ΟΡΙΣΜΟΣ

Αμμωνία- νιτρίδιο υδρογόνου.

Φόρμουλα – NH 3. Μοριακή μάζα - 17 g/mol.

Φυσικές ιδιότητες της αμμωνίας

Η αμμωνία (NH 3) είναι ένα άχρωμο αέριο με έντονη οσμή (μυρωδιά «αμμωνίας»), ελαφρύτερο από τον αέρα, εξαιρετικά διαλυτό στο νερό (ένας όγκος νερού διαλύει έως και 700 όγκους αμμωνίας). Συμπυκνωμένο διάλυμαΗ αμμωνία περιέχει 25% (μάζα) αμμωνία και έχει πυκνότητα 0,91 g/cm 3 .

Οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων στο μόριο της αμμωνίας είναι ομοιοπολικοί. Γενική άποψη του μορίου AB 3. Όλα τα τροχιακά σθένους του ατόμου του αζώτου εισέρχονται σε υβριδισμό, επομένως, ο τύπος υβριδισμού του μορίου αμμωνίας είναι sp 3. Η αμμωνία έχει μια γεωμετρική δομή του τύπου AB 3 E - μια τριγωνική πυραμίδα (Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Η δομή του μορίου της αμμωνίας.

Χημικές ιδιότητες της αμμωνίας

Χημικά, η αμμωνία είναι αρκετά ενεργή: αντιδρά με πολλές ουσίες. Ο βαθμός οξείδωσης του αζώτου στην αμμωνία «-3» είναι ελάχιστος, επομένως η αμμωνία παρουσιάζει μόνο αναγωγικές ιδιότητες.

Όταν η αμμωνία θερμαίνεται με αλογόνα, οξείδια βαρέων μετάλλων και οξυγόνο, σχηματίζεται άζωτο:

2NH 3 + 3Br 2 = N 2 + 6HBr

2NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3H 2 O

4NH 3 +3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O

Με την παρουσία ενός καταλύτη, η αμμωνία μπορεί να οξειδωθεί σε οξείδιο του αζώτου (II):

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O (καταλύτης - πλατίνα)

Σε αντίθεση με τις ενώσεις υδρογόνου των μη μετάλλων των ομάδων VI και VII, η αμμωνία δεν παρουσιάζει όξινες ιδιότητες. Ωστόσο, τα άτομα υδρογόνου στο μόριό του είναι ακόμα ικανά να αντικατασταθούν από άτομα μετάλλου. Όταν το υδρογόνο αντικαθίσταται πλήρως από ένα μέταλλο, σχηματίζονται ενώσεις που ονομάζονται νιτρίδια, τα οποία μπορούν επίσης να ληφθούν με άμεση αλληλεπίδραση του αζώτου με το μέταλλο σε υψηλές θερμοκρασίες.

Οι κύριες ιδιότητες της αμμωνίας οφείλονται στην παρουσία ενός μόνο ζεύγους ηλεκτρονίων στο άτομο του αζώτου. Ένα διάλυμα αμμωνίας σε νερό είναι αλκαλικό:

NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 OH ↔ NH 4 + + OH —

Όταν η αμμωνία αλληλεπιδρά με οξέα, σχηματίζονται άλατα αμμωνίου, τα οποία αποσυντίθενται όταν θερμαίνονται:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

NH 4 Cl = NH 3 + HCl (όταν θερμαίνεται)

Παραγωγή αμμωνίας

Υπάρχουν βιομηχανικές και εργαστηριακές μέθοδοι για την παραγωγή αμμωνίας. Στο εργαστήριο, η αμμωνία λαμβάνεται με τη δράση των αλκαλίων σε διαλύματα αλάτων αμμωνίου όταν θερμαίνονται:

NH 4 Cl + KOH = NH 3 + KCl + H 2 O

NH 4 + + OH - = NH 3 + H 2 O

Αυτή η αντίδραση είναι ποιοτική για ιόντα αμμωνίου.

Εφαρμογή αμμωνίας

Η παραγωγή αμμωνίας είναι μια από τις σημαντικότερες τεχνολογικές διαδικασίες παγκοσμίως. Περίπου 100 εκατομμύρια τόνοι αμμωνίας παράγονται ετησίως στον κόσμο. Η αμμωνία απελευθερώνεται σε υγρή μορφή ή με τη μορφή υδατικού διαλύματος 25% - αμμωνιακό νερό. Οι κύριοι τομείς χρήσης της αμμωνίας είναι η παραγωγή νιτρικού οξέος (παραγωγή αζωτούχου ορυκτά λιπάσματαστη συνέχεια), άλατα αμμωνίου, ουρία, μεθεναμίνη, συνθετικές ίνες (νάιλον και νάιλον). Η αμμωνία χρησιμοποιείται ως ψυκτικό μέσο σε βιομηχανικές ψυκτικές μονάδες και ως λευκαντικό στον καθαρισμό και τη βαφή βαμβακιού, μαλλιού και μεταξιού.

