Аммиак это в биологии

1. Основным
источником аммиака является катаболизм
аминокислот в

тканях.
Небольшая часть аммиака образуется в
клетках при распаде азотсодержащих
соединений (биогенных аминов, нуклеотидов
и др.) (рис. 9.7), а также при гниении
белков в кишечнике в
результате деятельности микрофлоры,
откуда он частично всасывается и
поступает в воротную вену. Концентрация
аммиака в крови воротной вены существенно
выше, чем в общем кровотоке.

Катаболизм
аминокислот и образование аммиака
происходит во всех тканях организма.
Однако концентрация аммиака в крови
очень мала, так как он быстро связывается
в клетках с образованием нетоксичных
продуктов. Содержание
аммиака в крови в
норме составляет всего 0,4-0,7
мг/л (25-40 мкмоль/л).

Из организма
аммиак выводится почками в виде конечных
продуктов азотистого обмена:

•  мочевины —
синтезируется в печени;

•  аммонийных
солей —
образуются в почках.

Рис.
9.7. Источники аммиака и пути его
превращения в разных тканях

2. В
разных тканях существует несколько
способов связывания и выведения аммиака
(рис. 9.8).

Основной
реакцией обезвреживания аммиака
почти во
всех тканях является синтез
глутамина под
действием глутаминсинтетазы:

Глутаминсинтетаза
обладает высоким сродством к аммиаку
и благодаря этой реакции в крови и
тканях поддерживается низкая концентрация
NH₃.

Глутамин можно
считать транспортной
формой аммиака, он
является нейтральной аминокислотой и
способен легко проникать через клеточные
мембраны путем облегченной диффузии
(в отличие от глутамата, требующего
механизмов активного транспорта).
Глутамин поступает в кровь из многих
органов, в наибольшем количестве —
из мышц
и мозга (см.
рис. 9.8).

3. Из
тканей глутамин транспортируется в
почки и кишечник. В
клетках кишечника под
действием фермента глутаминазы происходит
отщепление амидной группы в виде NH₃ а
образовавшийся глутамат с
помощью АЛТ превращается
в аланин.

Таким
образом, в энтероцитах амидная группа
глутамина превращается в аммиак, а
аминогруппа глутамина — включается в
состав аланина.

4. В
почках глутамин
также подвергается действию
фермента глутаминазы и

расщепляется
на глутамат, который реабсорбируется
и возвращается в клетки тканей, и аммиак
(см. рис. 9.8, В).

Рис.
9.8. Пути обмена азота аминокислот и
аммиака:

А —
выведение азота из мышц и кишечника в
составе аланина и глутамина; Б —
выведение азота из мозга и мышц в виде
глутамина; В —
экскреция аммиака из почек в виде
аммонийных солей; Г —
включение азота аминокислот в мочевину
в печени

ацидозе
выведение аммонийных солей может
увеличиться до 10 г/сут. Этот путь
выведения аммиака:

•  поддерживает
кислотно-щелочной баланс в норме;

•  защищает
организм от потери с мочой ионов
Na+ и К+, которые
также могут использоваться для выведения
избытка анионов.

Рис.
9.9. Использование глутамина в почках
для поддержания кислотно-щелочного
баланса

5. В мозге и
некоторых других органах для обезвреживания
аммиака используется реакция восстановительного
аминирования α-кетоглутаратапод
действием глутаматдегидрогеназы,
которая катализирует реакцию, обратную
окислительному дезаминированию
глутамата. Однако этот путь в тканях
используется слабо. Хотя, если учитывать
возможность последующего образования
глутамина, он является выгодным для
клеток, так как способствует обезвреживанию
сразу двух молекул NH₃:

6.
Из мышц, клеток кишечника и
некоторых других тканей избыток азота
выводится в кровь в виде аланина (см.
рис. 9.8, А, Г). Образование аланина в этих
органах можно представить следующей
схемой:

Аминогруппы
разных аминокислот в ходе реакций
трансаминирования переносятся на
пируват, источником которого служат
глюкоза и безазотистые остатки
аминокислот. Особенно много аланина
выделяют мышцы в силу их большой массы,
а также потому, что работающие мышцы
часть энергии получают за счет распада
аминокислот.Аланин
поступает в печень,

где подвергается
непрямому дезаминированию. Выделившийся
аммиак обезвреживается в процессе
синтеза мочевины, а пируват включается
в глюконеогенез или ОПК. Глюкоза
из печени поступает в ткани и
в процессе гликолиза окисляется до
пирувата. Образование аланина в мышцах,
его перенос в печень и перенос глюкозы
в обратном направлении
составляют глюкозоаланиновый
цикл (см.
рис. 9.8, А, Г).

7. В
печени аммиак
обезвреживается путем связывания с
СО₂ и
образования карбамоилфосфата (см.
рис. 9.8, Г). Реакцию
катализируеткарбамоилфосфатсинтетаза
I, которая
использует 2 моль АТФ. Фермент локализован
в митохондриях гепатоцитов. Продукт
реакции —карбамоилфосфат —
включается затем в орнитиновый цикл
Кребса-Гензелейта для
синтеза мочевины.

_{ТЕМА
: АЗОТИСТЫЙ ОБМЕН}

ПУТИ
ОБМЕНА АММИАКА. БИОСИНТЕЗ МОЧЕВИНЫ.
(ОРНИТИНОВЫЙ ЦИКЛ).

Обмен
аммиака, источники аммиака в организме

Источники
аммиака: 1) катаболизм аминокислот; 2)
распад биогенных аминов, нуклеотидов;
3) гниение белков в кишечнике под действием
микрофлоры, откуда он частично всасывается
в воротную вену. Концентрация аммиака
в крови очень мала, так как он быстро
всасывается в клетках с образованием
нетоксичных продуктов. Содержание
аммиака в норме составляет 0,4-0,7 мг/л.

