Что такое аммиак? Формула и свойства аммиака. Аммиак. Физические и химические свойства. Получение и применение

Летучим характеристическим водородным соединением азота является аммиак. По значимости в неорганической химической индустрии и неорганической химии аммиак – самое важное водородное соединение азота. По своей химической природе он представляет собой нитрид водорода H 3 N. В химическом строении аммиакаsp 3 -гибридные орбитали атома азота образуют три σ-связи с тремя атомами водорода, которые занимают три вершины чуть искаженного тетраэдра.

Четвертая вершина тетраэдра занята неподеленной электронной парой азота, что обеспечивает химическую ненасыщенность и реакционноспособность молекул аммиака, а также большую величину электрического момента диполя.

При обычных условиях аммиак - бесцветный газ с резким запахом. Он токсичен: раздражает слизистые оболочки, а острое отравление вызывает поражение глаз и воспаление легких. Вследствие полярности молекул и достаточно высокой диэлектрической проницаемости жидкий аммиак является хорошим растворителем. В жидком аммиаке хорошо растворяются щелочные и щелочно-земельные металлы, сера, фосфор, йод, многие соли и кислоты. По растворимости в воде аммиак превосходит любой другой газ. Этот раствор называется аммиачной водой, или нашатырным спиртом. Прекрасная растворимость аммиака в воде обусловлена возникновением межмолекулярных водородных связей.

Аммиак обладает основными свойствами:

Взаимодействие аммиака с водой:

NH 3 +HOH ⇄ NH 4 OH ⇄ NH 4 + +OH -

Взаимодействие с галогеноводородами:

NH 3 +HCl ⇄NH 4 Cl

Взаимодействие с кислотами (в результате образуются средние и кислые соли):

NH 3 +H 3 PO 4 → (NH 4) 3 PO 4 фосфат аммония

NH 3 +H 3 PO 4 → (NH 4) 2 HPO 4 гидрофосфат аммония

NH 3 +H 3 PO 4 → (NH 4)H 2 PO 4 дигидрофосфат аммония

Аммиак взаимодействует с солями некоторых металлов с образованием комплексных соединений – аммиакатов:

CuSO 4 + 4NH 3 → SO 4 сульфат тетрааммин меди (II )

AgCl+ 2NH 3 → Clхлорид диаммин серебра (I )

Все приведенные выше реакции являются реакциями присоединения.

Окислительно-восстановительные свойства:

В молекуле аммиака NH 3 азот имеет степень окисления -3, поэтому в окислительно-восстановительных реакциях он может только отдавать электроны и является только восстановителем.

Аммиак восстанавливает некоторые металлы из их оксидов:

2NH 3 + 3CuO → N 2 +3Cu +3H 2 O

Аммиак в присутствии катализатора окисляется до монооксида азота NO:

4NH 3 + 5O 2 → 4NO+ 6H 2 O

Аммиак окисляется кислородом без катализатора до азота:

4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O

21. Водородные соединения галогенов. 22. Галогеноводородные кислоты.

Галогеноводороды - бесцветные газы, с резким запахом, легко растворимы в воде.. Фтороводород смешивается с водой в любых соотношениях. Высокая растворимость этих соединений в воде позволяет получать концентрированные растворы.

При растворении в воде галогеноводороды диссоциируют по типу кислот. HF относится к слабо диссоциированным соединениям, что объясняется особой прочностью связи. Остальные же растворы галогеноводородов относятся к числу сильных кислот. HF - фтороводородная (плавиковая) кислота НСl- хлороводородная (соляная) кислота HBr - бромоводородная кислота HI - иодоводородная кислота

Сила кислот в ряду HF - НСl - HBr - HI возрастает, что объясняется уменьшением в том же направлении энергии связи и увеличением межъядерного расстояния. HI - самая сильная кислота из ряда галогеноводородных кислот.

Поляризуемость растет вследствие того, что вода поляризует больше ту связь, чья длина больше. Соли галогеноводородных кислот носят соответственно следующие названия: фториды, хлориды, бромиды, иодиды.

