Аммиак, газ

Биологическая роль

Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена в организме человека и животных. Он образуется при метаболизме белков, аминокислот и других азотистых соединений. Он высоко токсичен для организма, поэтому большая часть аммиака в ходе орнитинового цикла конвертируется печенью в более безвредное и менее токсичное соединение — карбамид (мочевину). Мочевина затем выводится почками, причём часть мочевины может быть конвертирована печенью или почками обратно в аммиак.

Аммиак может также использоваться печенью для обратного процесса — ресинтеза аминокислот из аммиака и кетоаналогов аминокислот. Этот процесс носит название «восстановительное аминирование». Таким образом из щавелевоуксусной кислоты получается аспарагиновая, из α-кетоглутаровой — глутаминовая и т. д.

Синтез и производство

Тенденции производства аммиака между 1947 и 2007 годами

Аммиак является одним из наиболее производимых неорганических химикатов, мировое производство которого составило 175 миллионов тонн в 2018 году. На Китай приходилось 28,5% этого объема, за ним следуют Россия с 10,3%, США с 9,1%, и Индия — 6,7%.

Перед началом Первой мировой войны большая часть аммиака была получена сухой перегонкой азотистых продуктов растительного и животного происхождения, включая верблюжий навоз, где он был дистиллирован восстановлением азотистой кислоты и нитритов водородом; кроме того, он был получен перегонкой угля, а также разложением солей аммония щелочными гидроксидами, такими как негашеная известь :

Для мелкомасштабного лабораторного синтеза можно нагреть мочевину и гидроксид кальция :

процесс Габера-Боша

Для массового производства аммиака в основном используется процесс Габера – Боша, газофазная реакция между водородом (H 2) и азотом (N 2) при умеренно повышенной температуре (450 ° C) и высоком давлении (100 стандартных атмосфер (10 МПа)):

N 2 + 3 H 2 ⟶ 2 NH 3 Δ H ∘ = — 91,8 кДж / моль { \ displaystyle {\ ce {N2 + 3 H2 ->2 NH3}} \ quad \ Delta H ^ {\ circ} = — 91,8 ~ {\ text {кДж / моль}}}2 NH3}} \ quad \ Delta H ^ {\ circ} = — 91,8 ~ {\ text {кДж / моль}}} » src=»https://wikimedia.org/api%20/%20rest_v1%20/%20media%20/%20math%20/%20render%20/%20svg%20/%201e50a780a8740f401f207150c4c27f1c30daaf53″>

Эта реакция является экзотермической и приводит к пониженной энтропии, что означает, что реакция предпочтительна при более низких температурах и более высоких давлениях. Это делает его трудным и дорогостоящим, поскольку более низкие температуры приводят к более медленной кинетике реакции (следовательно, более медленной скорости реакции ), а для высокого давления требуются высокопрочные сосуды высокого давления, которые не ослабляются по водородной хрупкости. Кроме того, двухатомный азот связан исключительно прочной тройной связью, что делает его довольно инертным. Как выход, так и эффективность процесса Габера-Боша низкие, а это означает, что произведенный аммиак необходимо непрерывно отделять и извлекать, чтобы реакция протекала с заметной скоростью. В сочетании с энергией, необходимой для производства водорода и очищенного атмосферного азота, производство аммиака является очень энергоемким процессом, потребляющим от 1 до 2% мировой энергии, 3% глобальных выбросов углерода и от 3 до 5%. потребления природного газа.

Химические, физические и тепловые свойства аммиака (NH3), он же холодильный агент R 717

Химические, физические и тепловые свойства аммиака (NH3), он же холодильный агент R 717.

Химические, физические и тепловые свойства аммиака (NH3) : холодильный агент R 717. По умолчанию при атмосферном давлении.

Также

• Аммиакопровод

Применение

Аммиак относится к числу важнейших продуктов химической промышленности, ежегодное его мировое производство достигает 150 млн тонн. В основном используется для производства азотных удобрений (нитрат и сульфат аммония, мочевина), взрывчатых веществ и полимеров, азотной кислоты, соды (по аммиачному методу) и других продуктов химической промышленности. Жидкий аммиак используют в качестве растворителя.

В холодильной технике используется в качестве холодильного агента (R717)

В медицине 10 % раствор аммиака, чаще называемый нашатырным спиртом, применяется при обморочных состояниях (для возбуждения дыхания), для стимуляции рвоты, а также наружно — невралгии, миозиты, укусах насекомых, для обработки рук хирурга. При неправильном применении может вызвать ожоги пищевода и желудка (в случае приёма неразведённого раствора), рефлекторную остановку дыхания (при вдыхании в высокой концентрации).

Применяют местно, ингаляционно и внутрь. Для возбуждения дыхания и выведения больного из обморочного состояния осторожно подносят небольшой кусок марли или ваты, смоченный нашатырным спиртом, к носу больного (на 0,5-1 с). Внутрь (только в разведении) для индукции рвоты. При укусах насекомых — в виде примочек; при невралгиях и миозитах — растирания аммиачным линиментом. В хирургической практике разводят в тёплой кипяченой воде и моют руки.