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

AMMONIA [συντομογραφία από τα ελληνικά;μμωνιακ?ς; Λατινικό sal ammoniacus; Αυτό ήταν το όνομα της αμμωνίας (χλωριούχο αμμώνιο), η οποία λήφθηκε με την καύση κοπριάς καμήλας στην όαση αμμωνίου στην έρημο της Λιβύης], η απλούστερη χημική ένωση αζώτου με υδρογόνο, NH 3. προϊόν πολλών τόνων της χημικής βιομηχανίας.

Σκηνικά θέατρου. Το μόριο NH 3 έχει το σχήμα κανονική πυραμίδαμε άτομο αζώτου στην κορυφή. Οι δεσμοί Ν-Η είναι πολικοί, η ενέργεια του δεσμού Ν-Η είναι 389,4 kJ/mol. Το άτομο Ν έχει ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων, το οποίο καθορίζει την ικανότητα της αμμωνίας να σχηματίζει δεσμούς δότη-δέκτη και υδρογόνου. Το μόριο NH 3 είναι ικανό να αναστρέφεται - «γυρίζει μέσα προς τα έξω» περνώντας ένα άτομο αζώτου μέσα από το επίπεδο της βάσης της πυραμίδας που σχηματίζεται από άτομα υδρογόνου.

Η αμμωνία είναι ένα άχρωμο αέριο με έντονη οσμή. t pl -77,7°C; t βρασμός -33,35°C; πυκνότητα αερίου NH 3 (στους 0°C, 0,1 MPa) 0,7714 kg/m3; θερμότητα σχηματισμού αμμωνίας από στοιχεία ΔΝ arr -45,94 kJ/mol. Ένα ξηρό μίγμα αμμωνίας με αέρα (15,5-28% κατά βάρος NH 3) μπορεί να εκραγεί. Το υγρό NH 3 είναι ένα άχρωμο, εξαιρετικά διαθλαστικό υγρό, ένας καλός διαλύτης για πολλές οργανικές και ανόργανες ενώσεις. Η αμμωνία είναι εύκολα διαλυτή στο νερό (33,1% κατά βάρος στους 20°C), κάπως λιγότερο διαλυτή σε αλκοόλη, ακετόνη, βενζόλιο και χλωροφόρμιο. Ένα διάλυμα αμμωνίας σε νερό αμμωνιακό νερό είναι ένα άχρωμο υγρό με οσμή αμμωνίας. ένα διάλυμα που περιέχει 10% κατά βάρος NH 3 έχει εμπορική ονομασία αμμωνία. Σε ένα υδατικό διάλυμα, η αμμωνία ιονίζεται εν μέρει σε NH + 4 και OH -, που καθορίζει την αλκαλική αντίδραση του διαλύματος (pK 9,247).

Η αποσύνθεση της αμμωνίας σε υδρογόνο και άζωτο γίνεται αισθητή σε θερμοκρασίες πάνω από 1200°C και παρουσία καταλυτών (Fe, Ni) - πάνω από 400°C. Η αμμωνία είναι μια πολύ δραστική ένωση. Χαρακτηρίζεται από αντιδράσεις προσθήκης, ιδιαίτερα αντιδράσεις πρωτονίων όταν αλληλεπιδρά με οξέα. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται άλατα αμμωνίου, τα οποία σε πολλές ιδιότητες είναι παρόμοια με τα άλατα αλκαλιμετάλλων. Η αμμωνία, μια βάση Lewis, συνδέει όχι μόνο το H +, αλλά και άλλους δέκτες ηλεκτρονίων, για παράδειγμα BF 3 για να σχηματίσει BF 3 ? Η δράση του NH 3 σε απλά ή σύνθετα μεταλλικά άλατα παράγει αμμωνία, για παράδειγμα cis-. Η αμμωνία χαρακτηρίζεται επίσης από αντιδράσεις υποκατάστασης. Τα μέταλλα αλκαλίων και αλκαλικών γαιών σχηματίζουν αμίδια με NH 3 (για παράδειγμα, NaNH 2). Όταν θερμαίνονται σε ατμόσφαιρα αμμωνίας, πολλά μέταλλα και αμέταλλα (Zn, Cd, Fe, Cr, B, Si, κ.λπ.) σχηματίζουν νιτρίδια (για παράδειγμα, BN). Σε θερμοκρασία περίπου 1000°C, το NH 3 αντιδρά με τον άνθρακα, σχηματίζοντας υδροκυάνιο HCN και αποσυντίθεται εν μέρει σε N 2 και H 2. Με το CO 2 σχηματίζει καρβαμικό αμμώνιο NH 2 COONH 4 , το οποίο αποσυντίθεται σε νερό και ουρία σε θερμοκρασία 160-200°C και πίεση έως 40 MPa. Το υδρογόνο στην αμμωνία μπορεί να αντικατασταθεί από αλογόνα. Η αμμωνία καίγεται σε ατμόσφαιρα Ο2, σχηματίζοντας νερό και Ν2. Η καταλυτική οξείδωση της αμμωνίας (καταλύτης Pt) παράγει ΝΟ (η αντίδραση χρησιμοποιείται για την παραγωγή νιτρικού οξέος) και η οξείδωση της αμμωνίας αναμεμειγμένης με μεθάνιο παράγει HCN.