Химические свойства галогеноводородных кислот

В сухом виде галогеноводороды не действуют на большинство металлов.

1. Водные растворы галогеноводородов обладают свойствами бескислородных кислот. Энергично взаимодействуют со многими металлами, их оксидами и гидроксидами; на металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода, не действуют. Взаимодействуют с некоторыми солями и газами.

Фтороводородная кислота разрушает стекло и силикаты:

SiO2+4HF=SiF4+2Н2O

Поэтому она не может храниться в стеклянной посуде.

2. В окислительно-восстановительных реакциях галогеноводородные кислоты ведут себя как восстановители, причем восстановительная активность в ряду Сl-, Br-, I- повышается.

Получение

Фтороводород получают действием концентрированной серной кислоты на плавиковый шпат:

CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF

Хлороводород получают непосредственным взаимодействием водорода с хлором:

Это синтетический способ получения.

Сульфатный способ основан на реакции концентрированной серной кислоты с NaCl.

При небольшом нагревании реакция протекает с образованием НСl и NaHSO4.

NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl

При более высокой температуре протекает вторая стадия реакции:

NaCl+NaHSO4=Na2SO4+HCl

Но аналогичным способом нельзя получить HBr и HI, т.к. их соединения с металлами при взаимодействии с концентрировавной серной кислотой окисляются, т.к. I- и Br- являются сильными восстановителями.

2NaBr-1+2H2S+6O4(к)=Br02+S+4O2+Na2SO4+2Н2O

Бромоводород и иодоводород получают гидролизом PBr3 и PI3: PBr3+3Н2O=3HBr+Н3PO3 PI3+3Н2О=3HI+Н3РO3

Водорода, при нормальных условиях - бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта)

• Галогены (хлор, йод) образуют с аммиаком опасные взрывчатые вещества - галогениды азота (хлористый азот, иодистый азот).

• С галогеноалканами аммиак вступает в реакцию нуклеофильного присоединения, образуя замещённый ион аммония (способ получения аминов):

• С карбоновыми кислотами , их ангидридами , галогенангидридами, эфирами и другими производными даёт амиды. С альдегидами и кетонами - основания Шиффа , которые возможно восстановить до соответствующих аминов (восстановительное аминирование).

• При 1000 °C аммиак реагирует с углём , образуя синильную кислоту HCN и частично разлагаясь на азот и водород. Также он может реагировать с метаном , образуя ту же самую синильную кислоту:

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 (NH 2) 2 CO, 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 NH 4 Cl, который при нагревании испаряет аммиак.

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.

Получающиеся в результате реакции с аммиаком амиды металлов содержат отрицательный ион NH 2 − , 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 H 2 O.

Металлоаммиачные растворы обладают металлической электропроводностью, в них происходит распад атомов металла на положительные ионы и сольватированные электроны, окруженные молекулами NH 3 . Металлоаммиачные растворы, в которых содержатся свободные электроны, являются сильнейшими восстановителями.

Комплексообразование

Благодаря своим электронодонорным свойствам, молекулы NH 3 могут входить в качестве лиганда в комплексные соединения. Так, введение избытка аммиака в растворы солей d-металлов приводит к образованию их аминокомплексов:

Комплексообразование обычно сопровождается изменением окраски раствора. Так, в первой реакции голубой цвет (CuSO 4) переходит в темно-синий (окраска комплекса), а во второй реакции окраска изменяется из зелёной (Ni(NO 3) 2) в сине-фиолетовую. Наиболее прочные комплексы с NH 3 образуют хром и кобальт в степени окисления +3.

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.

Физиологическое действие

По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Аммиак обладает как местным, так и резорбтивным действием.

Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это человек и воспринимает как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюнктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении поглощает тепло, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. Запах аммиака ощущается при концентрации 37 мг/м³ .

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 .

Расходные нормы на тонну аммиака

На производство одной тонны аммиака в России расходуется в среднем 1200 нм³ природного газа, в Европе - 900 нм³ .

