Amoniak (NH3): čo to je, na čo slúži, riziká

A amoniak, so vzorcom NH3, je bezfarebný, toxický plyn so silným a nepríjemným zápachom. Má pyramídovú geometriu, okrem toho je najrozpustnejším plynom v voda to je známe práve tvorbou vodíkové väzby. Je to dôležitá látka v globálnom cykle dusíka.

Je široko používaný ako hnojivo, pretože dusíka Je to makroživina pre rastliny. Jeho hlavným výrobným procesom je Haber-Boschov proces, vyvinutý na začiatku 20. storočia. Je to látka, ktorá nabáda k starostlivosti, pretože má veľký toxický potenciál a v určitých prípadoch môže byť jej vystavenie smrteľné.

Prečítajte si tiež: Azbest — látka, ktorá bola zakázaná v niekoľkých krajinách kvôli zdravotným problémom

Témy tohto článku

• 1 - Súhrn o amoniaku
• 2 - Vlastnosti amoniaku
• 3 - Aké sú vlastnosti amoniaku?
• 4 - Na čo slúži amoniak?
• 5 - Získavanie amoniaku
• 6 - Bezpečnostné opatrenia s amoniakom
• 7 - História amoniaku

zhrnutie o amoniaku

• Amoniak je molekula so vzorcom NH₃polárne, rozpustné vo vode a pyramídovej geometrie.
• Je to bezfarebný toxický plyn so silným nepríjemným zápachom.
• Veľká časť vyrobeného amoniaku je určená na výrobu hnojivá, keďže dusík je pre rastliny makroživinou.
• Hlavným spôsobom syntetického získavania amoniaku je Haber-Boschov proces, ktorý bol vyvinutý na začiatku 20. storočia.
• Amoniak nabáda k opatrnosti a vystavenie tomuto plynu môže spôsobiť vážne problémy vrátane smrti.
• Napriek tomu, že bol známy už od staroveku, bol izolovaný a charakterizovaný až v 18. storočí.

vlastnosti amoniaku

• molekulový vzorec: NH₃.
• Molárna hmota: 17,031 g.mol^-1.
• Fúzny bodTeplota topenia: -77,73 °C.
• Bod varuTeplota topenia: -33,33 °C.
• Hustota: 0,696 g. L^-1.
• Fyzický vzhľad: bezfarebný plyn.
• Rozpustnosť: veľmi rozpustný vo vode (≈ 530 g. L^-1 pri 20 °C); rozpustný v etanol to je etyléter.
• dipólového momentu: 1,47 D (polárna molekula).
• molekulárna geometria: pyramídový.

Neprestávaj teraz... Po publicite je toho viac ;)

Aké sú vlastnosti amoniaku?

Amoniak je a Bezfarebný, jedovatý, prenikavo zapáchajúci plyn. Vyskytuje sa v prírode najmä prostredníctvom anaeróbneho rozpadu rastlinnej a živočíšnej hmoty a zisťuje sa aj vo vesmíre. Niektoré druhy zeleniny v kombinácii s baktériami Rhizobium, sú schopné fixovať vzdušný dusík a tým produkovať NH₃, v dôležitom štádiu v globálny cyklus dusíka.

Keď reagujete s kyslík, v spaľovanie, produkuje plynný dusík a vodu:

4 NH₃ +30₂ → 2 N₂ + 6H₂O

Medzi plynov, amoniak má najvyššiu rozpustnosť vo vode, priamy dôsledok tvorby jeho vodíkovej väzby s molekulami H₂O. Má tiež mierne zásaditý charakter v dôsledku nasledujúcej ionizačnej reakcie:

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

Nízka hodnota K_B ukazuje, že málo amoniaku ionizuje, takže aj v zriedených roztokoch je stále badateľný zápach amoniaku.

Ilustrácia molekuly amoniaku.

Na čo je amoniak?

Viac 80 % svetovej produkcie čpavku sa priamo alebo nepoužíva poľnohospodárstvo. Medzi hnojivá, ktoré sa vyrábajú s použitím amoniaku, patrí močovina, fosforečnan amónny, dusičnan amónny a iné dusičnany. Podľa United States Geological Survey bola v roku 2018 svetová produkcia amoniaku približne 144 miliónov ton, pričom Ázie hlavným producentom, z veľkej časti vďaka Čína.

to všetko prečoDusík je jednou z makroživín rastlín. a preto je nevyhnutným prvkom pre jeho dobrý rast.

Amoniak sa používa ako hnojivo.

aj amoniak dôležité pri syntéze kyseliny dusičnej, jedna z najviac vyrábaných a najviac obchodovaných chemických látok na svete. Proces začína s oxidácia z NH₃ na NO spaľovaním amoniaku pri teplote 1200 K v prítomnosti ródiového a platinového katalyzátora (Rh/Pt):

4 NH₃ +50₂ → 4 NO + 6 H₂O

NO sa potom zmieša so vzduchom a absorbuje sa v protiprúde vody, pričom po niekoľkých krokoch vznikne kyselina dusičná s koncentráciou asi 60 % hmotnostných.