Παραλαβή και χρήση. Στη φύση, η αμμωνία σχηματίζεται κατά την αποσύνθεση ενώσεων που περιέχουν άζωτο. Το 1774, ο J. Priestley συνέλεξε για πρώτη φορά αμμωνία σε λουτρό υδραργύρου, που σχηματίστηκε από τη δράση του ασβέστη στο χλωριούχο αμμώνιο. Η παλαιότερη βιομηχανική μέθοδος για την παραγωγή NH 3 είναι ο διαχωρισμός της αμμωνίας από τα καυσαέρια κατά την οπτανθρακοποίηση άνθρακα.

Βασικός σύγχρονο τρόπολήψη αμμωνίας - η σύνθεσή της από άζωτο και υδρογόνο, που προτάθηκε το 1908 από τον F. Haber. Η σύνθεση αμμωνίας στη βιομηχανία πραγματοποιείται με την αντίδραση N 2 + ZN 2 →←2NH 3. Η μετατόπιση της ισορροπίας προς τα δεξιά διευκολύνεται από την αύξηση της πίεσης και τη μείωση της θερμοκρασίας. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε πίεση περίπου 30 MPa και θερμοκρασία 450-500°C παρουσία καταλύτη - Fe, που ενεργοποιείται από τα οξείδια K 2 O, Al 2 O 3, CaO κ.λπ. Με ένα μόνο διέλευση μέσω της μάζας του καταλύτη, μόνο το 20-25% μετατρέπεται σε αρχικό μίγμα αερίων. Απαιτείται επαναλαμβανόμενη κυκλοφορία για πλήρη μετατροπή. Η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή Η 2 στην παραγωγή αμμωνίας είναι το φυσικό εύφλεκτο αέριο, το οποίο επεξεργάζεται με τη μέθοδο της μετατροπής μεθανίου σε δύο στάδια ατμού-αερίου.

Η παραγωγή αμμωνίας περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: καθαρισμός φυσικού αερίου από ενώσεις θείου με καταλυτική υδρογόνωση σε H 2 S με επακόλουθη απορρόφηση αμμωνίας από ZnO. αναμόρφωση φυσικού αερίου με ατμό υπό πίεση 3,8 MPa σε θερμοκρασία 860°C σε καταλύτη Ni-Al σε κλίβανο σωλήνων (πρωτογενής αναμόρφωση). μετατροπή ατμού-αέρα υπολειπόμενου μεθανίου σε μετατροπέα άξονα (δευτερεύουσα αναμόρφωση) στους 990-1000°C και 3,3 MPa σε καταλύτη Ni-Al. Σε αυτό το στάδιο, το υδρογόνο εμπλουτίζεται με άζωτο από τον ατμοσφαιρικό αέρα για να ληφθεί ένα μείγμα αζώτου και υδρογόνου (αναλογία κατ' όγκο 1:3), που παρέχεται στη σύνθεση της NH 3. μετατροπή CO σε CO 2 και H 2 πρώτα στους 450°C και 3,1 MPa σε έναν καταλύτη Fe-Cr, στη συνέχεια στους 200-260°C και 3,0 MPa σε έναν καταλύτη Zn-Cr-Cu. καθαρισμός του Η 2 από CO 2 με απορρόφηση με διάλυμα μονοαιθανολαμίνης ή θερμό διάλυμα K 2 CO 3 στα 2,8 MPa. καθαρισμός ενός μίγματος Η2 και Ν2 με υδρογόνωση από υπολειμματικό CO και CO2 παρουσία καταλύτη Ni-Al στους 280°C και 2,6 MPa. συμπίεση (συμπίεση) καθαρισμένου αερίου στα 15-30 MPa και σύνθεση αμμωνίας σε καταλύτη προωθημένου σιδήρου στους 400-500°C σε αντιδραστήρα σύνθεσης με συσκευασία με ακτινική ή αξονική ροή αερίου. Η υγρή αμμωνία που παρέχεται στη βιομηχανία περιέχει τουλάχιστον 99,96% NH 3 κατά βάρος. Έως 0,2-0,4% H 2 O προστίθεται στην αμμωνία που μεταφέρεται μέσω ενός αγωγού για την αναστολή της διάβρωσης του χάλυβα.