Белорусский «Гродно Азот» расходует 1200 нм³ природного газа на тонну аммиака, после модернизации ожидается снижение расхода до 876 нм³.

Украинские производители потребляют от 750 нм³ до 1170 нм³ природного газа на тонну аммиака.

По технологии UHDE заявляется потребление 6,7 - 7,4 Гкал энергоресурсов на тонну аммиака .

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.

Производители аммиака

Производители аммиака в России

На долю России приходится около 9 % мирового выпуска аммиака. Россия - один из крупнейших мировых экспортеров аммиака. На экспорт поставляется около 25 % от общего объёма производства аммиака, что составляет около 16 % мирового экспорта.

Производители аммиака на Украине

• Облака Юпитера состоят из аммиака.

См. также

Примечания

Ссылки

• //
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : В 86 томах (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : В 86 томах (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : В 86 томах (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.

Литература

• Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 2001.

10% водный раствор аммиака . Концентрация активного вещества в литре раствора — 440 мл.

В качестве вспомогательного компонента в состав препарата входит вода очищенная (в объеме до 1 л).

Форма выпуска

Раствор для ингаляций и наружного применения 10%. Выпускается в флаконах-капельницах 10 мл, флаконах 40 и 100 мл.

Представляет собой прозрачную, летучую жидкость, без цвета и с резким запахом.

Фармакологическое действие

Раздражающее , антисептическое , аналептическое , рвотное .

Фармакодинамика и фармакокинетика

Средство оказывает раздражающее действие на экстерорецепторы кожи и провоцирует местное высвобождение простагландинов , кининов и гистамина . В спинном мозге выполняет функцию либератора энкефалинов и эндорфинов , которые блокируют поток болевых импульсов из патологических очагов.

При попадании в верхние дыхательные пути вступает во взаимодействие с окончаниями тройничного нерва и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Концентрированный раствор вызывает колликвацию (размягчение и растворение) белков микробной клетки.

При любом способе введения быстро элиминируется из организма (преимущественно бронхиальными железами и легкими). Рефлекторно влияет на тонус сосудистых стенок и деятельность сердца.

На месте аппликации при наружном применении расширяет сосуды, улучшает регенерацию тканей и их трофику, а также стимулирует отток метаболитов.

При раздражении кожи аналогичные рефлексы вызывает и в расположенных сегментарно мышцах и внутренних органах, способствуя восстановлению нарушенных функций и структур.

Подавляет очаг возбуждения, который поддерживает патологический процесс, снижает напряжение мышц, гипералгезию, снимает спазм сосудов, оказывая, таким образом, отвлекающее действие.

При продолжительном контакте прижигает слизистые и кожу, что сопровождается гиперемией тканей, развитием отечности и болезненности.

Прием per os в малых концентрациях стимулирует секрецию желез, воздействуя на рвотный центр, рефлекторно повышает его возбудимость и вызывает рвоту.

В кровяное русло препарат не поступает.

Показания к применению

Ингаляционно применяется для возбуждения дыхания при обмороке.

Прием внутрь показан для стимуляции рвоты (в разведенном виде).

Наружно используется для обеззараживания рук врача перед хирургической операцией, в виде примочек при невралгии, укусах насекомых, миозитах.

Противопоказания

Непереносимость.

Местное применение противопоказано при кожных заболеваниях.

Побочные действия: влияние на организм человека паров и раствора аммиака

В случае приема раствора в неразведенном виде возможны ожоги пищеварительного канала (пищевода и желудка). Вдыхание препарата в высокой концентрации может спровоцировать рефлекторную остановку дыхания.

Раствор аммиака: инструкция по применению

В инструкции по применению Нашатырного спирта указывается, что доза препарата подбирается индивидуально в зависимости от показаний.

В хирургической практике в качестве средства для мытья рук раствор используется по методу Спасокукоцкого-Кочергина, разводя 50 мл раствора в 1 л кипяченой воды (теплой).

При использовании для возбуждения дыхания раствор наносится на марлю или вату. При укусах насекомых используется в виде примочек.