Medzi menšie využitie patrí aplikácia amoniaku v kozmetickom priemysle a tiež v zložení čistiacich prostriedkov a bielidiel.

Prečítajte si tiež: Dusičnan amónny – vysoko reaktívna zlúčenina používaná v hnojivách a výbušninách

Získanie amoniaku

Hlavnou formou výroby amoniaku je Haber-Boschov proces, prvýkrát vyvinutý v roku 1908 od nemeckého chemika Fritz Haber a potom v rokoch 1909 až 1913 upravil do priemyselného rozsahu nemecký chemik a inžinier Carl Bosch. Obaja boli ocenení nobelová cena z chémie za feat.

Švédska známka z roku 1978 na počesť vedca Fritza Haberu. [1]

A Reakcia procesu je nasledovná:

Nie₂ + 3H₂ ⇌ 2 NH₃

Vodík sa vyrába prostredníctvom metán, CH₄s parou a vzduchom, pričom vzniká CO a plynný vodík. Samotný CO môže tiež reagovať s parou za vzniku väčšieho množstva plynného vodíka.

CH₄ + H₂O → CO + 3 H₂

CO + H₂O → CO2 + H₂

Výzvou Haber-Boschovho procesu je výťažok a podmienky na dosiahnutie dobrého výťažku termodynamika musí byť veľmi dobre nastavená, v klasickej aplikácii princípov Fyzikálnej chémie v systémoch v rovnováhu.

Ide o exotermickú reakciu (ΔH = - 92 kJ.mol^-1), zvýšenie teploty, napriek zvýšeniu rýchlosti chemická reakciaznižuje výťažok reakcie. Pri danej teplote sa rýchlosť reakcie a jej výťažok zvyšujú v situácii vysokého tlaku. Prítomnosť katalyzátora tiež uľahčuje proces. Preto sú ideálne výrobné podmienky s teplota takmer 450 °C, a tlak 20 260 kPa a heterogénny Fe katalyzátor₃O₄ zmiešané s K₂O, SiO₂ a Al₂O₃.

Preventívne opatrenia s amoniakom

Amoniak je toxický plyn, ale prirodzené koncentrácie tejto zlúčeniny nie sú pre nás nebezpečné. Už pre tých, ktorí pracujú s touto látkou, musí byť pozornosť stála, keďže pri vyšších úrovniach expozície NH₃ môže spôsobiť vážne poškodenie, napríklad podráždenie koža, nás oči, v hrdle a pľúca, okrem výskytu kašľa a popálenín. Keď je koncentrácia amoniaku v rozmedzí 2500 až 4000 ppm (mg. L-1) vo vzduchu spôsobuje smrť človeka asi do 30 minút a pri vyšších koncentráciách, ako je 5000 až 10000 ppm, je smrť prakticky okamžitá.

Napriek tomu všetkému čpavok nie je klasifikovaný ako karcinogén od Medzinárodnej agentúry pre výskum rakoviny (IARC).

história amoniaku

Hoci sa rozumie, že amoniak je známy už od staroveku, jeden z prvých odkazov na riešenie voda tejto látky pochádza z diela Raymonda Lullyho, katalánskeho misionára, ktorý žil medzi 13. XIV. Kniha Skeptický chemik (z angličtiny Skeptický chymista), z roku 1661, ktorej autorom je Robert Boyle, sa tiež zmieňuje o vodnom roztoku amoniaku, rovnako ako Johann Kunkel van Lowenstern vo svojich prácach spomína plyn.

A objav sa pripisuje Angličanovi Josephovi Pristlymu^*, ktorý izoloval a charakterizoval zlúčeninu v roku 1773 zahrievaním vodného roztoku amoniaku (ktorý nazval „prchavý duch amónnej soli“). V tom čase Pristly označoval plyn ako „alkalický vzduch“. V roku 1782 švédsky chemik Torburn Olof Bergman navrhol pre „alkalický vzduch“ názov amoniak a v roku 1785 francúzsky chemik Claude Louis Berthollet určil chemické zloženie amoniaku.

^* Americká chemická spoločnosť tiež považuje za vedcov, ktorí izolovali amoniak, Švéda Josepha Blacka, Íra Petra Woulfeho a Švéda Carla Wilhelma Scheeleho.

Autor: Stefano Araujo Novais
Učiteľ chémie 

Zistite viac o cykle dusíka, dôležitom biogeochemickom cykle, ktorý zabezpečuje cirkuláciu tohto prvku. V tomto texte si priblížime každú fázu dusíkového cyklu, povieme si o jej význame a zameriame sa na úlohu baktérií v tomto procese. Uvedieme aj cvičenia na danú tému.

Objav, ktorý zachránil ľudstvo pred nedostatkom potravín.

Zistite, čo je dusičnan amónny, aké sú jeho vlastnosti a ako sa dá použiť. Pozrite si aj riziká, ktoré táto zlúčenina ponúka.

Prečítajte si o dusičnanoch a objavte ich vlastnosti a využitie. Pozrite sa, ako môžu pôsobiť na naše telo a vyriešte navrhované cvičenia na túto tému.

Kliknite a spoznajte históriu, charakteristiky, zdroje, spôsoby získavania a použitia dusíka.