Выведение
аммиака. Выводится почками в виде
конечных продуктов азотистого обмена:
мочевины (синтезируется в печени) и
аммонийные соли (образуются в почках).

Основной
реакцией обезвреживания аммиака
во
всех тканях является синтез глутамина
под действием глутаминсинтетазы.

Глутамин
является транспортной формой аммиака
и азота – нейтральной аминокислотой,
способной к облегченной диффузии.
Амидная группа

глутамина
используется для синтеза аспаргина,
глюкозоамина, таким образом азот аммиака
включается в структурно-функциональные
компоненты клетки.

В
кишечнике и мышцах
глутамин
под действием глутаминазы расщепляется
на аммиак и глутамат, котороый с помощью
аланинаминотрасферазы превращается в
алаланин, который также является
транспортной формой аммиака и азота.

Обезвреживание
аммиака происходит путем синтеза
аспарагина и глутамина, который легко
проходит через гематоэнцефалический
барьер и с кровью доставляется с почки.

Обезвреживание
аммиака мышцах, печени

Глутамин
с помощью глутаминазы дезаминируется
с образованием NH₃
и глутамата. Образовавшийся глутамат
с помощью аланинминотрансферазы (АЛАТ)
превращается в аланин.

Образование
аммиака в почках

Аммиак
в почках образуется главным образом из
глутамина при действии глутаминазы и
глутаматдегидрогена, образующийся при
этом α-кетоглутарат используется как
источник энергии.

В
тканях
аммиак находится в виде иона аммония в
равновесии м неионизированным аммиаком:
NH₄⁺↔NH₃+H⁺.
Для иона аммония мембрана непроницаема

Обезвреживание
аммиака в печени

Из
NH₃+CO₂
образуется карбамоилфосфат, который
включается в орнитиновый цикл Гензелейта
(синтез мочевины)

Синтез
мочевины. Орнитиновый цикл. Функции
орнитинового цикла

В
печени выполняет две функции: превращение
азота аминокислот в мочевину, которая
выводится из организма, помогая избежать
накопление токсичного аммиака; синтез
аргинина, из которого образуется мочевина

Основным
механизмом обезвреживания аммиака в
организме является биосинтез мочевины.
Последняя выводится с мочой в качестве
главного конечного продукта белкового
(соответственно аминокислотного) обмена.
На долю мочевины приходится до 80-85% от
всего азота мочи. Впервые Г. Кребс и К.
Гензелейт в 1932 г. вывели уравнение
реакции синтеза мочевины, которые
представлены в виде цикла, получив в
литературе название орнитинивого цикла
мочевинообразоавния Кребса. Следует
указать, что в биохимии эта была первая
циклическая система метаболизма,
описание которой почти на 5 лет опередило
открытие Г. Кребсом другого метаболического
процесса-цикла трикарбоновых кислот.
Благодаря исследования Г. Коена, С.
Ратнер и сотр. были уточнены промежуточные
этапы и ферментные системы, катализирующие
образование мочевины.

Весь
цикл мочевинообразования может быть
представлен следующим образом. На 1-м
этапе синтезируется макроэргическое
соединение карбомоилфосфат – это
метаболически активная форма аммиака,
используемая в качестве исходного
продукта для синтеза пиримидиновых
нуклеотидов. Фермент – аммиакзависимая
карбамоилфосфатсинтетаза:

Реакция
требует затрату 2 АТФ, происходит в
митохондриях клеток печени. В качестве
активного стимулирующего аллостерического
эффектора действует N-ацетилглутамат.

На
2-м этапе цикла мочевинообразования
происходит кондесанция карбамоилфосфата
и орнитина с образованием цитруллина;
реакцию катализирует
орнитин-карабамоилфосфатрансфераза.

На
3-м этапе цитруллин превращается в
аргинин в результате двух последовательно
протекающих реакций. Первая из них–
это энергозависимая конденсация
цитуллина и аспарагиновой кислоты с
образованием аргининосукцината (эту
реакцию катализирует аргининосукцинатсинтетаза).
Вторая из них – аргининсукцинат
распадается на аргинин и фумарат при
участии другого фермента –
аргининсукцинатлиазы.

На
4-м этапе аргинин под действием аргиназы
расщепляется на мочевину и орнитин,
который вступает в новый оборот цикла,
соединяясь с карбамоил-фосфатом, образуя
цитруллин.

Необходимо
подчеркнуть, что аргиназа содержится
в печени тех животных, которые экскретируют
с мочой мочевину как основной и конечный
продукт азотистого обмена. В печени
птиц, например, аргиназа отсутствует,
поскольку птицы вместо мочевины выделяют
мочевую кислоту.

Суммарная
реакция синтеза мочевины без учета всех
промежуточных продуктов может быть в
следующем виде:

­Данная
реакция сопровождается снижением
свободной энергии (ΔG=-40кДж),
поэтому процесс всегда протекает в
направлении синтеза мочевины. Следует
указать, что синтез мочевины энергетически
дорого обходится организму. На синтез
одной молекулы мочевины затрачивается
четыре высокоэнергетических фосфатных
группы: две молекулы АТФ расходуются
на синтез карабамоилфосфата и одна –
на образование аргининоянтарной кислоты,
при этом АТФ расщепляется на АМФ и
который при гидролизе также образует
две молекулы Н₃РО₄.

Орнтитиновый
цикл синтеза мочевины в печени (цикл
Гензелейта)

Связь
орнитинового цикла с ЦТК.