Применение Нашатырного спирта в садоводстве

Применение для растений Нашатырного спирта достаточно разнообразно: его используют от тли, для обработки лука от луковой мухи, для подкормки растений.

Нашатырный спирт от тли используется из расчета 2 ст. ложки на 10 л воды. В ведро также следует добавить немного стирального порошка — это обеспечит лучшее прилипание. Раствор используют для опрыскивания растений.

Нашатырный спирт как удобрение: в этом случае на 4 л воды следует взять 50 мл раствора. Средство является не только хорошей подкормкой для комнатных и огородных растений, но также позволяет избавиться от мошек и комаров.

Для полива лука следует развести в ведре воды 1-2 ст. ложки нашатырного спирта. Поливать растения таким средством рекомендуется с момента посадки и до конца июня.

Как почистить золото?

Существует несколько способов чистки золота Нашатырным спиртом.

Можно смешать 1 ч. ложку спирта со стаканом воды и 1 ст. ложкой любого моющего средства, а можно добавить в воду (200 мл), нашатырный спирт (1 ч. ложку), (30 мл), половинку чайной ложки жидкого моющего средства.

В первом случае украшения кладут в чистящий раствор на час-два, во втором — на 15 минут. После чистки золото следует промыть в воде и насухо вытереть салфеткой.

Как почистить серебро?

Чтобы провести чистку серебра, Нашатырный спирт разводят водой в пропорции 1:10 (1 часть спирта на 10 частей воды). Изделия из серебра оставляют в растворе в течение нескольких часов, затем прополаскивают их в воде и протирают мягкой салфеткой.

Для регулярной чистки серебра используют мыльный раствор, в который добавляют небольшое количество нашатырного спирта.

Нашатырный спирт от тараканов и муравьев

Для борьбы с муравьями 100 мл раствора разводят в литре воды и промывают этим средством мебель на кухне. Чтобы избавиться от тараканов с нашатырным спиртом моют пол.

Нашатырный спирт для пяток

В качестве средства для смягчения огрубевшей кожи стоп нашатырный спирт смешивают с глицерином (1:1). Средство наносят на ступни перед сном, а сверху надевают носки.

Передозировка. Воздействие на организм человека паров аммиака

Передозировка вызывает усиление проявлений побочных реакций. Так, действие на организм человека высокой дозы Раствора аммиака при пероральном приеме проявляется:

• рвотой с характерным запахом аммиака;
• поносом с тенезмами (ложными болезненными позывами к дефекации);
• отеком гортани;
• насморком;
• кашлем;
• возбуждением;
• судорогами;
• коллапсом .

В ряде случаев возможен летальный исход (пациент умирает при приеме 10-15 г гидроксида аммония ).

Лечение при передозировке симптоматическое.

Иногда люди интересуются, что будет, если выпить нашатырный спирт. Следует знать, что пероральный прием раствора в чистом виде может спровоцировать сильные ожоги пищеварительного канала.

Симптомы отравления аммиаком

Воздействие на человека аммиака при вдыхании его паров проявляется в виде раздражения слизистых глаз и респираторного тракта. При этом интенсивность раздражения зависит от концентрации газа.

Признаки отравления аммиачными парами:

• обильное слезотечение;
• слюнотечение;
• учащенность дыхания;
• повышенное потоотделение;
• гиперемия лица;
• чувство тяжести и стеснения в груди;
• боль за грудиной;
• судорожный кашель;
• чихание;
• насморк;
• отек гортани и спазм в области голосовых связок;
• беспокойство;
• удушье;
• судороги;
• потеря сознания.

При продолжительном воздействии аммиачные пары провоцируют сильнейшую мышечную слабость, у человека нарушается кровообращение, возникают симптомы, указывающие на расстройство дыхания, а также болезненность, сильное жжение и отек кожи.

Регулярно повторяющееся воздействие аммиака приводит к нарушениям системного характера, которые проявляются пищевыми расстройствами , глухотой , катаром верхних дыхательных путей , сердечной недостаточностью , смертью .