Η αμμωνία χρησιμοποιείται στην παραγωγή νιτρικού οξέος, ουρίας, αλάτων αμμωνίου, αμμόφως, μεθεναμίνης, σόδας (με τη μέθοδο της αμμωνίας), ως υγρό λίπασμα, ως ψυκτικό κ.λπ. Ως ουσία εργασίας χρησιμοποιήθηκε δέσμη μορίων NH 3 στην πρώτη κβαντική γεννήτρια - ένα μέιζερ (1954).

Η αμμωνία είναι τοξική. Όταν ο αέρας περιέχει 0,02% κατ' όγκο αμμωνία, ερεθίζει τους βλεννογόνους. Η υγρή αμμωνία προκαλεί σοβαρά δερματικά εγκαύματα.

Η παγκόσμια παραγωγή αμμωνίας (σε Ν) είναι περίπου 125,7 εκατομμύρια τόνοι/έτος (2001), συμπεριλαμβανομένου Ρωσική Ομοσπονδία- 11 εκατομμύρια τόνοι/έτος.

Λιτ.: Ζεστασιά φυσικές ιδιότητεςαμμωνία. Μ., 1978; Σύνθεση αμμωνίας. Μ., 1982.

A. I. Mikhailichenko, L. D. Kuznetsov.

Ιδιότητες της αμμωνίας NH 3 (αέριο) σε ατμοσφαιρική πίεση

Η αμμωνία (NH 3) είναι ένα τοξικό καύσιμο αέρια ουσία, που έχει την ιδιότητα να σχηματίζει εκρηκτικό μείγμα κατά την επαφή με τον αέρα.

Σε κανονική πίεση και θερμοκρασία δωματίου υπάρχει με τη μορφή αερίου. Για χρήση στην παραγωγή και τη μεταφορά, η αμμωνία (νιτρίδιο) υγροποιείται.

Η τεχνική αμμωνία χρησιμοποιείται ως κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή μεγάλου αριθμού ουσιών που περιέχουν και χρησιμοποιούνται σε διάφορες βιομηχανίες: ορυκτά λιπάσματα και υδροκυανικά οξέα, γενικά οργανική σύνθεση κ.λπ.

Ο πίνακας δείχνει την πυκνότητα και τις θερμοφυσικές ιδιότητες της αμμωνίας σε αέρια κατάσταση ανάλογα με τη θερμοκρασία σε πίεση 760 mm Hg. Οι ιδιότητες της αμμωνίας υποδεικνύονται σε θερμοκρασίες από -23 έως 627 °C.

Ο πίνακας δείχνει τα ακόλουθα ιδιότητες της αμμωνίας:

• πυκνότητα αμμωνίας, kg/m3;
• συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, W/(m deg);
• δυναμικό ιξώδες, ;
• Αριθμός Prandtl.

Ο πίνακας δείχνει ότι οι ιδιότητες της αμμωνίας εξαρτώνται σημαντικά από τη θερμοκρασία. Ετσι, Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η πυκνότητα της αμμωνίας μειώνεταικαι τον αριθμό Prandtl. άλλα χαρακτηριστικά αυτού του αερίου αυξάνουν τις τιμές τους.

Για παράδειγμα, σε θερμοκρασία 27°C(300 K) η αμμωνία έχει πυκνότητα ίση με 0,715 kg/m 3και όταν θερμαίνεται στους 627°C (900 K), η πυκνότητα της αμμωνίας μειώνεται σε μια τιμή 0,233 kg/m 3.

Η πυκνότητα της αμμωνίας σε θερμοκρασία δωματίου και κανονική ατμοσφαιρική πίεση είναι σημαντικά χαμηλότερη υπό αυτές τις συνθήκες.

Σημείωση: Προσοχή! Η θερμική αγωγιμότητα της αμμωνίας στον πίνακα υποδεικνύεται στην ισχύ 10 3. Μην ξεχάσετε να διαιρέσετε με το 1000.

Ιδιότητες αμμωνίας (ξηρός κορεσμένος ατμός)

Ο πίνακας δείχνει τις θερμοφυσικές ιδιότητες της ξηρής κορεσμένης αμμωνίας ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Οι ιδιότητες δίνονται στο εύρος θερμοκρασίας από -70 έως 70 °C.

Ο πίνακας δείχνει τα ακόλουθα ιδιότητες του ατμού αμμωνίας:

• πυκνότητα αμμωνίας, kg/m3;
• θερμότητα μετάβασης φάσης, kJ/kg;
• ειδική θερμοχωρητικότητα, kJ/(kg deg);
• θερμική διάχυση, m 2 /s;
• δυναμικό ιξώδες, Pa s;
• κινηματικό ιξώδες, m2/s;
• Αριθμός Prandtl.

Οι ιδιότητες της αμμωνίας εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία. Υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας και της πίεσης των κορεσμένων ατμών αμμωνίας.
Η πυκνότητα των κορεσμένων ατμών αμμωνίας αυξάνεται σημαντικά. Οι τιμές θερμικής διάχυσης και ιξώδους μειώνονται. Η θερμική αγωγιμότητα του κορεσμένου ατμού αμμωνίας στον πίνακα υποδεικνύεται στην ισχύ 10 4. Μην ξεχάσετε να διαιρέσετε με το 10000.