Поскольку аммиак является слабым основанием, при взаимодействии с кислотами он их нейтрализует.

Физиологическое действие нашатырного спирта обусловлено резким запахом аммиака, который раздражает специфические рецепторы слизистой оболочки носа и способствует возбуждению дыхательного и сосудодвигательного центров мозга, вызывая учащение дыхания и повышение артериального давления.

Внешние ссылки

• Международная карта химической безопасности 0414 (безводный аммиак), ilo.org.
• Международная карта химической безопасности 0215 (водные растворы), ilo.org.
• CID 222 из PubChem
• «Ammoniac et solutions. aqueuses» (in French). Institut National de Recherche et de Sécurité. Archived from the original on 11 December 2010.
• Emergency Response to Ammonia Fertilizer Releases (Spills) for the Minnesota Department of Agriculture.ammoniaspills.org
• National Institute for Occupational Safety and Health – Ammonia Page, cdc.gov
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Ammonia, cdc.gov
• Ammonia, video

Salts and covalent derivatives of the nitride ion

Аммиак в медицине

При укусах насекомых аммиак применяют наружно в виде примочек. 10 % водный раствор аммиака известен как нашатырный спирт.

Возможны побочные действия: при продолжительной экспозиции (ингаляционное применение) аммиак может вызвать рефлекторную остановку дыхания.

Местное применение противопоказано при дерматитах, экземах, других кожных заболеваниях, а также при открытых травматических повреждениях кожных покровов.

При случайном поражении слизистой оболочки глаза промыть водой (по 15 мин через каждые 10 мин) или 5 % раствором борной кислоты. Масла и мази не применяют. При поражении носа и глотки — 0,5 % раствор лимонной кислоты или натуральные соки. В случае приема внутрь пить воду, фруктовый сок, молоко, лучше — 0,5 % раствор лимонной кислоты или 1 % раствор уксусной кислоты до полной нейтрализации содержимого желудка.

Взаимодействие с другими лекарственными средствами неизвестно.

Жидкий аммиак

Жидкий аммиак, хотя и в незначительной степени, диссоциирует на ионы (автопротолиз), в чём проявлется его сходство с водой:

Константа самоионизации жидкого аммиака при −50 °C составляет примерно 10⁻³³ (моль/л)².

Жидкий аммиак, как и вода, является сильным ионизирующим растворителем, в котором растворяется ряд активных металлов: щелочные, щёлочноземельные, Mg, Al, а также Eu и Yb. Растворимость щелочных металлов в жидком NH₃ составляет несколько десятков процентов. В жидком аммиаке NH₃ также растворяются некоторые интерметаллиды, содержащие щелочные металлы, например Na₄Pb₉.

Растворенный в NH₃ металл постепенно реагирует с образованием амида:

Получающиеся в результате реакции с аммиаком амиды металлов содержат отрицательный ион NH₂⁻, который также образуется при самоионизации аммиака. Таким образом, амиды металлов являются аналогами гидроксидов. Скорость реакции возрастает при переходе от Li к Cs. Реакция значительно ускоряется в присутствии даже небольших примесей H₂O.

Металлоаммиачные растворы обладают металлической электропроводностью, в них происходит распад атомов металла на положительные ионы и сольватированные электроны, окруженные молекулами NH₃. Металлоаммиачные растворы, в которых содержатся свободные электроны, являются сильнейшими восстановителями.