Для защиты от вредного воздействия аммиака следует обильно промыть лицо и незащищенную одеждой кожу водой и как можно скорее закрыть лицо респиратором (марлевой повязкой или противогазом). Хорошо, если используемый респиратор или повязка будут пропитаны водой с лимонной кислотой (2 ч. ложки на стакан воды).

Следует знать, что жидкий аммиак вызывает сильные ожоги. По этой причине его транспортируют в окрашенных в желтый цвет баллонах из стали, специальных танкерах, автомобильных и железнодорожных цистернах.

Что делать при выбросе аммиака?

При получении информации об утечке аммиака, следует защитить кожу и органы дыхания и покинуть аварийную зону в направлении, которое будет указано в сообщении по радио или телевидению.

Из зоны химического поражения нужно идти в перпендикулярную направлению ветра сторону.

При пожаре запрещено приближаться к очагу возгорания. Охлаждать емкости с аммиаком следует с максимально большого расстояния. Для тушения используют воздушно-механическую пену или распыленную воду.

Если возможности выйти нет, следует произвести экстренную герметизацию помещения. Выбравшись из опасной зоны, снимают верхнюю одежду (вещи оставляют на улице), принимают душ, промывают водой носоглотку и глаза.

При аварии укрываться следует в нижних этажах здания.

Первая помощь при отравлении

При отравлении пострадавшего следует вынести за пределы зоны поражения. В случаях, когда это невозможно, обеспечивают доступ кислорода.

Ротовую полость, горло и полость носа в течение 15 минут промывают с помощью воды, глаза закапывают 0,5%-ным раствором и при необходимости дополнительно накрывают повязкой. Для большей эффективности полосканий в воду можно добавить глютаминовую или лимонную кислоту.

Даже при незначительной степени отравления на протяжении следующих 24 часов больному следует обеспечить абсолютный покой.

При попадании вещества на открытый участок тела, его обильно промывают водой и накрывают повязкой.

Если аммиак попал в пищеварительный канал, необходимо промыть желудок.

Отравление любой степени требует обращения в медучреждение и — если врач сочтет это нужным — последующей госпитализации.

После завершения курса лечения у пациента могут сохраниться определенные неврологические нарушения, например, выпадение из памяти отдельных событий и фактов, тики с различными клиническими проявлениями, снижение слуха и порога болевой чувствительности. Нередким исходом становятся помутнение хрусталика и роговой оболочки глаза.

Аммиак: пути обезвреживания в организме

Основным путем связывания вещества является биосинтез мочевины, который протекает в орнитиновом цикле в клетках печени. В результате этого синтеза образуется мочевина — вещество, не представляющее вреда для организма.

Также аммиак транспортируется в крови в виде глутамина , который представляет собой нетоксичное нейтральное соединение и легко проходит через мембраны клеток.

Еще одной его транспортной формой является образующийся в мышцах аланин .

Взаимодействие

Нейтрализует действие кислот.

Условия продажи

Средство безрецептурного отпуска.

Условия хранения

Хранится в обычных условиях.

Срок годности

24 месяца.

Особые указания

Что такое аммиак? Характеристика, физические и химические свойства аммиака

Аммиак или нитрид водорода (NH3) — это бесцветный газ (как и водород, эфир, кислород). Вещество имеет резкий раздражающий запах, выходит в атмосферу с образованием дыма. Название вещества на латинском языке — Аmmonium.

Молярная масса — 17.0306 г/моль. ПДК р.з. составляет 20 мг/м3. С учетом этого параметра аммиак относят к категории малоопасных веществ (IV класс опасности).

NH3 чрезвычайно хорошо растворяется в воде: при 0°C в одном объеме воды растворяется порядка 1,2 тысяч объемов этого вещества, а при температуре 20°C — порядка 700 объемов.

Обладает свойствами щелочей и оснований.

Используется в качестве хладагента для холодильного оборудования. Мaркируется R717, где R расшифровывается как “хладагент” (Refrigerant), “7” указывает на тип хладагента (в конкретном случае на то, что аммиак не является органическим веществом), последние 2 цифры — это молекулярная масса используемого вещества.

