii
