9.4. Производство аммиака, азотной кислоты и минеральных удобрений

Вещество, распространенное в большей мере в форме резко пахнущего бесцветного газа, и представляющее собой нитрид водорода, широко известно как аммиак. Сферы его применения разнообразны. Химическое соединение используют для изготовления удобрений с азотом, соды, взрывчатых веществ, полимерных составов и иных промышленных продуктов. В жидкой форме вещество применяют как растворитель, в твердой оно представляет собой кубические кристаллы. В его составе один атом азота и три — водорода.

Синтетический аммиак незаменим в производстве азотных удобрений.

• Производство
• К какому классу веществ относится аммиак
• Области применения аммиака
  в производствев холодильных установкахв медицине
• в производстве
• в холодильных установках
• в медицине
• Какая формула у аммиака
• Свойства NH₃
• Воздействие аммиака на физиологию
• Некоторые факты об аммиаке

Длительное воздействие аммиачного газа представляет опасность для человека, потому что вызывает отек легких и угнетение нервной системы. Опасность повышает отсутствие запаха у вещества.

Из этой статьи вы подробнее узнаете о том, где используют аммиак, как его получают в промышленности, как выглядит химическая формула, где используется в медицине, в производстве, к какому классу опасности относится аммиак.

Производство

Ежегодно в мире химические предприятия выпускают порядка 180 миллионов тонн аммиака. Как образуется аммиак? В результате непосредственного соединения водорода и азота, при протекании химической реакции с выделением тепла:

N2 + 3NH3 + 91,84 кДж

Наибольший выход аммиака 30% достигается при температуре 500°C и давлении в 350 атмосфер, притом для протекания реакции используют катализатор — пористое железо с оксидом калия. Из чего делают аммиак на производстве, на заводе? Его синтезируют из азота и водорода при высокой температуре. К молекуле двухатомного азота добавляют три двухатомные молекулы водорода.

К какому классу веществ относится аммиак

Согласно классификации ГОСТ 12.1.007, данное вещество относится к малоопасным веществам и принадлежит к четвертому классу опасности.

Оно хорошо растворяется в воде. В жидкой форме оно почти не проводит ток и сильно преломляет свет. Его запах ощутим, если концентрация аммиачных паров достигает 37 мг/м³.

Области применения аммиака

Из аммиака изготавливают азотсодержащие удобрения, полимеры, соду. Его используют как противоморозный компонент строительной смеси, а также для придания аромата цветам без запаха или для изменения их окраски.

В холодильных установках

Где еще используется аммиак? В системах охлаждения. Он служит хладагентом. В том числе с его помощью охлаждают каналы энергоснабжения МКС.

В медицине

Используется для нанесения на поверхность кожи, ингаляций и приема внутрь, для приведения в сознание человека при обмороке. Аммиак применяют при укусах насекомых, невралгии, для повышения давления, для очищения поверхностей, в том числе рук хирурга.

Какая формула у аммиака

Формула вещества — NH3. Его молекула представляет собой пирамиду, где в основании атомы водорода, а наверху — атом азота.

Свойства NH₃

Аммиак — комплексообразователь. Его раствор, известный как нашатырь, обладает слабощелочной реакцией. При взаимодействии с кислотами, производит соли аммония. Вещество также слабая кислота. Взаимодействуя с металлами, оно образует соли.

Аммиачные растворы амидов — проводники тока. Нагреваясь, аммиак разлагается. Вещество горит в атмосфере кислорода, продукты горения — вода и азот. Хлор и йод под воздействием аммиака формируют взрывчатые вещества. При температуре 1000°C NH3 реагирует с углем, в результате образуется синильная кислота. Аммиак реагирует и с метаном, продукт реакции тот же.

Воздействие аммиака на физиологию

Для живого организма аммиак опасен своей токсичностью. Он действует удушающе, оказывает нейротропный эффект. При ингаляционном воздействии может провоцировать отек легких, угнетать нервную систему. У вещества местное и резорбтивное действие.