Источникоми
аспартата для орнитинового цикла
является фумарат, который последовательно
в
реакциях ЦТК
превращающается сначала в малат (фермент
— фумараза), а затем в ОАА (фермент –
малат-ДГ) с последующим трансаминированием
в аспартат.

В
процессе эволюции живые организмы
выработали различные типы азотистого
обмена. Это аммонителический тип, при
котором главным конечным продуктом
азотистого обмена является аммиак; он
свойствен преимущественно рыбам. При
уретелическом типе обмена основным
конечным продуктом обмена белков
является мочевина; такой тип характерен
для человека и животных. Урикотетический
тип характерен для птиц рептилий; главным
конечным продуктом данного типа обмена
является мочевая кислота.

Гипераммониемия
и её причины

Аммиак
превращается в мочевину в печени, поэтому
при заболеваниях печени или наследственных
дефектах ферментов обезвреживания
аммиака наблюдается повышение содержания
аммиака в крови (гипераммониемия),
которая оакзывет токсическое действие
на организм.

Гипераммониемия
сопровождается следующими симптомами:

-потеря
сознания, отек мозга

Эти
симптомы связаны с действием аммиака
на центральную нервную систему и прежде
всего на головной мозг Механизмы
токсического действия аммиака:

1)
аммиак вызывает снижение содержания
α-кетоглутарата, т.к. сдвигает реакцию,
катализирующуюся глутаматдегидрогеназой
(ГЛЮ-ДГ) в сторону образования глутамата.
Этот процесс сопровождается угнетением
ЦТК и реакций трансаминирования;

2)
высокие концентрации аммиака вызывают
синтез глутамина из глутамата в нервной
ткани:

Снижение
концентрации глутамата подавляет обмен
аминокислот и синтез нейромедиаторов
(ГАМК) – основного тормозного медиатора

При
этом нарушается проведение нервного
импульса, наблюдаются судороги. Накопление
глутамина в нервных клетках повышает
осмотическое давление, и может вызвать
отек мозга.

В
крови и цитозоле аммиак превращается
в ион NH₄⁺,
накопление которого нарушает
трансмембранный перенос одновалентных
катионов Na⁺
и
K⁺,
что также влияет на проведение нервных
импульсов.

Известно
пять наследственных заболеваний,
обусловленных дефектом ферментов
орнитинового цикла. Нарушения этого
цикла наблюдается при вирусных
заболеваниях, так например, вирус гриппа
подавляет синтез карбамоилфосфатсинтетазы-1.

Нарушения
орнитинового цикла приводят к значительному
повышению в крови концентрации:
аммиака,
глутамина, аланина.

Основным
диагностическим признаком служит
повышение концентрации аммиака в крови.
Диагностика производится путем
определения: содержания аммиака в крови,
метаболитов орнитинового цикла в крови
и моче, активности фермента в биоптатах
печени.

Уровень
аммиака может повышаться после белковой
нагрузки.

Для
снижения концентрации аммиака
целесообразна малобелковая диета, а
также использовать метаболическую
коррекцию нарушений орнитинового цикла
путём выведения аргинина, цитруллина
, глутамата для выведения аммиака в
обход нарушенных реакций, например, в
составе фенилацетилглутамина и
гиппуриновой кислоты.

Количественные
характеристики обмена аминокислот.

Количество
аммиака в сыворотке крови 25-40 мкмоль/л

Концентрация
мочевины в сыворотке крови 2,5-8,4 мкммоль/л

Суточное
выведение мочевины ~ 25 г/сутки

Содержание
креатинина от 50-175 мкмоль/л в плазме
крови

Клиническое
значение определения показателей
метаболома и активности ферментов в
биологических жидкостях.

1.Определение
активности γ-глутамилтрансферазы в
плазме крови.

Данные
определения используется для оценки
степени повреждения гепатоцитов, клеток
мозга, кишечника.

2.Определение
оксидаз аминокислот ;по данным определения
ферментов можно судить о нехарактерных
для макроорганизма D-аминокислот,
попавших с вирусами, бактериями и
опухолевыми клетками.

3.Определение
активности гистидазы целесообразно
при поражениях печени, т.к. в норме
ферменты отсутствуют в плазме крови.

4.Определяют
трансаминазы для оценки состояния
печени и миокарда

Соотношение
АСГ/АЛГ (коэфф. Де Ритиса) =1,33. При
заболеваниях печени резко уменьшается
коэффициент АСТ/АЛТ <0,6 при инфаркте
миокарда отношение АСТ/АЛГ>2.

5.
При длительном голодании актвируется
распад альбумина и тканевых белков.

Регистрация
роста активности глутаматдегидрогеназы
свидетельствует о накоплении свободных
аминокислот, которые вступают в реакцию
окислительного дезаминирования.

6.Определние
активности карбомоилфосфатсинтетазы,
орнитинкарбомоилтрансферазы и аргиназы:
определяют для выявления нарушения
синтеза мочевины. Снижение их активности
при гепатите или циррозе печени
сопровождается накоплением аммиака в
тканях и плазме крови.

7.Определение
повышенного уровня тирозиназы (вследствие
экспрессии гена тирозиназы) используется
для обнаружения меланомы(злокачественной
опухоли)

8.Повышенное
количество конечных продуктов распада
катехоламинов в моче регистрируется
при опухоли мозгового слоя надпочечников.

9.Дефицит
дегидрогеназы α-кетокислоты с разветлённой
цепью свидетельствует о накоплении
аминокислот (лейцина,изолейцина и
валина) и токсичных продуктов их
метаболизма. Заболевание получило
название болезнь кленового сиропа,
характеризуется наличием сладкого
запаха мочи (аналогично запаху кленового
сиропа).

Биохимия и молекулярная биология

Лекция 3. Метаболизм аммиака.

Катаболизм углеродного скелета аминокислот

Пути обезвреживания аммиака

Пути обезвреживания аммиака

Механизмы обезвреживания NH:

образование амидов аминокислот – глутамина и аспарагина;

образование аммонийных солей в почках.

АММИАК – ДВУЛИКОЕ СОЗДАНИЕ

МБОУ «Холмовская СШ», Смоленская область, пгт Холм-Жирковский

МБОУ «Холмовская СШ»

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Актуальность работы заключается в том, чтобы выяснить: аммиак, который в больших количествах производится в промышленности и используется в различных отраслях народного хозяйства, является полезным веществом или он является носителем экологических проблем для живых организмов? И всегда ли промышленное производство того или иного вещества связано с безопасностью для здоровья человека и окружающей среды?

Объект исследования: аммиак

Гипотеза: недостаточные знания по отдельным темам приводят к негативному воздействию на здоровье человека и окружающую среду

Цель исследования: целью исследования является изучение способов промышленного и лабораторного способов получения аммиака и выяснение его влияния на здоровье человека и экологию окружающей среды. Исследовать воздействие аммиака на растения. Исследовать процессы растворения аммиака в воде и его взаимодействие с кислотами и выяснить их опасность.

1. Анализ литературных данных и данных сети интернета.

2. Проведение лабораторного опыта по получению, собиранию и распознаванию аммиака.

3. Проведение научно-исследовательского эксперимента «Растворение аммиака в воде и его взаимодействию с кислотами — это полезные или опасные свойства аммиака!?»

4. Проведение научно-исследовательского эксперимента «Воздействие аммиака на растительные организмы»

5. Анализ полученных экспериментальных данных.

1. Библиографический анализ литературы и материалов сети интернета.

5. Проведение лабораторного опыта.

6. Проведение научно-исследовательского эксперимента.

7. Анализ полученных результатов эксперимента.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы в нашей школе на уроках химии и биологии и во внеурочной деятельности для более глубокого изучения темы аммиак, будут способствовать улучшению обращения с растительным и животным миром, обеспечивать более лучшее соблюдение техники безопасности при работе с аммиаком и другими едкими и опасными веществами.

Практическая значимость исследовательской работы состоит в том, что она может быть использована для повышения образовательного уровня школьников при изучении предметов химии и биологии, подготовки к экзаменам, проведении уроков по охране труда, кроме этого способствуют бережному отношению к живым организмам, способствуют осмысленному отношению к промышленным производствам опасных веществ.

II. Основное содержание работы

1.1. Происхождение названия аммиака

Аммиак (в европейских языках его название звучит как аммониак) своим названием обязан оазису Аммона в Северной Африке, расположенному на перекрёстке караванных путей. В жарком климате мочевина, содержащаяся в продуктах жизнедеятельности животных, разлагается особенно быстро. Одним из продуктов разложения и является аммиак.

По другим сведениям, аммиак получил своё название от древнеегипетского слова амониан. Так называли людей, поклоняющихся богу Амону. Они во время своих ритуальных обрядов нюхали нашатырь NH₄Cl, который при нагревании испаряет аммиак.

Сокращенное название «аммиак», которым мы всегда пользуемся, ввел в обиход в 1801 году русский ученый — химик, академик Яков Дмитриевич Захаров, который впервые разработал также и систему русской химической номенклатуры.

1.2. Первые сведения о синтезе аммиака и его свойствах

Сам аммиак как вещество впервые был обнаружен в конце XVIII века. Описал его как отдельное вещество англичанин Джозеф Пристли (Приложение 1)

Спустя 11 лет французом Клодом Луи Бертолле был изучен химический состав и свойства аммиака (Приложение 2)

В начале XX в. начались усиленные исследования ученых по получению аммиака, особенно в Германии, где их проводили крупные физико-химики Фриц Габер и Карл Бош. Значение работ ученых других стран, в частности Франции, также велика, так как без открытий Ле-Шателье, например, было бы гораздо труднее решить задачу соединения азота с водородом. Поэтому, хотя каталитический синтез аммиака и родился в Германии, но, по сути, он интернационален. Работы Фрица Габера по синтезу аммиака начались в 1904 г. В 1909 г. он сконструировал маленький контактный аппарат, где применял повышенное давление — осмиевый катализатор. Разработанный процесс был рекомендован для промышленного производства аммиака. Всеми работами по внедрению синтеза аммиака в промышленность руководил Карл Бош. В начале 1911 г. началось производство аммиака. И к концу года его было получено 11 000 кг. В 1913 г. ежедневная продукция завода превышала 10 тонн. В 1917 г. — 7 000 т. в месяц. Так произошло становление одного из самых важнейших процессов химической промышленности. В 1918 г. Габеру и Бошу была присуждена Нобелевская премия.

В Советском Союзе первый завод по производству синтетического аммиака был построен в 1928 г. в городе Чернореченске, а в 1933 г. в городе Новомосковске Тульской области. Одним из самых мощных заводов по производству синтетического аммиака является в настоящее время завод в г. Невинномысске. В настоящее время во всех странах мира работает свыше трехсот пятидесяти заводов синтетического аммиака.

По объемам производства аммиак занимает одно из первых мест; ежегодно во всем мире получают около 100 миллионов тонн этого соединения. Аммиак выпускается в жидком виде или в виде водного раствора – аммиачной воды, которая обычно содержит 25% NH3.

2. Теоретическое изучение темы «Аммиак, его свойства, получение, опасные факторы при производстве, применение»

2.1. Строение молекулы аммиака

молекулярное строение, ковалентная полярная связь, молекулярная кристаллическая решетка.

2.2.Физические свойства аммиака

1) бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта)

2) легче воздуха (М=17 г/моль)

3) хорошо растворяется в воде (1200 объёмов при 0 °C) и 700 объёмов (при 20 °C) в объёме воды

4) температура плавления -77.73 °C

5) температура кипения -33.34 °C

2.3.Получение аммиака в промышленности

Сама технологическая схема производства аммиака зависит, прежде всего, от сырья, из которого получается конечный продукт. Дело в том, что в отличие от азота, который содержится в воздухе в больших количествах, водород в чистом виде в природе практически не присутствует, а выделять его из воды — довольно трудоемкий и энергозатратный процесс. Поэтому в качестве сырья для производства аммиака в основном используются углеводороды, содержащиеся в природном газе. В настоящее время именно природный газ является одной из основ аммиачной промышленности. Прежде чем попасть в колонну синтеза, газ проходит несколько стадий обработки. Начинается процесс с того, что производится очистка исходного сырья от серы при помощи десульфуратора. Сырьём для производства аммиака является: азот – N₂ (из воздуха), водород – H₂ (из природных горючих газов, богатых метаном – CH₄; или из газов, получающихся при химической переработке каменного угля и нефти), катализатор – порошкообразное железо с примесью оксидов алюминия и калия.

Промышленный процесс производства аммиака изобретён немецким учёным Фрицем Габером (Приложение 3)

В основу производства аммиака положены принцип циркуляции, согласно которому процесс идет непрерывно, причем остатки исходных компонентов отделяются от конечного продукта и используются вновь. Процесс синтеза происходит без остановки. Как видно, все эти принципы между собой тесно взаимосвязаны.

После очистки исходного сырья от серы при помощи десульфуратора идет так называемый процесс риформинга, который заключается в том, что в его ходе углеводороды сначала превращаются в метан, потом происходит довольно сложный процесс превращения метана в смесь водяного пара, угарного газа, углекислого газа и водорода. При этом также происходит очистка смеси от углекислого газа, после чего водород попадает в колонну синтеза под большим давлением вместе с азотом. Таким образом, прежде чем начать непосредственно производство аммиака, технология предполагает предварительную обработку сырья. Все процессы риформинга, как и непосредственно сам синтез конечного продукта, происходят при высоком давлении и большой температуре. Именно это приводит к большой их энергозатратности. При этом указанные параметры на всех стадиях производства изменяются.

Колонна синтеза аммиака (Приложение 4) обычно изготавливается из стали. В ней размещен катализатор, состав которого может быть разным. После прохождения цикла синтеза смесь попадает в холодильник, где от нее отделяется аммиак в жидком виде, а оставшиеся после реакции компоненты снова идут в производство. Такая особенность технологического процесса вызвана тем, что реакция синтеза аммиака является обратимой и в ходе технологического процесса часть конечного продукта распадается на исходные компоненты. Особенность производства аммиака в промышленности состоит в том, что его цикличность также способствует и безотходности. Причем в ход идут как полученная энергия, так и побочные продукты. Даже сера, полученная при очистке исходного сырья, находит применение в других химических производствах. Помимо перечисленных мер происходит также постоянный поиск оптимального сочетания давления и температуры, при котором происходит процесс. Ведь от сочетания этих параметров зависит конечный выход основного продукта.

Таким образом, производство аммиака в промышленности, несмотря на кажущуюся простоту реакции, которая лежит в основе процесса, на самом деле является довольно сложной технологической задачей (Приложение 5).

2.4. Оптимальные условия и научные принципы промышленного производства аммиака:

3. Направление движение азотоводородной смеси в колонне синтеза выбирают таким образом, чтобы максимально использовать теплоту реакции и предохранить наружные стенки аппарата от чрезмерного нагревания.

4. Образующийся аммиак (10 — 20 %) отделяют сжижением, возвращая непрореагировавшую азотоводородную смесь в колонну синтеза.

Сырье: азотоводородная смесь в соотношении 3:1

Вспомогательный материал: катализатор — пористое железо.

Основной химический процесс: газы азот и водород реагируют

при температуре 450 — 500 градусов, под давлением

15-20 МПа в присутствии катализатора (пористое железо).

N₂ + 3H₂ = 2NH₃ + 92 kDж

Особенности технологического процесса: теплообмен,

противоток, циркуляционность, непрерывность,

Это так называемый процесс Габера

(немецкий физик, разработал физико-химические основы метода).

2.5. Опасные факторы при производстве аммиака. Перевозка и хранение аммиака. Способы и средства защиты живых организмов и окружающей среды при утечки аммиака или при его повышенном содержании в воздухе.

Насколько вредно производство NH₃ для окружающей среды?

На заводах промышленного производства аммиака специальная санитарная лаборатория проводит контроль стоков и атмосферного воздуха на территории завода и санитарной зоны. Лаборатория водного контроля проверяет количество оборотной воды принятым нормам.

Какие правила и нормы по технике безопасности надо соблюдать при производстве NH₃?

Установка синтеза аммиака является современной, а, следовательно, все процессы, проходящие в ней, автоматизированы и механизированы. За смену на установке работают всего двенадцать человек. Контроль за процессом дистанционный. Операторы находятся в зале центрального пункта управления и следят за контрольно-измерительными приборами.

Как транспортируют аммиак на места назначения?

Жидкий аммиак перевозят в железнодорожных цистернах или в стальных баллонах. Аммиачные цистерны окрашены в белый цвет и имеют желтую полоску с надписями «Жидкий аммиак — ядовито». Баллоны окрашены в белый цвет. Надпись на них черная. Аммиачные баллоны запрещается хранить на солнце и устанавливать вблизи источников тепла.

А если утечка NH₃ все же произойдет, как защитить органы дыхания работникам химического комбината и жителям близлежащих районов?

Защиту органов дыхания от NH₃ обеспечивают фильтрующие промышленные и изолирующие противогазы или влажная ткань, пропитанная раствором соды.

Признаки отравления NH₃: раздражение слизистых оболочек и кожных покровов, слезотечение. Острое отравление NH₃ приводит к поражению глаз и дыхательных путей, удушью и отеку легких. При отеке легких нельзя делать искусственное дыхание. Оказание помощи до приезда врача: вынести пораженного на чистый воздух, обеспечить тепло и покой, дать кислород О₂, промывать глаза, кожу, нос в течение пятнадцати минут водой или 2% раствором борной кислоты.

2.6. Применение аммиака.

Аммиак имеет огромное значение в современном мире. Огромные количества аммиака используются для получения азотной кислоты, которая идёт на производство удобрений и множества других продуктов. Аммиачную воду применяют также непосредственно в виде удобрения, а иногда поля поливают из цистерн непосредственно жидким аммиаком. Из аммиака получают различные соли аммония, мочевину, уротропин. Его применяют также в качестве дешевого хладагента в промышленных холодильных установках.

Аммиак используется также для получения синтетических волокон, например, нейлона и капрона. В лёгкой промышленности он используется при очистке и крашении хлопка, шерсти и шёлка. В нефтехимической промышленности аммиак используют для нейтрализации кислотных отходов, а в производстве природного каучука аммиак помогает сохранить латекс в процессе его перевозки от плантации до завода. Аммиак используется также при производстве соды. В сталелитейной промышленности аммиак используют для азотирования – насыщения поверхностных слоёв стали азотом, что значительно увеличивает её твёрдость.

Медики используют водные растворы аммиака (нашатырный спирт) в повседневной практике.

3. Экспериментальная часть «Получение аммиака и изучение его свойств»

3.1. Лабораторный опыт «Получение, собирание и распознавание аммиака»

Моя цель выполнения лабораторного опыта следующая: научиться получать аммиак в лаборатории, собирать данный газ и обязательно научиться распознавать аммиак, так как он может быть опасен при длительном вдыхании.

Этапы лабораторного опыта:

• Нагреваю смесь хлорида аммония и гидроксида кальция (Приложение 6)

• 2NH4Cl + Ca(OH)2 = NH3 + H2O + CaCl2

• Аммиак — легкий газ, поэтому его собираю в пробирку, расположенную вверх дном способом вытеснения воздуха.

• Распознаю аммиак по резкому своеобразному запаху.

• Распознаю аммиак по изменению окраски индикатора фенолфталеина, смоченного водой, в малиновый, так как аммиак взаимодействует с водой и образует гидроксид аммония, который имеет щелочную среду (Приложение 7).

• NH3 + H2O = NH4OH

3.2. Научно-исследовательский эксперимент « Растворение аммиака в воде — это полезное или опасное свойство аммиака»

Название эксперимента и есть цель моей исследовательской работы.

Этапы эксперимента и выводы:

• Пробирку с собранным в нее аммиаком опускаю в воду (Приложение 8).

• Наблюдаю растворение аммиака в воде: в пробирке образовался столбец раствора аммиака высотой 8 см (Приложение 9).

• Этот эксперимент подтверждает очень хорошую растворимость аммиака в воде: в одном объеме воды растворяется около 700 объемов газообразного аммиака.

• При этом образуется едкая щелочь — гидроксид аммония: NH3 + H2O = NH4OH

• Раствор аммиака в воде в медицине используют под названием нашатырный спирт. С его помощью людей, потерявших сознание, приводят в чувства, так как аммиак имеет резкий запах и он поэтому оказывает возбуждающее действие на центральную нервную систему.

• Но при длительном вдыхании паров аммиака ЦНС может перевозбудиться и в какой-то момент может наступить процесс торможения, в результате чего могут отключиться центры дыхания и сердцебиения, что может привести к летальному исходу.

• Слизистые человека и животных содержат большое количество влаги, то есть воды. При вдыхании большого количества паров аммиака вода слизистых будет присоединять к себе аммиак, образовывая едкую щелочь — гидроксид аммония, которая будет раздражать, химически обжигать, разрушать слизистые носоглотки, ротовой полости, пищевода, гортани, трахей и непосредственно альвеол легких, что может привести к отеку легких и смерти. Это — губительный процесс! С этой точки зрения аммиак, хорошо растворяющийся в воде, — опасное вещество!

3.3. Научно-исследовательский эксперимент «Взаимодействие аммиака с кислотами»

Этот опыт один из эффектных, поэтому я хочу провести данный эксперимент. Кроме этого он доказывает высокую химическую активность аммиака, что еще раз доказывает его опасность для окружающей среды.

• К пробирке с аммиаком поднес стеклянную трубочку, смоченную в концентрированной соляной кислоте. Наблюдал образование «дымка» — паров соли хлорида аммония. Это свидетельствует о хорошей реакционной способности аммиака (Приложение 10).

• NH3 + HCl = NH4Cl

• Очень эффектно получился эксперимент соприкосновения веревочек, одна из которых была смочена раствором аммиака, а вторая — соляной кислотой. При их сближении я видел образование соли аммония в виде «белого дымка» (Приложение 11).

• Это свойства аммиака можно использовать для распознавания аммиака при его утечки.