Аммиак газ

Аммиак газ

Аммиак, или аммониак — бесцветный газ с чрезвычайно острым, характерным, вызывающим слезы запахом, состоящий из 1 объема азота и 3 объемов водорода, а потому отвечающий формуле NH . Аммиак был открыт Пристлеем и назван им щелочным воздухом или газом. В чистом виде он получается при слабом нагревании смеси измельченного нашатыря и едкой извести; выделяющийся газ следует собирать над ртутью или же таким образом, что сосуд, в котором ведется реакция, снабжают открытой с обоих концов стеклянной трубкой, направленной вверх, и над нею помещают опрокинутую горлом вниз склянку, при чем удельно более легкий аммиак вытесняет находящийся в склянке воздух. Под давлением в 6,5 атмосфер и при температуре в 10° Ц. аммиак сгущается в жидкость, кипящую при —33,7° Ц (при 749 миллим. дав.); при температурах, лежащих ниже точки кипения сжиженного аммиака, достаточно уже собственного давления газа, чтобы перевести его в жидкое состояние. Сгущенный аммиак представляет бесцветную, весьма подвижную, сильно преломляющую свет жидкость с удельным весом 0,63 при 0°. При очень низких температурах, получающихся при смешении твердой угольной кислоты с эфиром, жидкий аммиак затвердевает в кристаллическую массу, плавящуюся при —75° Ц. При пропускании через раскаленную трубку газообразный аммиак распадается с удвоением объема на свои составные части: азот и водород. Он необыкновенно легко растворяется в воде с сильным выделением тепла, причем один объем воды, охлажденной льдом до 0°, поглощает, по Бунзену, 1050 объемов газа; при возвышении температуры аммиак снова выделяется из такого раствора в газообразном состоянии; так, при нагревании до 20° Ц. раствора, насыщенного при 0°, объемное содержание аммиака падает до 654, причем приблизительно удаляется объем газа в 400 раз больший, чем объем жидкости; таким образом из сильно концентрированных водных растворов можно получать аммиак при весьма слабом подогревании. На воздухе этот газ не загорается, но в смеси воздуха с аммиаком зажженная свеча продолжает гореть, причем пламя ее увеличивается, а аммиак расходуется во время горения; если пропускать кислород через подогретый концентрированный раствор аммиака, то получающаяся смесь аммиака с кислородом может быть зажжена и горит бледно-желтоватым пламенем. Этот опыт, однако, следует производить с предосторожностями, так как смесь обоих газов взрывает. Совершенно безопасно можно демонстрировать такое горение, опуская трубку, приводящую кислород, в сосуд с горячим водным раствором аммиака; если приблизить пламя к отверстию сосуда, то происходит воспламенение, и если затем приводящую кислород трубку мы поместим в широкой части склянки, то идет правильное видимое горение; кислород при этом как будто бы сгорает в аммиаке, но такой обратный порядок вещей зависит от того, что горит собственно не кислород, а аммиак в месте соприкосновения с кислородом. При накаливании с окисями металлов аммиак, подобно водороду, восстановляет в большинстве случаев окиси в металлы с выделением свободного азота, причем некоторые металлы соединяются с выделяющимся азотом. Водный аммиак разлагается хлором, бромом и йодом, причем освобождается азот и образуются соли аммония; в присутствии их при избытке хлора или йода являются условия для образования сильно взрывчатого соединения, хлористого азота. При пропускании над раскаленным углем аммиак дает цианистые соединения.

Если через смесь азота с водородом, прямо не соединяющихся друг с другом при обыкновенных условиях, пропускать продолжительное время электрические искры, то образуется аммиак. Он образуется также при действии водорода в момент выделения на азотнокислые соли или азотную кислоту, на окись азота и прочие высшие степени окисления азота; далее, аммиак образуется при прокаливании весьма многих азотсодержащих соединений с гидратами щелочей или натронной известью; при кипячении амидов с едкими щелочами; при гниении или сухой перегонке азотистых органических веществ; при нагревании цианистых соединений в парах воды.

Небольшие количества аммиака находятся в воздухе в виде углекислой и азотнокислой соли аммония, откуда они уносятся атмосферными осадками, как, например, дождем, росой, снегом, и достигают, таким образом, поверхности земли уже в более концентрированном состоянии; поглощенный почвою аммиак является важным питательным материалом для растительных организмов и преобразуется ими в белки и прочие необходимые составные части растений.

Аммиак прямо соединяется со всеми кислотами с образованием солей аммония (см. Аммоний), зачастую называемых также аммиачными солями. С ангидридами кислот он соединяется, образуя амиды и аминовые кислоты. Некоторые соли вступают в соединение с аммиаком, напр. хлористое серебро и хлористый кальций; последний не может по этой причине служить для сушения влажного аммиака; сухое соединение хлористого серебра с аммиаком впервые было применено Фарадеем для получения жидкого аммиака: он нагревал для этого вышеупомянутое вещество в коротком колене изогнутой и запаянной с обеих концов толстостенной стеклянной трубки, при чем аммиак сгущался в другом ее конце, помещенном в охладительной смеси.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон.
.

Смотреть что такое «Аммиак газ» в других словарях:

Этимология

Плиний в книге XXXI своей Естественной истории упоминает о добываемой соли в римской провинции Киренаика, названной hammoniacum, названной так из-за близости к соседнему храму Юпитера Амона (греч. Ἄμμων Аммон). Однако описание этой соли Плинием не соответствует свойствам хлорида аммония. Согласно комментарию Герберта Гувера в его английском переводе Георгиуса Агриколы De re Metallica,вероятно, это была обычная морская соль. В любом случае эта соль в конечном итоге дала соединениям аммиак и аммоний их названия.

Физические и химические свойства аммиака

Формула – NH3. Молярная масса – 17 г/моль.

Физические свойства аммиака

Аммиак (NH3) – бесцветный газ с резким запахом (запах «нашатырного спирта»), легче воздуха, хорошо растворим в воде (один объем воды растворят до 700 объемов аммиака). Концентрированный раствор аммиака содержит 25% (массовых) аммиака и имеет плотность 0,91 г/см3.

Связи между атомами в молекуле аммиака – ковалентные. Общий вид молекулы AB3. В гибридизацию вступают все валентные орбитали атома азота, следовательно, тип гибридизации молекулы аммиака – sp3. Аммиак имеет геометрическую структуру типа AB3E – тригональная пирамида (рис. 1).

Рис. 1. Строение молекулы аммиака.

Химические свойства аммиака

В химическом отношении аммиак довольно активен: он вступает в реакции взаимодействия со многими веществами. Степень окисления азота в аммиаке «-3» — минимальная, поэтому аммиак проявляет только восстановительные свойства.

При нагревании аммиака с галогенами, оксидами тяжелых металлов и кислородом образуется азот:

2NH3 + 3Br2 = N2 + 6HBr

2NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O

4NH3 +3O2 = 2N2 + 6H2O

В присутствии катализатора аммиак способен окисляться до оксида азота (II):

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (катализатор – платина)

В отличие от водородных соединений неметаллов VI и VII групп, аммиак не проявляет кислотные свойства. Однако, атомы водорода в его молекуле все же способны замещаться на атомы металлов. При полном замещении водорода металлом происходит образование соединений, называемых нитридами, которые также можно получить и при непосредственном взаимодействии азота с металлом при высокой температуре.

Основные свойства аммиака обусловлены наличием неподеленной пары электронов у атома азота. Раствор аммиака в воде имеет щелочную среду:

NH3 + H2O ↔ NH4OH ↔ NH4+ + OH—

При взаимодействии аммиака с кислотами образуются соли аммония, которые при нагревании разлагаются:

NH3 + HCl = NH4Cl

NH4Cl = NH3 + HCl (при нагревании)

Получение аммиака

Выделяют промышленные и лабораторные способы получения аммиака. В лаборатории аммиак получают действием щелочей на растворы солей аммония при нагревании:

NH4Cl + KOH = NH3↑ + KCl + H2O

NH4+ + OH— = NH3↑+ H2O

Эта реакция является качественной на ионы аммония.

Применение аммиака

Производство аммиака – один из важнейших технологических процессов во всем мире. Ежегодно в мире производят около 100 млн. т. аммиака. Выпуск аммиака осуществляют в жидком виде или в виде 25%-го водного раствора – аммиачной воды.

Основные направления использования аммиака – производство азотной кислоты (производство азотсодержащих минеральных удобрений в последствии), солей аммония, мочевины, уротропина, синтетических волокон (нейлона и капрона).

Аммиак применяют в качестве хладагента в промышленных холодильных установках, в качестве отбеливателя при очистке и крашении хлопка, шерсти и шелка.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Получение

Промышленный способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота:

+ 91,84 кДж

Это так называемый процесс Габера (немецкий физик, разработал физико-химические основы метода).

Реакция происходит с выделением тепла и понижением объёма. Следовательно, исходя из принципа Ле-Шателье, реакцию следует проводить при возможно низких температурах и при высоких давлениях — тогда равновесие будет смещено вправо. Однако скорость реакции при низких температурах ничтожно мала, а при высоких увеличивается скорость обратной реакции. Проведение реакции при очень высоких давлениях требует создания специального, выдерживающего высокое давление оборудования, а значит и больших капиталовложений. Кроме того, равновесие реакции даже при 700 °C устанавливается слишком медленно для практического её использования.

Применение катализатора (пористое железо с примесями Al₂O₃ и K₂O) позволило ускорить достижение равновесного состояния. Интересно, что при поиске катализатора на эту роль пробовали более 20 тысяч различных веществ.

Учитывая все вышеприведённые факторы, процесс получения аммиака проводят при следующих условиях: температура 500 °C, давление 350 атмосфер, катализатор. Выход аммиака при таких условиях составляет около 30 %. В промышленных условиях использован принцип циркуляции — аммиак удаляют охлаждением, а непрореагировавшие азот и водород возвращают в колонну синтеза. Это оказывается более экономичным, чем достижение более высокого выхода реакции за счёт повышения давления.

Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония:

Обычно лабораторным способом аммиак получают слабым нагреванием смеси хлорида аммония с гашеной известью.

Для осушения аммиака его пропускают через смесь извести с едким натром.

Расходные нормы на тонну аммиака

Использует

Удобрение

В США по состоянию на 2019год примерно 88% аммиака использовалось в качестве удобрений в виде солей, растворов или безводно. При внесении в почву он помогает повысить урожайность таких культур, как кукуруза и пшеница. 30% сельскохозяйственного азота, применяемого в США, находится в форме безводного аммиака, а во всем мире ежегодно 110 миллионов тонн.

Прекурсор азотистых соединений

Аммиак прямо или косвенно является прекурсором основных азотсодержащих соединений. Практически все синтетические соединения получают из аммиака. Важным производным является азотная кислота. Этот ключевой материал образуется с помощью процесса Оствальда окисления аммиака воздухом над платиновым катализатором при 700–850 ° C (1,292–1,562 ° F)., ≈9 атм. Оксид азота является промежуточным звеном в этом преобразовании:

Азотная кислота используется для производства удобрения, взрывчатые вещества и многие азоторганические соединения.

Аммиак также используется для производства следующих соединений:

• гидразин в О процесселина Рашига и пероксидном процессе
• цианистый водород в процессе BMA и в процессе Андруссова
• гидроксиламин и карбонат аммония, в процессе Рашига
• фенол, в процессе Рашига — Хукера
• Мочевина, в процессе получения карбамида Бош — Мейзера и в синтезе Велера
• Аминокислоты, используя Синтез аминокислот по Штрекеру
• Акрилонитрил в процессе Sohio

Аммиак также может установить соединение в реакциях, которые не конкретно названы. Примеры таких соединений включают: перхлорат аммония, нитрат аммония, формамид, тетроксид диазота, алпразолам, этаноламин, этилкарбамат, гексаметилентетрамин и аммонийные системы, окружающая среда.

Информация о хранении

Подобно пропану, безводный аммиак при атмосферном давлении кипит ниже комнатной температуры. Емкость для хранения, способная выдерживать давление 250 psi (1,7 МПа ), подходит для хранения жидкости. Аммиак используется во множестве различных промышленных применений, требующих резервуаров для хранения из углеродистой или нержавеющей стали. Аммиак с содержанием воды не менее 0,2% по массе не вызывает коррозии углеродистой стали. Резервуары для хранения из углеродистой стали с NH3 с содержанием воды 0,2 процента или более могут прослужить более 50 лет. Ни в коем случае нельзя позволять соединениям аммония контактировать с основаниями (за исключением случаев предполагаемой и сдерживаемой реакции), так как могут выделяться опасные количества газообразного аммиака.

Бытовое использование

Растворы аммиака (5–10% по весу) используются в качестве бытовых чистящих средств, особенно для стекла. Эти растворы раздражают глаза и слизистые оболочки (дыхательные пути и пищеварительный тракт) и, в меньшей степени, кожу. Следует проявлять осторожность, чтобы химическое вещество никогда не смешивалось с какой-либо жидкостью, содержащей отбеливатель, поскольку это может привести к образованию токсичного газа. При смешивании с хлорсодержащими продуктами или сильными окислителями, такими как бытовой отбеливатель, могут образовываться хлорамины.

Лабораторное использование растворов аммиака

Образец соляной кислоты, выделяющий пары HCl, которые вступают в реакцию с парами аммиака с образованием белого дыма хлорида аммония.

Опасности, связанные с растворами аммиака, зависят от концентрации: «разбавленные» растворы аммиака обычно составляют 5–10% по весу (<5.62 mol/L); «concentrated» solutions are usually prepared at>25% по весу. 25% -ный (по весу) раствор имеет плотность 0,907 г / см, а раствор с более низкой плотностью будет более концентрированным. Классификация Европейского Союза для растворов аммиака приведена в таблице.

S-фразы : (S1 / 2), S16, S36 / 37/39, S45, S61.

Пары аммиака из концентрированных растворов аммиака сильно раздражают глаза и дыхательные пути, и с этими растворами следует работать только в вытяжном шкафу. Насыщенные («0,880» — см. #Properties) растворы могут создавать значительное давление внутри закрытой бутылки в теплую погоду, поэтому бутылку следует открывать с осторожностью; обычно это не проблема для 25% («0,900») решений.

Растворы аммиака не следует смешивать с галогенами, поскольку образуются токсичные и / или взрывоопасные продукты. Продолжительный контакт растворов аммиака с солями серебра, ртути или йодида также может приводить к образованию взрывчатых веществ: такие смеси часто образуются при качественном неорганическом анализе, и должен быть слегка подкислен, но не концентрирован (<6% w/v) before disposal once the test is completed.

Лабораторное использование безводного аммиака (газообразного или жидкого)

Безводный аммиак классифицируется как токсичный (T ) и опасен для окружающая среда (N ). Газ легковоспламеняющийся (температура самовоспламенения : 651 ° C) и может образовывать взрывоопасные смеси с воздухом (16–25%). допустимый предел воздействия (PEL) в США составляет 50 ppm (35 мг / м), тогда как концентрация IDLH оценивается в 300 ppm. Повторное воздействие аммиака снижает чувствительность к запах газа: обычно запах обнаруживается при концентрациях менее 50 ppm, но люди с пониженной чувствительностью могут не обнаружить его даже при концентрациях 100 ppm. Безводный аммиак разъедает медь — и цинк -содержащие сплавы, и поэтому латунные фитинги не должны использоваться для работы с газом. Жидкий аммиак может также разъедать резину и некоторые пластмассы.