Воздействие паров NH3 приводит к раздражению слизистой и кожи. Такое раздражение воспринимается рецепторами как резкий запах, проявляется слезотечением, потерей зрения вследствие химического ожога, кашлем, зудом. Если сжиженный аммиак касается кожи, ее обжигает, на ней могут появиться пузыри. Испаряясь, он поглощает тепло, а касаясь кожного покрова при испарении, вызывает обморожение.

На производстве допустима максимальная концентрация аммиака в воздушной массе 20 мг/м³. Предельная среднесуточная концентрация вещества в помещении — 0,04 мг/м³. Допустима разовая концентрация аммиака в воздухе — 0,2 мг/м³. Если нормы превышаются, то в воздухе ощущается запах аммиака.

Когда в воздухе содержится 280 мг/м³, то раздражается зев, 490 мг/м³ — глаза, от 7 г/м³ — кожный покров. Легкие отекают, если аммиак в концентрации 1,5 г/м³ воздействует на человека в течение часа. Если кратковременно воздействовать аммиаком с содержанием в воздухе от 3,5 г/м³, то неизбежны общетоксические поражения.

Хотите получить консультацию?

Позвоните нам по телефону!

+7 (495) 532 17 17 Пн.-Пт. с 9:00 до 18:00, обед с 13:00 до 14.00, Сб. с 9.00 до 15:00

Некоторые факты об аммиаке

• Пары нашатырного спирта (раствора аммиака в воде) могут менять окраску цветов. Лепестки синих оттенков они делают зелеными, насыщенно-красные — чернят.
• Аммиак наполняет облака над Юпитером.
• Не пахнущие в естественной среде цветы после воздействия на них аммиаком источают приятный аромат. К таким цветам относятся астры.
• Нашатырь, взаимодействуя с йодом, образует йодистый азот в виде кристаллов, таким образом проводят химические опыты с наглядными результатами.

• https://ru.wikipedia.org/wiki/Аммиак
• Общая и неорганическая химия. Н. С. Ахметов

Производство
аммиака.
Азот относится к группе химических
элементов, играющих исключительно
важную роль в живой природе и в жизни
человека. Наряду с углеродом, кислородом
и водородом азот является основным
элементом, составляющим растительные
и животные организмы. Он участвует в
основных биохимических процессах,
входит в состав питательных веществ и
пищевых продуктов.

Растения
усваивают азот только из аммиачных и
азотнокислых солей, находящихся в почве
и накапливающихся там при гашении
органических соединений. Однако
связанного в почве азота недостаточно
для интенсивного ведения сельского
хозяйства, и поэтому необходимо
применение азотных удобрений, на
производство которых расходуется
большая часть соединений азота,
выпускаемых промышленностью. Наиболее
экономичным способом оказался синтез
аммиака из азотоводородной смеси, в
настоящее время более 95% связанного
азота получают по этому способу.

Аммиак
NH3
представляет собой при нормальном
давлении и температуре бесцветный газ
с резким характерным запахом. Жидкий
аммиак – бесцветная прозрачная жидкость
плотностью 0,68 г/см3,
кипящая при – 33,4°С. Аммиак обладает
восстановительными свойствами, он
хорошо растворим в воде, 25%-й раствор
его в воде называют нашатырным спиртом.
Аммиак используется в качестве удобрения,
которое вносится в почву в жидком виде,
он применяется в холодильной,
металлургической промышленности, при
производстве пластмасс, фотореактивов
и т.п. Часть аммиака перерабатывается
в азотную кислоту и минеральные
удобрения.

Для
синтеза аммиака необходимо иметь азот,
водород в соотношении 1:3. Источником
азота служит атмосферный воздух,
водорода – метан, другие углеводороды.