Ιδιότητες υγρής αμμωνίας σε κορεσμένη κατάσταση

Ο πίνακας δείχνει τις θερμοφυσικές ιδιότητες του υγρού κορεσμένης αμμωνίας ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Οι ιδιότητες της αμμωνίας σε κορεσμένη υγρή κατάσταση δίνονται στο εύρος θερμοκρασίας από -70 έως 70 °C.

Ο πίνακας δείχνει τα ακόλουθα ιδιότητες υγρής αμμωνίας:

• πίεση κορεσμένων ατμών, MPa;
• πυκνότητα αμμωνίας, kg/m3;
• ειδική θερμοχωρητικότητα, kJ/(kg deg);
• θερμική αγωγιμότητα, W/(m deg);
• θερμική διάχυση, m 2 /s;
• δυναμικό ιξώδες, Pa s;
• κινηματικό ιξώδες, m2/s;
• συντελεστής επιφανειακής τάσης, N/m;
• Αριθμός Prandtl.

Πυκνότητα αμμωνίας σε υγρή κατάστασηλιγότερο εξαρτώμενο από τη θερμοκρασία από την πυκνότητα ατμών του. Μόνο το δυναμικό ιξώδες μειώνεται σημαντικά με την αύξηση της θερμοκρασίας της υγρής αμμωνίας.

Θερμική αγωγιμότητα της αμμωνίας σε υγρές και αέριες καταστάσεις

Ο πίνακας δείχνει τη θερμική αγωγιμότητα της αμμωνίας σε υγρές και αέριες καταστάσεις ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση.
Η θερμική αγωγιμότητα της αμμωνίας (διάσταση W/(m deg)) υποδεικνύεται στο εύρος θερμοκρασίας από 27 έως 327 °C και πίεση από 1 έως 1000 ατμόσφαιρες.

Η θερμική αγωγιμότητα της αμμωνίας στον πίνακα υποδεικνύεται στην ισχύ 10 3. Μην ξεχάσετε να διαιρέσετε με το 1000.
Οι τιμές θερμικής αγωγιμότητας πάνω από τη γραμμή υποδεικνύονται για υγρή αμμωνία, η θερμική αγωγιμότητα της οποίας μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Η θερμική αγωγιμότητα του αερίου αμμωνίας αυξάνεται όταν θερμαίνεται. Η αύξηση της πίεσης οδηγεί σε αύξηση της τιμής θερμικής αγωγιμότητας τόσο για την υγρή όσο και για την αέρια αμμωνία.

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει θερμική αγωγιμότητα της αμμωνίαςσε χαμηλές θερμοκρασίες και ατμοσφαιρική πίεση.

στη γραμμή κορεσμού ανάλογα με τη θερμοκρασία φαίνεται στον παρακάτω πίνακα. Πρέπει να σημειωθεί ότι η θερμική αγωγιμότητα της υγρής αμμωνίας μειώνεται όταν θερμαίνεται.

Σημείωση: Προσοχή! Η θερμική αγωγιμότητα της αμμωνίας στους πίνακες υποδεικνύεται στην ισχύ 10 3. Μην ξεχάσετε να διαιρέσετε με το 1000.

Αμμωνία- μία από τις πιο σημαντικές ενώσεις αζώτου.
Το άζωτο, το οποίο είναι μέρος των πρωτεϊνών και των νουκλεϊκών οξέων, είναι ένα από τα συστατικά που αποτελούν τη βάση της ζωής. Ως εκ τούτου, ήταν πολύ σημαντικό να μάθουμε πώς να συνθέτουμε χημικές ενώσεις με άζωτο. Στην αρχή χρησιμοποιούσαν ηλεκτρική ενέργεια, αλλά αυτή η μέθοδος αποδείχθηκε πολύ ακριβή. Περισσότερο με απλό τρόποήταν μια χημική αντίδραση συνδυασμού αζώτου στον αέρα με υδρογόνο σε μια χημική ένωση - αμμωνία!

Παραγωγή αμμωνίας

Παραγωγή αμμωνίαςστη βιομηχανία συνδέεται με την άμεση σύνθεσή του από απλές ουσίες. Όπως έχει ήδη σημειωθεί, η πηγή του αζώτου είναι ο αέρας και το υδρογόνο λαμβάνεται από το νερό.