Аммиак бурно реагирует с галогенами. Трииодид азота, первичное взрывчатое вещество, образуется при контакте аммиака с йодом. Аммиак вызывает взрывную полимеризацию этиленоксида. Он также образует взрывчатые гремящие соединения с соединениями золота, серебра, ртути, германия или теллур и с стибином. Сообщалось также о бурных реакциях с растворами ацетальдегида, гипохлорита, феррицианида калия и пероксидов.

Интересные факты

• Пары нашатырного спирта способны изменять окраску цветов. Например, голубые и синие лепестки становятся зелеными, ярко красные — черными.^[16]

• Некоторые цветы, не имеющие запаха от природы, после обработки аммиаком начинают благоухать. Например, приятный аромат приобретают астры^[16]

История названия

Аммиак (в европейских языках его название звучит как «аммониак») своим названием обязан оазису Аммона в Северной Африке, расположенному на перекрестке караванных путей. В жарком климате мочевина (NH₂)₂CO, 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.

Ссылки

• Аммиак, газ // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Аммиак водный // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Аммониак // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Аммониемия // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• NIST Chemistry WebBook
• Искусственное изменение окраски лепестков цветов

Жидкий аммиак в качестве растворителя

Жидкий аммиак является наиболее известным и наиболее широко изученным неводным ионизирующим растворителем. Его наиболее заметным свойством является его способность растворять щелочные металлы с образованием сильно окрашенных, электропроводящих растворов, содержащих сольватированные электроны. Помимо этих замечательных решений, большую часть химического состава жидкого аммиака можно классифицировать по аналогии с соответствующими реакциями в водных растворах. Сравнение физических свойств NH 3 со свойствами вода показывает, что NH 3 имеет более низкую температуру плавления, точку кипения, плотность, вязкость, диэлектрическую постоянную и электрическую проводимость ; это связано, по крайней мере частично, с более слабой водородной связью в NH 3 и тем, что такая связь не может образовывать сшитые сети, поскольку каждая молекула NH 3 имеет только одну неподеленную пару электронов по сравнению с двумя для каждой молекулы H 2 O. Константа ионной самодиссоциации жидкого NH 3 при -50 ° C составляет около 10.

Поезд, несущий безводный аммиак.

Растворимость солей

Жидкий аммиак является ионизирующим растворителем, хотя и в меньшей степени, чем вода, и растворяет ряд ионных соединений, включая многие нитраты, нитриты, цианиды, тиоцианаты, металлоциклопентадиенильные комплексы и бис (триметилсилил) амиды металлов. Большинство солей аммония растворимы и действуют как кислоты в жидких растворах аммиака. Растворимость галогенид соли увеличивается с фторида до io Дайд. Насыщенный раствор нитрата аммония (раствор Дайверса, названный в честь Эдварда Диверса ) содержит 0,83 моль растворенного вещества на моль аммиака и имеет давление пара . менее 1 бара даже при 25 ° C (77 ° F).

Растворы металлов

Жидкий аммиак растворяет все щелочные металлы и другие электроположительные металлы, такие как Ca,Sr, Ba, Eu и Yb (также Mg с использованием электролитического процесса). При низких концентрациях (<0,06 моль / л) образуются темно-синие растворы: они содержат катионы металлов и сольватированные электроны, свободные электроны, окруженные клеткой из молекул аммиака.

Эти растворы очень полезны в качестве сильных восстановителей. При более высоких концентрациях растворы имеют металлический вид и электрическую проводимость. При низких температурах оба типа растворов могут сосуществовать в виде несмешивающихся фаз.

Редокс-свойства жидкого аммиака

Диапазон термодинамической стабильности жидких растворов аммиака очень мало, так как потенциал окисления до диазота, E° (N2+ 6NH 4 + 6e ⇌ 8NH 3), составляет всего +0,04 В. На практике как окисление до диазота, так и восстановление до дигидрогена протекают медленно. Это особенно верно в отношении восстанавливающих растворов: растворы упомянутых выше щелочных металлов стабильны в течение нескольких дней, медленно разлагаясь на амид металла и дигидроген. Большинство исследований с использованием жидких растворов аммиака проводится в восстановительных условиях; хотя окисление жидкого аммиака обычно происходит медленно, все же существует риск взрыва, особенно если ионы переходных металлов присутствуют в качестве возможных катализаторов.

Также

• Аммиак (страница данных)
• Аммиачный фонтан — тип химической демонстрации
• Производство аммиака
• Раствор аммиака — Химическое соединение
• Стоимость электроэнергии по источникам — Сравнение затрат различных источников производства электроэнергии
• Формовочный газ — Смесь водорода и азота
• Процесс Габера — Основной процесс производства аммиака
• Гидразин — Бесцветная легковоспламеняющаяся жидкость с запахом аммиака
• Очистка воды — процесс удаления из воды нежелательных химикатов, биологических загрязнителей, взвешенных веществ

В астрономии

Аммиак встречается в атмосферах внешних планет-гигантов, таких как Юпитер (0,026% аммиак), Сатурн (0,012% аммиака), а также в атмосферах и льдах Урана и Нептуна.