В
состав воздуха входит 78% азота, 21%
кислорода, около 1% аргона и от 0,1 до 2%
водяных паров. Разделение воздуха на
составные части основано на различии
их температур кипения, так, кислород
кипит при –182,9°С, аргон при –185,7°С, азот
при –195,8°С. Для разделения воздуха
вначале его сжижают охлаждением ниже
температуры кипения азота, а затем
испаряют в ректификационных колоннах,
в которых и осуществляется разделение
воздуха на азот и кислород. Существуют
аппараты одно- и двухкратной ректификации.
При однократной ректификации в колоннах
получают азот с содержанием в нем 7% О2.
Аппарат двухкратной ректификации
работает следующим образом: сжатый
воздух, охлажденный в предварительном
теплообменнике, поступает в змеевик,
расположенный в нижней части колонны.
Воздух охлаждается воздушно-кислородной
смесью, дросселируется, и пары, обогащенные
азотом, поднимаются по колонне вверх
и конденсируются в испарителе. Конденсат,
обогащенный кислородом, стекает вниз,
а пары азота поднимаются вверх и по
пути очищаются от кислорода жидким
азотом, стекающим сверху. Чистый азот
отбирается из верхней колонны. Мощности
современных установок разделения
воздуха составляют от 3 до 17 тыс. м3/ч
азота.

Водород,
необходимый для синтеза аммиака,
добывают в промышленности различными
способами: конверсией метана; конверсией
окиси углерода; разделением коксового
газа; электролизом воды.

Природный
газ содержит до 98% метана. Процесс
получения водорода из природного газа
состоит из ряда последовательных
стадий. Вначале проводят конверсию
метана водяным паром и кислородом по
уравнениям реакций:

H4
+ H2O
CO + 3H2
– 206,4 кДж

СН4
+
½О2
СО + 2Н2
+ 35,6 кДж

Далее осуществляют
конверсию окиси углерода:

О
+ Н2О
СО2
+ Н2
+ 41,0 кДж

Затем
следует очистка газовой смеси от СО2
и остаточной СО.

Процесс
конверсии метана проводят под давлением,
близком к атмосферному, реакция идет
с поглощением тепла и увеличением
объема. Конверсия метана проходит при
температуре 800-1100°С с применением
катализатора (никеля, нанесенного на
окись алюминия или на окись магния) и
при 1350-1400°С без катализатора.

Каталитическую
конверсию метана осуществляют в шахтных
конвертерах – реакторах, футерованных
изнутри огнеупорным кирпичом и снабженных
водяной рубашкой.

Полученные
для синтеза аммиака азот и водород или
их смеси подвергаются очистке от
кислородо- и серосодержащих соединений,
являющихся каталитическими ядами.

Очистку
газов производят при помощи жидких или
твердых поглотителей или вымораживанием,
т.е. переводом примесей в жидкое или
твердое состояние.

Синтез
аммиака происходит по реакции:

N2
+ 3H2

2NH3
+ Q

и
является обратимым процессом, протекающим
с уменьшением объема и выделением
тепла. Следовательно, с повышением
давления и понижением температуры
равновесие реакции синтеза смещается
в правую сторону.

Синтез
аммиака проводят в реакторе – колонне
синтеза, изготовленной из хромованадиевой
стали, высотой 12-20 м и внутренним
диаметром 1,0-1,4 м. Снизу и сверху колонна
закрывается крышками. В верхней части
колонны расположен катализатор, а в
нижней – теплообменник. Азотоводородная
смесь поступает в верхнюю часть колонны,
проходит сверху вниз и поступает в
теплообменник, после чего газ поднимается
вверх по кольцевому пространству.
Азотоводородная смесь, нагретая до
400-420°С, поступает на слой катализатора,
где поддерживается температура
450-520°С. Прореагировавший газ (продукт)
поступает в трубки теплообменника, где
охлаждается и выводится из колонны при
90-100°С.

Колонны синтеза
обеспечивают производительность
аммиака от 150 до 1500 т/сутки. Срок службы
катализатора – около двух лет.

После
охлаждения аммиак конденсируется и
отделяется от газа, а непрореагировавшая
азотоводородная смесь при помощи
циркуляционного компрессора возвращается
в аппарат.

На
Украине аммиак производится на
Новомосковском и Горловском азотнотуковых
заводах.

Производство
азотной кислоты.
Азотная кислота – одна из важнейших
минеральных кислот. Безводная азотная
кислота HNО3
представляет собой тяжелую бесцветную
жидкость (плотность 1,52 г/см3),
дымящуюся на воздухе. Она кипит при
86°С и замерзает при – 47°С.

Азотная
кислота – сильный окислитель.
Концентрированная азотная кислота
превращает большинство металлов в
соответствующие окислы и нитраты. Она
широко применяется в промышленности.
Большая часть азотной кислоты расходуется
на производство удобрений, взрывчатых
веществ, ракетного топлива, синтетических
красителей и волокон, различных пластмасс
и т.п.

Промышленностью
выпускаются 3 сорта разбавленной
(45-55%) и 2 сорта концентрированной (97-98%)
азотной кислоты.

Процесс
получения разбавленной азотной кислоты
из аммиака основан на следующих реакциях:

Процесс
контактного окисления аммиака проходит
только при высоких температурах (выше
800-900°С) в присутствии катализаторов,
ускоряющих реакцию (в качестве которых
служат платина и ее сплавы, окиси железа,
марганца, кобальта и др.) Окисление
аммиака ведут в реакторах конвертерного
типа, диаметром 1,5-2,5 м. Катализаторные
сетки помещаются в центральной части
аппарата. Аммиачно-воздушная смесь
подается в верхнюю часть реактора,
нижняя часть охлаждается воздухом.
Здесь размещен выход нитрозных газов.

Последующие
две реакции (окисление NO и абсорбция
NO2
водой) осуществляются в одной и той же
аппаратуре. Окисление – самая медленная
из всех реакций, она идет с уменьшением
объема и до 150°С протекает в сторону
образования NO2,
а при более высокой температуре
сдвигается влево. Повышение давления
в значительной мере ускоряет реакцию.
Поэтому на установках при повышенных
давлениях (до 106 Н/м2)
окись азота практически полностью
окисляется до NO2).

Абсорбция
двуокиси азота водой представляет
конечную стадию производства азотной
кислоты. При переработке нитрозных
газов в системах, работающих под
давлением с использованием смеси
аммиака (10-12%), получают разбавленную
45-50%-ю азотную кислоту (при повышенных
до 106
Н/м2
давлениях – до 60-62% НNO3).

Для
отдельных производств требуется не
разбавленная азотная кислота, а
концентрированная с содержанием НNO3
выше 96%. Такую кислоту получают путем
концентрирования разбавленной кислоты.
Сущность этого процесса заключается
в перегонке разбавленной азотной
кислоты в присутствии водоотнимающего
средства – концентрированной серной
кислоты. Последняя связывает воду,
содержащуюся в разбавленной азотной
кислоте. Перегонку азотной кислоты
ведут в тарельчатых барботажных
колоннах, изготовленных из кислотоупорного
чугуна, устойчивого по отношению к
серной и азотной кислотам.

Серную
кислоту подают на одну из верхних
тарелок, а несколько ниже – разбавленную
азотную кислоту. Нагревание смеси
осуществляется острым паром (180-200°С),
вводимым в нижнюю часть колонны. Пары
концентрированной азотной кислоты
направляются в конденсатор, где кислота
конденсируется, а нитрозные газы
направляются на дальнейшее улавливание.

Отработанная
70%-я серная кислота вытекает снизу
колонны, поступает без охлаждения
непосредственно на упаривание. Расход
крепкой серной кислоты составляет 3-4
т на 1 т крепкой азотной кислоты. Для
возврата отработанной серной кислоты
в процесс ее необходимо концентрировать,
что связано с потерями топлива, кислоты
и сильной коррозией аппаратуры.

Процесс
ведут в специальных автоклавах под
давлением
5•106
Н/м2
и температуре 75°С.

Слабая
азотная кислота (45-60%) хранится на складах
в резервуарах из нержавеющей стали.
Небольшие количества ее перевозят в
стеклянных бутылях, упакованных в
корзины или деревянную обрешетку с
обкладкой стружкой или соломой. Большие
количества кислоты перевозят в
железнодорожных цистернах из нержавеющей
стали.

Концентрированную
кислоту хранят в резервуарах и перевозят
в железнодорожных цистернах из алюминия.

Окислы
азота и азотная кислота обладают
токсичными свойствами. Попадая на кожу,
азотная кислота вызывает ожоги.
Концентрированная азотная кислота
вызывает загорание хлопчатобумажной
ткани и древесины. Поэтому работающий
с азотной кислотой должен быть одет в
спецодежду из шерстяного сукна, иметь
противогаз марки В с коробкой желтого
цвета, а также резиновые перчатки и
защитные очки.

Производство
минеральных удобрений.
Минеральные удобрения – это
соли и продукты, содержащие элементы,
необходимые для питания растений и
используемые для получения высоких и
устойчивых урожаев. В состав растений
входят: углерод, кислород, водород,
азот, фосфор, калий, кальций, магний и
др. Ежегодно при снятии урожая из почвы
выносятся питательные вещества,
необходимые для растений; почва
истощается, что снижает урожайность.

Углерод
растения получают из воздуха в виде
двуокиси углерода, усвояемой ими путем
фотосинтеза, водород поступает из почвы
в составе воды, а все остальные элементы
растения получают из почвы в виде
минеральных солей, растворенных в воде
или слабых органических кислотах. Среди
них наибольшее значение для питания
растений имеют азот, фосфор и калий.

Азот
растения получают из почвы через
корневую систему в виде растворов
нитратов, карбамида, аммиака и др., а
также из азотосодержащих соединений
воздуха в результате деятельности на
корнях растений клубеньковых бактерий.

Фосфор
и калий растения получают из почвы в
виде растворимых фосфорнокислых и
калийных солей, но их в почве мало,
поэтому необходимо внесение в почву
удобрений.

Потребление
растениями бора, меди, цинка, марганца
и некоторых других элементов сравнительно
невелико. Эти элементы вносятся в почву
в небольших количествах в виде так
называемых микроудобрений.

Все
удобрения по своему происхождению
делятся на минеральные, органические,
органо-минеральные и бактериальные.
Минеральные удобрения вырабатываются
на химических предприятиях – это в
основном неорганические соли. Из
органических соединений к ним относят
карбамид (мочевину). Органические
удобрения содержат питательные вещества,
входящие в состав органических
соединений. Органо-минеральные удобрения
– это смесь органических и минеральных.
Бактериальные удобрения содержат
культуры бактерий, которые способствуют
накоплению в почве питательных элементов.

По
составу в зависимости от вида питательного
элемента удобрения подразделяются на
азотные, фосфорные и калийные. Если
удобрения содержат несколько питательных
элементов, то их называют комплексными.
По концентрации питательных элементов
различают ординарные (тощие) и
концентрированные (содержащие 30% и
более питательных веществ).

Азотные
удобрения разделяют на аммиачные,
нитратные, аммиачно-нитратные и амидные.
Все они хорошо растворяются в воде и
усваиваются растениями.

Эта
реакция проводится в реакторе, протекает
с большой скоростью и сопровождается
интенсивным выделением тепла. В реакторе
смешиваются азотная кислота и аммиак.
Протекает реакция нейтрализации при
атмосферном давлении и температуре до
110°С. Из реактора выводится раствор
аммиачной селитры, содержащий 65-82%
NH4NO3.

Технология
производства аммиачной селитры
совершенствуется в направлении улучшения
физических свойств (путем выпарки
удаляют воду до 0,4%), применения
концентрированной азотной кислоты и
увеличения мощности реактора.

Карбамид
(мочевина) CO(NH2)2
содержит 46,3% N, используется как удобрения
и как добавка к кормам для скота, а также
как сырье в производстве пластмасс –
аминопластов.

Карбамид
получают при взаимодействии аммиака
и двуокиси углерода путем синтеза при
давлении до 20-106
H/м2
и при температуре 180-200°С. В результате
синтеза получают продукт, содержащий
около 35% карбамида.

Производство
карбамида осуществляется в колонне
синтеза, изготовленной из легированной
стали. Двуокись углерода и жидкий аммиак
поступают в нижнюю часть колонны, где
внутри цилиндра образуется сплав,
содержащий около 35% карбамида.

В качестве удобрений
используют сульфат аммония, содержащий
до 21% азота. Его получают поглощением
аммиака из коксового газа серной
кислотой и как побочный продукт в
производстве капролактама.

На
Украине азотные удобрения производят
в Лисичанске, Горловке, Черкассах, Ровно
и др.

Фосфорные
удобрения по степени растворимости
подразделяются на водорастворимые,
цитратно- и лимоннорастворимые и
труднорастворимые. К водорастворимым
относятся простой и двойной суперфосфат.
Цитратно-растворимые удобрения
(прецинитат) растворимы в аммиачном
растворе цитрата аммония, лимоннорастворимые
– в 2%-м растворе лимонной кислоты. Такие
соли растворяются в почвенных кислотах
и усваиваются растениями. Труднорастворимые
удобрения содержат соли фосфорной
кислоты, растворимые только в сильных
минеральных кислотах (к ним относятся
фосфоритная и костяная мука).

Сырьем
для производства фосфорных удобрений
служат природные фосфаты: апатиты и
фосфориты. Апатиты добывают на Кольском
полуострове, фосфориты – в России и
Казахстане.

Для
производства концентрированных
фосфорных и комплексных удобрений
необходима фосфорная кислота H3PO4,
которую получают из апатитов или
фосфоритов экстракционным или
электротермическим методом. Эти методы
заключаются в разложении фосфатного
сырья кислотами (чаще всего серной).

Суперфосфат
– наиболее распространенное, универсальное
водорастворимое фосфорное удобрение,
которое представляет собой порошок
или гранулы серого цвета и состоит из
смеси монокальция фосфата Ca(H2PO4).H2O
и сульфата кальция СаSO4.
Его вырабатывают в камерах, где реакции
проходят в две стадии: сначала разлагается
под воздействием серной кислоты
апатитовое или фосфористое сырье (при
температуре 110-115°С), а затем созревает
(кристаллизируется) суперфосфат, который
содержит не более 20% окиси фосфора Р2О5.
Более концентрированные фосфорные
удобрения получаются при разложении
фосфатных руд фосфорной кислотой.
Получающийся в результате этого двойной
суперфосфат не содержит в себе сульфата
кальция, поэтому содержание в нем
усвояемой Р2О5
в 2-2,5 раза выше, чем в простом суперфосфате.
Двойной суперфосфат – концентрированное
удобрение, содержащее 42-49% усвояемой
Р2О5,
не содержит балласта (сульфата кальция),
и в его производстве могут быть
использованы местные фосфориты, которые
непригодны для получения простого
суперфосфата.

В Украине суперфосфат
производится в Виннице, Одессе и Сумах,
а также в Мариуполе и Константиновке
– как побочный продукт черной металлургии.

Сырьем
для производства калийных удобрений
служат природные калийные соли,
содержащие минералы сильвинит и
карналлит. В Украине большие запасы
калийных солей в Прикарпатье.

Используя
промышленные методы галургии (или
методы раздельной кристаллизации), из
этих солей получают удобрения – хлориды
калия трех сортов: высший сорт содержит
не менее 99% KCl, первый – не менее 98,3% KCl
и второй – не менее 95% KCl (60% K2O).

Комплексные
удобрения получают с различным
соотношением азота, фосфора и калия –
в зависимости от характера почвы и
сельскохозяйственных культур, для
которых они предназначаются. Например,
аммофос – азотнофосфорное сложное
концентрированное удобрение, содержащее
11-13% N и47-50% Р2О5
в водорастворимом состоянии; нитрофоска
– удобрение, содержащее все три
питательных элемента (11-17% N, 11-17% K2O
и 10-17% Р2О5)
в водорастворимой форме; нитроаммофоска
– удобрение, содержащее по 17% Р2О5,
К2О
и N. Получают комплексные удобрения в
реакторах путем нейтрализации фосфорной
кислоты аммиаком с последующим
добавлением к пульпе фосфатов аммония,
аммиачной селитры и измельченного
твердого хлорида калия.

К жидким аммиачным удобрениям относятся
безводный аммиак и аммиачная вода.

Безводный аммиакNH3является самым концентрированным и
самым дешевым удобрением, содержит
82,3% азота. Получается сжижением
газообразного аммиака под давлением.
Бесцветная, подвижная жидкость, плотность
0,61 г/см3при 20°С, температура
кипения 34°С. При хранении в открытых
сосудахNH3быстро
испаряется. Безводный аммиак обладает
высокой упругостью паров, поэтому его
хранят и транспортируют в стальных
цистернах, выдерживающих высокое
давление (30 – 32 атм). Он хорошо используется
растениями и по эффективности не уступает
твердым азотным удобрениям. Аммиак
поглощается почвой и не вымывается,
поэтому его можно вносить осенью или
весной.

Внесенный в почву безводный аммиак
превращается из жидкости в газ, который
адсорбируется коллоидной фракцией и
поглощается почвенной влагой, образуя
гидроксид аммония. Взаимодействуя с
анионами почвенного раствора, аммоний
образует различные соли и, вступая в
физико-химическое взаимодействие с
почвенными коллоидами, поглощается
твердой частью почвы. Одновременно с
физико-химическими превращениями аммиак
подвергается нитрификации.

Скорость и степень поглощения аммиака
почвой зависит от содержания в ней
гумуса, гранулометрического состава и
влажности, а также от способа и глубины
заделки удобрения. На более связных,
богатых органическим веществом, хорошо
обработанных и нормально увлажненных
почвах аммиак поглощается лучше, чем
на легких, бедных гумусом. В песчаных и
супесчаных почвах образование аммонийных
солей из аммиака и адсорбция иона аммония
происходят медленнее, чем в суглинистых
почвах. В связи с этим на легких почвах
удобрение продолжительное время
сохраняется в виде NH3и может улетучиваться. Из влажной почвы
аммиак улетучивается меньше, чем из
сухой. В течение 12 – 15 дней после внесения
аммиак подщелачивает, а затем (после
перехода его в нитраты) подкисляет
почву. Для нейтрализации подкисляющего
действия 1 ц жидкого аммиака требуется
1,5 ц СаСО3. Чтобы избежать потерь
азота, безводный аммиак заделывают на
глубину 12 – 16 см на дерново-подзолистых
суглинистых и на глубину 16 – 20 см на
супесчаных почвах. Для внесения используют
специальные машины АБА-0.5М, АБА-1, АША-2
и другие в агрегате с культиватором
КРН-4,2. Безводный аммиак можно вносить
в качестве основного удобрения и в
подкормку с обязательной заделкой в
почву.

Водный аммиак,
или аммиачная вода,
содержит 20,5%
азота в форме NH3
и NH4OH,
причем аммиака содержится значительно
больше, чем аммония. Этим и обусловлена
возможность потерь азота вследствие
улетучивания аммиака при перевозке,
хранении и внесении. Поэтому хранят и
транспортируют аммиачную воду в стальных
герметичных цистернах. Во избежание
потерь аммиака аммиачную воду заделывают
на глубину 10 – 12 см на суглинистых и 14
–18 см на супесчаных почвах. На
связных почвах аммиачную воду, как и
безводный аммиак, можно вносить осенью
в качестве основного удобрения практически
под все культуры при температуре почвы
ниже +10°С, а также весной перед севом.
На почвах легкого гранулометрического
состава эти удобрения желательно вносить
весной.

Аммиачная вода, как и безводный аммиак,
подкисляет почву. Для нейтрализации ее
подкисляющего действия требуется 0,3 –
0,4 ц СаСО3.

Аммиачную воду вносят специальными
машинами (ПОУ) с приспособлением УЛП-8
для заделки в почву. Учитывая, что аммиак
в почве перемещается на 10 – 12 см, для
культур сплошного сева расстояние между
сошниками (наконечниками) при внесении
аммиачных удобрений должно быть не
более 20 – 25 см, а для пропашных культур
должно равняться ширине одного междурядья.
Наиболее эффективно внесение этих
удобрений вместе с органическими. Нельзя
вносить аммиачные удобрения на одном
участке несколько лет подряд, так как
они усиливают минерализацию органического
вещества, что может привести к снижению
содержания последнего в почве. Безводный
аммиак и аммиачная вода в Беларуси в
настоящее время не применяются, так как
сняты с производства.