3H 2 + N 2 → 2NH 3 + Q

Αντίδραση σύνθεση αμμωνίαςείναι αναστρέψιμη, επομένως είναι σημαντικό να επιλέγουμε συνθήκες υπό τις οποίες η απόδοση αμμωνίας στη χημική αντίδραση θα είναι μεγαλύτερη. Για να γίνει αυτό, η αντίδραση πραγματοποιείται σε υψηλή πίεση (από 15 έως 100 MPa). Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, οι όγκοι των αερίων (υδρογόνο και άζωτο) μειώνονται κατά 2 φορές, επομένως η υψηλή πίεση σας επιτρέπει να αυξήσετε την ποσότητα της αμμωνίας που σχηματίζεται. Ο σπογγώδης σίδηρος μπορεί να χρησιμεύσει ως καταλύτης σε μια τέτοια αντίδραση. Είναι ενδιαφέρον ότι ο σπογγώδης σίδηρος δρα ως καταλύτης μόνο σε θερμοκρασίες άνω των 500 0 C. Αλλά η αύξηση της θερμοκρασίας προωθεί την αποσύνθεση του μορίου της αμμωνίας σε υδρογόνο και άζωτο. Για να αποφευχθεί η διάσπαση των μορίων, μόλις το μείγμα των αερίων περάσει από τον σφουγγαράτο σίδηρο, η αμμωνία που προκύπτει ψύχεται αμέσως! Επιπλέον, όταν κρυώσει έντονα, η αμμωνία μετατρέπεται σε υγρό.

Παραγωγή αμμωνίαςσε εργαστηριακές συνθήκες παράγεται από μίγμα στερεού χλωριούχου αμμωνίου (NH 4 Cl) και σβησμένου ασβέστη. Όταν θερμαίνεται, η αμμωνία απελευθερώνεται έντονα.

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 → CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O

Ιδιότητες της αμμωνίας

Αμμωνίαστο φυσιολογικές συνθήκες- αέριο με αιχμηρό και δυσάρεστη μυρωδιά. Η αμμωνία είναι δηλητηριώδης! Στους 20 0 C, 700 λίτρα αμμωνίας διαλύονται στο νερό. Η λύση που προκύπτει ονομάζεται αμμωνιακό νερό. Λόγω αυτής της διαλυτότητας, η αμμωνία δεν μπορεί να συλλεχθεί και να αποθηκευτεί πάνω από το νερό.

Αμμωνία- ενεργός αναγωγικός παράγοντας. Έχει αυτή την ιδιότητα λόγω των ατόμων αζώτου που έχουν κατάσταση οξείδωσης «-3». Οι αναγωγικές ιδιότητες του αζώτου παρατηρούνται όταν η αμμωνία καίγεται στον αέρα. Δεδομένου ότι η πιο σταθερή κατάσταση οξείδωσης για το άζωτο είναι 0, το ελεύθερο άζωτο απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα αυτής της αντίδρασης.

Εάν χρησιμοποιούνται καταλύτες (πλατίνα Pt και οξείδιο του χρωμίου Cr 2 O 3) στην αντίδραση καύσης, λαμβάνεται μονοξείδιο του αζώτου.

4NH 3 + 5 O 2 → 4NO + 6H 2 O

Αμμωνίαμπορεί να μειώσει τα μέταλλα από τα οξείδια τους. Έτσι η αντίδραση με το οξείδιο του χαλκού χρησιμοποιείται για την παραγωγή αζώτου.

2NH 3 + 3CuO → 3Cu + N 2 + 3H 2 O

Αμμωνίαέχει τις ιδιότητες των βάσεων και των αλκαλίων. Όταν διαλυθεί στο νερό, σχηματίζεται ένα ιόν αμμώνιοκαι ιόν υδροξειδίου. Ταυτόχρονα, η ένωση NH 4 OH δεν υπάρχει! Επομένως ο τύπος αμμωνιακό νερόΕίναι καλύτερα να το γράψετε ως τη φόρμουλα για την αμμωνία!

Βασικές ιδιότητες αμμωνίαεμφανίζονται επίσης σε αντιδράσεις με οξέα.

NH 3 + HCl → NH 4 Cl (αμμωνία)

NH 3 + HNO 3 → NH 4 NO 3 ( νιτρικό αμμώνιο)

Αμμωνίααντιδρά με οργανικές ουσίες. Για παράδειγμα, τα τεχνητά αμινοξέα παράγονται από την αντίδραση αμμωνίας και Α-χλωρο-υποκατεστημένα καρβοξυλικά οξέα. Το υδροχλώριο (αέριο HCl) που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης συνδυάζεται με περίσσεια αμμωνίας, η οποία έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό αμμωνίας (ή χλωριούχου αμμωνίου NH 4 Cl).

Πολλές σύνθετες ενώσεις περιέχουν ως πρόσδεμα αμμωνία. Διάλυμα αμμωνίαςΤο οξείδιο του αργύρου, το οποίο χρησιμοποιείται για την ανίχνευση αλδεΰδων, είναι μια σύνθετη ένωση - υδροξυδιαμίνη αργύρου.

Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O →2OH

Άλατα αμμωνίου

Άλατα αμμωνίου- στερεές κρυσταλλικές ουσίες που δεν έχουν χρώμα. Σχεδόν όλα είναι διαλυτά στο νερό και χαρακτηρίζονται από όλες τις ίδιες ιδιότητες που έχουν τα άλατα μετάλλων που μας είναι γνωστά. Αλληλεπιδρούν με τα αλκάλια, απελευθερώνοντας αμμωνία.

NH 4 Cl + KOH → KCl + NH 3 + H 2 O

Επιπλέον, εάν χρησιμοποιείτε επιπλέον χαρτί δείκτη, τότε αυτή η αντίδραση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ποιοτική αντίδραση σε άλατα αμμώνιο. Τα άλατα αμμωνίου αλληλεπιδρούν με άλλα άλατα και οξέα. Για παράδειγμα,

(NH 4) 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2NH 4 Cl

(NH 4) 2 CO 3 + 2HCl 2 → 2NH 4 Cl + CO 2 + H 2 O

Άλατα αμμωνίουασταθής στη θερμότητα. Μερικά από αυτά, για παράδειγμα χλωριούχο αμμώνιο (ή αμμωνία), εξατμίζονται (εξατμίζονται όταν θερμαίνονται), άλλα, για παράδειγμα νιτρώδες αμμώνιο, αποσυντίθενται

NH 4 Cl → NH 3 + HCl

NH 4 NO 2 → N 2 + 2H 2 O

Η τελευταία χημική αντίδραση, η αποσύνθεση του νιτρώδους αμμωνίου, χρησιμοποιείται σε χημικά εργαστήριαγια τη λήψη καθαρού αζώτου.

Αμμωνία- Αυτό αδύναμο θεμέλιοΕπομένως, τα άλατα που σχηματίζονται από την αμμωνία σε ένα υδατικό διάλυμα υφίστανται υδρόλυση. Στα διαλύματα αυτών των αλάτων υπάρχει μεγάλος αριθμός ιόντων υδρονίου, άρα η αντίδραση των αλάτων αμμωνίου είναι όξινη!

NH 4 + + H 2 O → NH 3 + H 3 O +

Εφαρμογή αμμωνίαςκαι τα άλατά του με βάση συγκεκριμένες ιδιότητες. Αμμωνίαχρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή αζωτούχων ουσιών και χρησιμοποιείται επίσης ευρέως ως ορυκτό λίπασμα στη σύνθεση αλάτων. Υδατικό διάλυμααμμωνία μπορεί να αγοραστεί στα φαρμακεία με το όνομα αμμωνία.

Η αμμωνία (NH 3) είναι ένα από τα πιο κοινά βιομηχανικά χημικά που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία και το εμπόριο.

Αμμωνία, γιατί τη χρειάζεται ο οργανισμός μας; Αποδεικνύεται ότι σχηματίζεται συνεχώς σε όλα τα όργανα και τους ιστούς και είναι ουσιαστική ουσία σε πολλά βιολογικές διεργασίες, χρησιμεύει ως πρόδρομος για το σχηματισμό αμινοξέων και τη σύνθεση νουκλεοτιδίων. Στη φύση, η αμμωνία σχηματίζεται κατά την αποσύνθεση οργανικών ενώσεων που περιέχουν άζωτο.

Χημικές και φυσικές ιδιότητες της αμμωνίας

• Σε θερμοκρασία δωματίου, η αμμωνία είναι ένα άχρωμο, ερεθιστικό αέριο με πικάντικη, αποπνικτική οσμή.
• V καθαρή μορφήγνωστή ως άνυδρη αμμωνία.
• υγροσκοπικό (απορροφά εύκολα την υγρασία).
• έχει αλκαλικές ιδιότητες, καυστικές, εύκολα διαλυτές στο νερό.
• συμπιέζεται εύκολα και σχηματίζει ένα διαυγές υγρό υπό πίεση.

Πού χρησιμοποιείται η αμμωνία;

Περίπου το 80% της αμμωνίας χρησιμοποιείται για την παραγωγή βιομηχανικών προϊόντων.

Η αμμωνία χρησιμοποιείται σε γεωργίαως λίπασμα.

Υπάρχει σε μονάδες ψύξης για τον καθαρισμό υδατικών συνθέσεων.

Χρησιμοποιείται στην παραγωγή πλαστικών, εκρηκτικών, υφασμάτων, φυτοφαρμάκων, βαφών και άλλων χημικών.

Περιέχεται σε πολλές οικιακές και βιομηχανικές λύσεις καθαρισμού. Οικιακά προϊόνταπου περιέχουν αμμωνία κατασκευάζονται με την προσθήκη 5-10% αμμωνίας η συγκέντρωση της αμμωνίας στα βιομηχανικά διαλύματα είναι υψηλότερη - 25%, γεγονός που τα καθιστά πιο καυστικά.