Аммиак был обнаружен в атмосферах планет-гигантов, включая Юпитер, а также другие газы, такие как метан, водород и гелий. Внутри Сатурна могут быть замороженные кристаллы аммиака. Естественно, он обнаружен на Деймосе и Фобосе — двух лунах Марса.

Межзвездное пространство

Аммиак был впервые обнаружен в межзвездном пространстве в 1968 году. на основе микроволнового излучения из направления галактического ядра. Это была первая многоатомная молекула, обнаруженная таким образом. Чувствительность молекулы к широкому диапазону возбуждений и легкость, с которой ее можно наблюдать в ряде областей, сделали аммиак одной из наиболее важных молекул для исследования молекулярных облаков. Относительная интенсивность линий аммиака может использоваться для измерения температуры излучающей среды.

Были обнаружены следующие изотопные формы аммиака:

NH3, NH 3, NH 2D, NHD 2 и ND 3

. трижды дейтерированного аммиака было сочтено неожиданностью, поскольку дейтерия относительно мало. Считается, что низкотемпературные условия позволяют этой молекуле выживать и накапливаться.

С момента своего межзвездного открытия NH 3 оказался бесценным спектроскопическим инструментом в исследовании межзвездного пространства. Средняя. Благодаря большому количеству переходов, чувствительных к широкому диапазону условий возбуждения, NH 3 был широко обнаружен астрономически — о его обнаружении сообщалось в сотнях журнальных статей. Ниже приведен образец журнальных статей, в которых освещается диапазон детекторов, которые использовались для идентификации аммиака.

Изучение межзвездного аммиака сыграло важную роль в ряде областей исследований в последние несколько десятилетий. Некоторые из них описаны ниже и в основном связаны с использованием аммиака в качестве межзвездного термометра.

Механизмы межзвездного образования

Все другие предлагаемые реакции образования имеют константы скорости на 2-13 порядков меньше, что делает их вклад в содержание аммиака относительно незначительным. В качестве примера незначительного вклада, который играют другие реакции пласта, реакция:

Некоторые из других возможных реакций образования:

Межзвездные механизмы разрушения

Всего предложено 113 реакций, ведущих к разрушению NH 3. Из них 39 были включены в обширные таблицы химического состава соединений C, N и O. Обзор межзвездного аммиака приводит следующие реакции в качестве основных механизмов диссоциации:

, обнаруженных одной антенной

Радионаблюдения NH 3 с помощью 100-м радиотелескопа Эффельсберг показывают, что Линия аммиака разделяется на две составляющие — фоновый гребень и неразрешенную сердцевину. Фон хорошо соответствует местоположениям, ранее обнаруженным CO. 25-метровый телескоп Чилболтон в Англии обнаружил радиосигнатуры аммиака в областях H II, HNH 2O мазерах, объектах HH и других связанных объектах. со звездообразованием. Сравнение ширины линий излучения показывает, что турбулентные или систематические скорости не увеличиваются в центральных ядрах молекулярных облаков.

Микроволновое излучение аммиака наблюдалось у нескольких галактических объектов, включая W3 (OH), Орион A, W43, W51 и пять источников в центре Галактики. Высокий уровень обнаружения указывает на то, что это обычная молекула в межзвездной среде и что в галактике часто встречаются области с высокой плотностью.

Интерферометрические исследования

VLA наблюдения NH 3 в семи регионах с высокоскоростными газовыми потоками выявили конденсацию менее 0,1 пк в L1551, S140 и Cepheus A. У Cepheus A обнаружены три отдельных сгущения, одно из которых имеет сильно вытянутую форму. Они могут играть важную роль в создании биполярного оттока в этом регионе.

Внегалактический аммиак был визуализирован с помощью VLA в IC 342. Горячий газ имеет температуру выше 70 К, что было определено из соотношений линий аммиака и, по-видимому, тесно связано с самыми внутренними частями ядерной полосы, наблюдаемой в CO. NH 3 также контролировалось VLA по отношению к образцу. четырех галактических сверхкомпактных областей HII: G9.62 + 0.19, G10.47 + 0.03, G29.96-0.02 и G31.41 + 0.31. На основании диагностики температуры и плотности сделан вывод, что в целом такие сгустки, вероятно, являются местами массивного звездообразования на ранней стадии эволюции до появления сверхкомпактной области HII.

Инфракрасное обнаружение

Поглощение твердым аммиаком на 2,97 мкм было зарегистрировано межзвездными зернами в объекте Беклина-Нойгебауэра и, вероятно, также в NGC 2264-IR. Это обнаружение помогло объяснить физическую форму ранее плохо изученных и связанных линий поглощения льда.

Спектр диска Юпитера был получен с помощью воздушной обсерватории Койпера, покрывающей расстояние от 100 до 300 см. спектральный диапазон. Анализ спектра дает информацию о глобальных средних свойствах газообразного аммиака и аммиачной ледяной дымки.