• Использование
  удобрений в сельском хозяйстве Азотные удобрения
• Азотные удобрения

Аммиак является одним из важнейших продуктов химической промышленности, который служит исходным материалом для многих химических процессов.

Большая часть производимого аммиака перерабатывается в
удобрения, остальное используется в химической промышленности, производства
пластмасс и синтетических волокон.

В качестве удобрения можно непосредственно использовать
водный раствор аммиака (аммиачная вода), но обычно аммиак применяют в форме
солей аммония, нитратов или амидов.

Использование
удобрений в сельском хозяйстве

В 19 ​​веке повсеместно признали важность достаточного
снабжения растений азотом, фосфором и калием (так называемыми макроэлементами)
для их полноценного роста и развития.

Согласно принципу «минимума микроэлементов», все они должны
находиться в определенном отношении друг к другу, дефицит одного питательного
вещества не может быть компенсирован переизбытком другого.

В прошлом питательные вещества обеспечивались только за счет
органических удобрений (навоза и растительных отходов). Но растущий спрос на
продукты питания потребовал дополнительного снабжения почвы минеральными
удобрениями.

Примерно с 1830 года природный азот из месторождений в Чили стал
использоваться в качестве удобрения. Тем не менее, данные природные
месторождения имеют ограниченные запасы, и достаточно длинный логистический
путь до конечного пользователя. Других природных залежей азотных соединений в
мире не существует. Поэтому технический синтез аммиака позволил производить
азотные удобрения в крупных промышленных масштабах.

Азотные удобрения

Мировое потребление азотных удобрений в конце 20-го века
составляло около 80 миллионов тонн.

Промышленные азотные удобрения могут содержать азот в
аммиачной форме (аммиак, соли аммония), в нитратной форме или в форме амида
(мочевина, цианамид кальция). Растения могут использовать азот как в форме
аммония, так и в форме нитрата.

Нитрат-ионы очень быстро влияют на баланс азота для
растений. С другой стороны, они не связаны в почве как анионы и могут легко
вымываться. Это означает, что подземные воды могут быть сильно загрязнены
вредными нитратами при чрезмерном применении азотных удобрений.

Ионы аммония связаны компонентами почвы (гуминовыми
веществами) и поэтому не могут быть легко вымыты. Однако сначала они должны
быть окислены почвенными бактериями до нитрат-ионов, чтобы растения могли их
усваивать. Поэтому они кажутся более экологичными по сравнению с нитратами.

Аммиачная вода

Аммиачная вода очень популярна в качестве удобрения в некоторых
странах (например, в США). Недостатком ее применения является вред для здоровья
и экологии, а также риск потерь от испарения.

Сульфат аммония

Сульфат аммония является побочным продуктом многочисленных процессов (например, на коксохимических заводах при десеризации дымовых газов). Поскольку серная кислота выделяется при ее использовании в почве, это может привести к подкислению почвы, поэтому в настоящее время данное удобрение стараются не использовать.

Аммиачная селитра

Аммиачная селитра является концентрированным азотным удобрением. Но она имеет тенденцию к слипанию и может при определенных условиях взрываться.

Мочевина

Мочевина является наиболее распространенным азотным удобрением (доля составляет более 50%). Она имеет высокое содержание азота и может служить долгосрочным удобрением в почве.

Поскольку гидролиз до аммиака происходит под влиянием
фермента уреазы, то скорость разложения может быть снижена за счет добавок торможения
активности уреазы.

В дополнение к отдельным удобрениям, содержащим только одно
питательное вещество, также используются многокомпонентные удобрения (например,
фосфат аммония).

Жидкие аммиачные удобрения – группа азотных удобрений. Хорошо усваиваются растениями и дают не меньший эффект, чем твердые азотные удобрения.

Производство аммиачных удобрений отличается простотой и относительной дешевизной. Применение жидких азотных удобрений позволяет полностью механизировать работы по погрузке, выгрузке и внесению. Они не слеживаются, не расслаиваются. Теоретически могут использоваться для всех культур и способов внесения, но большей частью применяются для основного внесения и корневых подкормок.