Πώς επηρεάζει η αμμωνία το ανθρώπινο σώμα;

Οι περισσότεροι άνθρωποι έρχονται σε επαφή με αμμωνία εισπνέοντάς το σαν αέριο ή εξάτμιση. Δεδομένου ότι η αμμωνία υπάρχει φυσικά και βρίσκεται στα απορρυπαντικά, μπορούν να είναι πηγές της.

Η ευρεία χρήση της αμμωνίας σε γεωργικές και βιομηχανικές περιοχές σημαίνει επίσης ότι αυξημένες συγκεντρώσεις στον αέρα μπορεί να προκύψουν κατά τη διάρκεια τυχαίων εκλύσεων ή εσκεμμένων τρομοκρατικών επιθέσεων.

Το άνυδρο αέριο αμμωνίας είναι ελαφρύτερο από τον αέρα και επομένως ανεβαίνει ψηλά, επομένως γενικά διαχέεται και δεν συσσωρεύεται σε χαμηλές περιοχές. Ωστόσο, παρουσία υγρασίας (υψηλή σχετική υγρασία), η υγροποιημένη άνυδρη αμμωνία σχηματίζει ατμό που είναι βαρύτερος από τον αέρα. Αυτοί οι ατμοί μπορούν να μεταφερθούν στην επιφάνεια της γης ή σε πεδινά.

Πώς λειτουργεί η αμμωνία;

Η αμμωνία αρχίζει να αντιδρά αμέσως μετά την επαφή με την υγρασία στην επιφάνεια του δέρματος, των ματιών, του στόματος, της αναπνευστικής οδού και των μερικώς βλεννογόνων επιφανειών και σχηματίζει ένα πολύ καυστικό υδροξείδιο του αμμωνίου . Το υδροξείδιο του αμμωνίου προκαλεί νέκρωση ιστούλόγω διαταραχής των κυτταρικών μεμβρανών, οδηγεί σε κυτταρική καταστροφή. Μόλις η πρωτεΐνη και τα κύτταρα διασπαστούν, το νερό εξάγεται μέσω μιας φλεγμονώδους απόκρισης, που οδηγεί σε περαιτέρω βλάβη.

Ποια είναι τα συμπτώματα της δηλητηρίασης από αμμωνία;

Αναπνοή. Η μυρωδιά της αμμωνίας στη μύτη είναι ερεθιστική και πικάντικη. Η επαφή με υψηλές συγκεντρώσεις αμμωνίας στον αέρα οδηγεί σε αίσθημα καύσου στη μύτη, το λαιμό και την αναπνευστική οδό. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε βρογχιολικό και κυψελιδικό οίδημα και βλάβη των αεραγωγών που προκύπτουν από αναπνευστική ανεπάρκεια. Η εισπνοή χαμηλών συγκεντρώσεων μπορεί να προκαλέσει βήχα και ερεθισμό της μύτης και του λαιμού. Η μυρωδιά της αμμωνίας είναι μια αρκετά πρώιμη προειδοποίηση για την παρουσία της, αλλά η αμμωνία οδηγεί επίσης σε εξασθενημένη αίσθηση όσφρησης, η οποία μειώνει την ικανότητα να την παρατηρήσετε στον αέρα σε χαμηλές συγκεντρώσεις.

Τα παιδιά, που εκτίθενται στην ίδια ποσότητα αμμωνίας με τους ενήλικες, λαμβάνουν μεγαλύτερη δόση επειδή η επιφάνεια των πνευμόνων τους σε σχέση με το σώμα τους είναι πολύ μεγαλύτερη. Επιπλέον, μπορεί να εκτίθενται περισσότερο στην αμμωνία λόγω του μικρού τους αναστήματος - βρίσκονται πιο κοντά στο έδαφος, όπου η συγκέντρωση των ατμών είναι μεγαλύτερη.

Επαφή με το δέρμα ή τα μάτια. Η επαφή με χαμηλές συγκεντρώσεις αμμωνίας στον αέρα ή τα υγρά μπορεί να προκαλέσει γρήγορο ερεθισμό των ματιών ή του δέρματος. Υψηλότερες συγκεντρώσεις αμμωνίας μπορεί να προκαλέσουν σοβαρό τραυματισμό και εγκαύματα . Η επαφή με συμπυκνωμένα υγρά αμμωνίας, όπως βιομηχανικά απορρυπαντικά, μπορεί να προκαλέσει βλάβη από τη διάβρωση, συμπεριλαμβανομένων των δερματικών εγκαυμάτων, της βλάβης των ματιών ή της τύφλωσης . Ο υψηλότερος βαθμός οφθαλμικής βλάβης μπορεί να μην είναι ορατός έως και μια εβδομάδα μετά την έκθεση. Η επαφή με υγροποιημένη αμμωνία μπορεί επίσης να προκαλέσει κρυοπάγημα .

Κατανάλωση με φαγητό. Η έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις αμμωνίας μέσω της κατάποσης διαλύματος αμμωνίας μπορεί να προκαλέσει βλάβη στο στόμα, το λαιμό και το στομάχι.