Всего было исследовано 149 положений темных облаков на предмет наличия «плотных ядер» с использованием (J, K) = (1,1) вращающаяся инверсионная линия NH 3. Как правило, сердечники не имеют сферической формы с соотношением сторон от 1,1 до 4,4. Также обнаружено, что ядра со звездами имеют более широкие линии, чем ядра без звезд.

Аммиак был обнаружен в туманности Дракона и в одном или, возможно, двух молекулярных облаках, которые связаны с высокоширотные галактические инфракрасные перистые облака. Открытие важно, потому что они могут представлять собой места рождения звезд B-типа металличности населения I в галактическом гало, которые могли быть перенесены в галактический диск.

Наблюдения за ближайшими темными облаками

Уравновешивая и стимулированное излучение со спонтанным излучением, можно построить соотношение между температурой возбуждения и плотностью. Более того, поскольку переходные уровни аммиака могут быть аппроксимированы двухуровневой системой при низких температурах, этот расчет довольно прост. Это предположение может быть применено к темным облакам, регионам, предположительно имеющим чрезвычайно низкие температуры, и возможным местам для будущего звездообразования. Обнаружение аммиака в темных облаках показывает очень узкие линии, свидетельствующие не только о низких температурах, но и о низком уровне турбулентности внутри облаков. Расчет отношения линий обеспечивает измерение температуры облака, которое не зависит от предыдущих наблюдений за CO. Наблюдения за аммиаком согласовывались с измерениями CO при температурах вращения ≈10 К. С его помощью можно определить плотности, которые, по расчетам, составляют от 10 до 10 см в темных облаках. Картирование NH 3 дает типичные размеры облаков 0,1 pc и массы около 1 солнечной массы. Эти холодные плотные ядра — места будущего звездообразования.

Области UC HII

Сверхкомпактные области HII являются одними из лучших индикаторов звездообразования большой массы. Плотный материал, окружающий области UCHII, вероятно, в основном молекулярный. Поскольку полное изучение массивного звездообразования обязательно включает облако, из которого образовалась звезда, аммиак является неоценимым инструментом в понимании этого окружающего молекулярного материала. Поскольку этот молекулярный материал может быть пространственно разрешен, можно ограничить источники нагрева / ионизации, температуры, массы и размеры областей. Компоненты скорости с доплеровским смещением позволяют разделить отдельные области молекулярного газа, которые могут отслеживать истечения и горячие ядра, возникающие из формирующихся звезд.

Внегалактическое обнаружение

Аммиак был обнаружен во внешних галактиках, и, одновременно измеряя несколько линий, можно напрямую измерить температуру газа в этих галактиках. Соотношения линий означают, что температура газа теплая (≈50 К), происходящая из плотных облаков размером в десятки пк. Эта картина согласуется с картиной в нашей галактике Млечный Путь — горячие плотные молекулярные ядра образуются вокруг вновь формирующихся звезд, заключенных в более крупные облака молекулярного материала в масштабе нескольких сотен пк (гигантские молекулярные облака; GMC).

Обнаружение и определение

Аммиак в растворе

Аммиак и соли аммония могут быть легко обнаружены в очень мелких следах путем добавления раствора Несслера, который дает отчетливую желтую окраску в наличие малейшего следа аммиака или солей аммония. Количество аммиака в солях аммония можно оценить количественно путем отгонки солей с гидроксидом натрия или калия, при этом выделившийся аммиак абсорбируется в известном объеме стандартной серной кислоты. и затем определяли избыток кислоты объемно ; или аммиак может быть абсорбирован соляной кислотой и образовавшийся таким образом хлорид аммония осаждается в виде гексахлороплатината аммония, (NH 4)2PtCl 6.

Газообразный аммиак

Серные палочки сжигаются для обнаружения небольших утечек в промышленных системах охлаждения аммиака. Большие количества могут быть обнаружены путем нагревания солей с помощью едкой щелочи или негашеной извести, когда сразу становится очевидным характерный запах аммиака. Аммиак — это раздражитель и раздражение усиливаются с концентрацией; допустимый предел воздействия составляет 25 частей на миллион, а смертельный исход превышает 500 частей на миллион. Более высокие концентрации практически не обнаруживаются обычными детекторами, тип детектора выбирается в соответствии с требуемой чувствительностью (например, полупроводниковые, каталитические, электрохимические). Голографические сенсоры были предложены для определения концентраций до 12,5% по объему.

Аммиачный азот (NH 3 -N)

Аммиачный азот (NH 3 -N) — обычная мера y используется для проверки количества ионов аммония, полученных естественным путем из аммиака и возвращенных в аммиак в результате органических процессов в воде или сточных жидкостях. Это показатель, используемый в основном для количественной оценки значений в системах очистки сточных вод и водоочистки, а также для оценки состояния природных и искусственных запасов воды. Он измеряется в единицах мг / л (миллиграмм на литр ).