3.4. Научно-исследовательский эксперимент «Воздействие аммиака на растительные организмы»

• Пары аммиака и нашатырного спирта способны изменять и разрушать окраску растений и их цветов, что губительно действует на весь растительный организм. Например, голубые и синие лепестки становятся зелеными, ярко розовые и красные — черными, светло-желтые – коричневыми.

• Газ аммиак, полученный в ходе опыта, я собрал в стаканы с листьями, цветками, стеблями растений (Приложение 12).

• Через некоторое время наблюдал изменение их окраски, что свидетельствует о разрушении и гибели частей растений. Поэтому данный эксперимент снова подтверждает, что аммиак опасен для окружающей среды (Приложение 13).

• При выбросе паров аммиака в атмосферу растения могут полностью или частично погибнуть. Тем самым будет нанесен невосполнимый ущерб природе, точнее царству растений.

3.5. Выводы по результатам экспериментов

Выполняя экспериментальную часть работы, я сделал следующие выводы:

• Аммиак — легкий газ, с резким запахом.

• Растворимость аммиака в воде и его резкий запах широко используют для получения нашатырного спирта, который применяется в медицине; для получения аммиачной воды, которая применяется в сельском хозяйстве как азотное удобрение.

• Но растворимость аммиака — опасное свойство для живых организмов, так как слизистые, впитывая аммиак, получают сильные химические ожоги.

• Пары аммиака и нашатырного спирта способны изменять и разрушать окраску растений и их цветов, что губительно действует на весь растительный организм.

• При выбросе паров аммиака в атмосферу растения могут полностью или частично погибнуть. Тем самым будет нанесен невосполнимый ущерб природе, точнее царству растений.

• Промышленное производство аммиака является опасным для окружающей среды и экологии.

III.Выводы по работе

1.Историю происхождения названия аммиака.

2.Историю получения аммиака в промышленности.

3.Имена великих ученых, которые изучали аммиак.

4.Процесс получения аммиака в промышленности.

6.Строение молекулы аммиака.

7.Физические и химические свойства аммиака.

8.Оптимальные условия и научные принципы промышленного производства аммиака.

9.Способы перевозки и хранения аммиака.

10.Воздействие аммиака на окружающую среду.

1. Лабораторный опыт «Получение, собирание и распознавание аммиака».

2.Научно-исследовательский эксперимент «Растворение аммиака в воде».

3.Научно-исследовательский эксперимент «Взаимодействие аммиака с кислотами».

4.Научно-исследовательский эксперимент «Воздействие аммиака на растительные организмы».

1. Способы получения, собирания аммиака в лаборатории, его распознавание.

2. Растворимость аммиака в воде.

3. Взаимодействие аммиака с кислотами.

4. Воздействие аммиака на растения.

Выяснил следующие факты

1. Аммиак — легкий газ, с резким запахом, с помощью которого его и распознают.

2. Растворимость аммиака в воде и его резкий запах широко используют для получения нашатырного спирта, который применяется в медицине; для получения аммиачной воды, которая применяется в сельском хозяйстве как азотное удобрение.

3. Но растворимость аммиака — опасное свойство для живых организмов, так как слизистые, впитывая аммиак, получают сильные химические ожоги, а поражение аммиаком слизистых альвеол легких может привести к их отеку.

4. Пары аммиака и нашатырного спирта способны изменять и разрушать окраску растений и их цветов, что губительно действует на весь растительный организм.

5. При выбросе паров аммиака в атмосферу растения могут полностью или частично погибнуть. Тем самым будет нанесен невосполнимый ущерб природе, точнее царству растений.

6. Промышленное производство аммиака является опасным для окружающей среды и экологии.

7. Промышленное производство любого химического вещества, а особенно относящегося к классу опасных веществ, должно быть непрерывным, циркуляционным, автоматизированным, механизированным, безотходным, экологически чистым.

1. П.И. Воскресенский – «Техника лабораторных работ». Химия. Москва. 1973г.

2. А. Ликум – «Всё обо всем» популярная энциклопедия для детей, Том 1. Москва, 1993г.

3. П.А. Оржековский, В.Н. Давыдов, Н.А. Титов – «Творчество учащихся на практических занятиях по химии». АРКТИ, Москва, 1999г.

4. С.А. Шапиро, М.А. Шапиро – «Аналитическая химия». Высшая школа. Москва. 1989г.

Английский ученый Джозеф Пристли

Французский ученый Клод Луи Бертолле

Немецкий учёный Фриц Габер

Колонна синтеза аммиака

Схема процесса синтеза аммиака

Оборудование для экспериментов

Лабораторный опыт «Получение аммиака»

Определение среды раствора аммиака

Растворение аммиака в воде

Взаимодействие аммиака с соляной кислотой

Эксперимент «Влияние аммиака на растения»

Эксперимент «Влияние аммиака на растения»

Аммиак

Аммиак непрерывно образуется во всех органах и тканях организма. Наиболее активно образуется NHв

нервной ткани, печени, кишечнике и мышцах (органах с высоким обменом аминокислот и биогенных аминов).

Аммиак играет центральную роль в обмене азота. Он является основным конечным продуктом катаболизма белков и нуклеиновых кислот, его азот может включаться в мочевину, аминокислоты,

нуклеиновые кислоты и многие другие азотистые соединения.

Аммиак присутствует в жидкостях организма, как в непротонированной (NH), так и в протонированной

форме — NH, они находятся в равновесие в

соответствии с уравнением:

NH+ Н↔ NH

Пути образования аммиака

2) Окислительное дезаминирование биогенных аминов.

каталаза HO + ½ O

Пути образования аммиака

NHобразуется в ходе следующих процессов:

1) Окислительное дезаминирование аминокислот – это основной путь продукции NH.

Аммиак

Основные источники образования и утилизации аммиака

Пути образования аммиака

3) Дезаминирование глутамина и аспарагина.

План лекции

Пути образования аммиака.

Пути обезвреживания аммиака.

Цикл мочевины (орнитиновый цикл Кребса-Хенселейта).

Взаимосвязь цикла мочевины и цикла лимонной кислоты.

Деградация углеродного скелета аминокислот.

АММИАК

NH3, простейшее химич. соединение азота с водородом. Конечный продукт распада и исходное соединение при биосинтезе азотсодержащих веществ в живых клетках. Концентрация свободного А. в живых тканях в виде иона аммония (NH 4 ) невелика. А. токсичен для организма и обезвреживается в процессе биохимич. реакций. У животных А. образуется при распаде белков и нуклеиновых к-т и обезвреживается путём синтеза мочевой к-ты (у т. н. урикотелических животных — наземных насекомых, птиц, мн. пресмыкающихся) или мочевины (у уреотелических животных — взрослых земноводных, мн. млекопитающих), к-рые затем выводятся из организма; мн. водные животные (напр., костистые рыбы) выделяют NH, непосредственно (аммониотелические организмы). У растений А. обезвреживается в процессе синтеза амидов (аспарагина, глутамина, мочевины) — соединений, запасающих и транспортирующих азот в организме. При связывании азота воздуха клубеньковыми и свободноживущими азотфиксирующими бактериями первичным продуктом является А. Выделяемый животными или образовавшийся в результате аммонификации и азотфиксации А. частично окисляется нитрифицирующими бактериями до нитратов и нитритов и используется растениями для биосинтеза азотсодержащих соединений. Т. о., А. играет важную роль в круговороте азота в природе.

Смотреть что такое АММИАК в других словарях:

АММИАК

АММИАК

АММИАК, -а, м. Бесцветный газ с едким запахом, соединение азота сводородом. 11 прил. аммиачный, -ая, -ое.

АММИАК

аммиак м. Бесцветный газ с резким запахом, представляющий собою соединение азота с водородом.

АММИАК

аммиак м. хим.ammonia, ammonium hydrate

АММИАК

аммиак
сущ., кол-во синонимов: 2
• аммониак (2)
• газ (55)
Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013.
.
Синонимы:
аммониак, газ

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

АММИАК

amonyak* * *
м, хим.
amonyak (-ğı)Синонимы:
аммониак, газ

АММИАК

м. хим.ammoniaque fуглекислый аммиак — carbonate m d’ammoniaqueСинонимы:
аммониак, газ

АММИАК

сущ. муж. рода, только ед. ч.вещество, хим.1. Газ, соединение азота с водородом2. Нашатырный спиртаміак

АММИАК

АММИАК

АММИАК

м. хим. ammoniaque f углекислый аммиак — carbonate m d’ammoniaque

АММИАК

АММИАК

Rzeczownik аммиак m amoniak m

АММИАК

АММИАК

м хим
amoníaco mСинонимы:
аммониак, газ

АММИАК

Ударение в слове: амми`акУдарение падает на букву: аБезударные гласные в слове: амми`ак

АММИАК

м хим.Ammoniak nСинонимы:
аммониак, газ

АММИАК

ammonia– аммиак едкий– безводный аммиак– газообразный аммиак– жидкий аммиакСинонимы:
аммониак, газ

АММИАК

АММИАК

м хим.氨 ānСинонимы:
аммониак, газ

АММИАК

аммиа́к, -аСинонимы: аммониак, газ

АММИАК

аммиак, амми′ак, -а, м. Бесцветный газ с едким запахом, соединение азота с водородом.прил. аммиачный, -ая, -ое.

АММИАК

аммиа’к, аммиа’ки, аммиа’ка, аммиа’ков, аммиа’ку, аммиа’кам, аммиа’к, аммиа’ки, аммиа’ком, аммиа’ками, аммиа’ке, аммиа’ках

АММИАК

амми’ак, -аСинонимы:
аммониак, газ

АММИАК

(2 м)Синонимы:
аммониак, газ

АММИАК

АММИАК

amoníaco
аммиак, безводный
аммиак, газообразный
аммиак, жидкий
аммиак, синтетический
аммиак, тяжёлый

АММИАК

аммиак м хим. Ammoniak n 1Синонимы:
аммониак, газ

АММИАК

АММИАК

Начальная форма — Аммиак, винительный падеж, единственное число, мужской род, неодушевленное

АММИАК

м. хим.
аммиак (азот менен водороддун кошулганынан келип чыккан түссүз, жыты жаман газ).

АММИАК

амоніа́к, -ку, амо́няк, -ку, нітри́н, -ну, амі́н, -ну
Синонимы:
аммониак, газ

АММИАК

Кама Имам Макам Аммиак Амми Акм Аким Аки Аимак Мка Мим Мик Мамка Мама Маки Ким Мак

АММИАК

м.
ammoniaca f
Итальяно-русский словарь.2003.
Синонимы:
аммониак, газ

АММИАК

АММИАК

аммиак = м. хим. ammonia.

АММИАК

амоніяк, смородець (р. -рідця).

АММИАК

amonyak, amyak
— жидкий аммиак

АММИАК

с.х. п.б. юр. л.т. аммиак

АММИАК

В нашатырном спирте его 10%

АММИАК

АММИАК

amonjaks; ožamais spirts

АММИАК

М мн. нет kim. ammonyak.

Пути образования аммиака

дезаминирование пуриновых и пиримидиновых оснований.

жизнедеятельность бактерий толстого кишечника.