В жидком нитриде водорода молекулы образуют водородные связи. Диэлектрическая проницаемость, проводимость, вязкость и плотность жидкого NH3 ниже, чем у воды (вещество в 7 раз менее вязкое, чем вода), температура кипения вещества tкип -33,35°C, плавиться оно начинает при температуре -77,70°C

Как и вода, жидкий NH3 является сильно ассоциированным веществом, что обусловлено образованием водородных связей.

Вещество практически не пропускает электрический ток и растворяет многие органические и неорганические соединения.

В твердом виде NH3 имеет вид бесцветных кристаллов с кубической решеткой.

Разложение нитрида водорода на азот и водород становится заметным при температуре, превышающей 1200-1300°С, в присутствии катализаторов — при температуре выше 400°С.

На воздухе аммиак не горит, при прочих условиях, а именно в чистом кислороде, загорается и горит желто-зеленым пламенем. При сгорании вещества в избытке кислорода образуются азот и водяной пар.

Реакция горения аммиака описывается следующим уравнением: 4NH3 + 3O2= 2N2 + 6H2O.

Каталитическое окисление NH3 при температуре 750-800°С позволяет получить азотную кислоту (метод используется для промышленного получения HNO3).

Стадии процесса:

• каталитическое окисление кислородом до NO;
• перевод NO в NO2;
• поглощение водой смеси NO2 с О2 (растворение оксида азота в воде и получение кислоты);
• очистка выходящих в атмосферу газов от оксидов азота.

Реакция аммиака с водой позволяет получить гидрат аммиака (аммиачную воду или едкий аммиак). Химическая формула гидрата — NH3·H2O.

Как в промышленности получают едкий аммиак? В промышленности синтез раствора аммиака с концентрацией 25% осуществляется методом насыщения воды аммиаком, который образуется в результате коксования каменного угля в коксовой печи, или синтетическим газообразным аммиаком.

Для чего используют аммиачную воду? Из водных растворов аммиака получают азотные удобрения, соду, красители.

Аммиак: получение из азотной кислоты в лаборатории

Для получения NH3 из HNO3 следует установить пробирку в штатив в почти горизонтальном положении, но так, чтобы кислота не вытекала из нее.

На дно пробирки наливают несколько капель HNO3 и пинцетом кладут в нее несколько кусочков цинка или железные опилки. У отверстия пробирки так следует положить восстановленное железо (таким образом, чтобы оно не соприкасалось с азотной кислотой).

Пробирку необходимо закрыть пробкой с отводной трубкой и слегка нагреть. Нагревание увеличит скорость выделения аммиака.

С чем реагирует аммиак?

Аммиак вступает в реакцию с органическими веществами. Продуктами реакции аммиака с α-хлорзамещенными карбоновыми кислотами являются искусственные аминокислоты.

В результате реакции выделяется хлороводород (газ HCl), который при связывании с избытком аммиака образует (или нашатырь NH4Cl).

Большое количество комплексных соединений содержат аммиак в качестве лиганда.

Соли аммония — это бесцветные твердые вещества с кристаллической решеткой. Почти все они растворимы в воде, и им присущи одни и те же свойства, что и известным нам солям металлов.

Продуктом их взаимодействия со щелочами является аммиак:

NH4Cl + KOH = KCl + NH3 + H2O

Описанная формулой реакция, если дополнительно используется индикаторная бумага, представляет собой качественную реакцию на соли аммония. Последние взаимодействуют с кислотами и другими солями.

Некоторые соли аммония при нагревании испаряются (возгоняются), другие — разлагаются.

NH3 является слабым основанием, поэтому образованные им в водном растворе соли подвергаются гидролизу.

Более слабыми основаниями, чем аммиак, являются ароматические амины — производные NH3, в которых атомы водорода замещаются углеводородными радикалами.

Реакции аммиака с кислотами

Добавление к раствору NH3 концентрированной соляной кислоты сопровождается образованием белого дыма и выделением хлористого аммония NH4Cl (нашатыря).

Реакция серной кислоты и аммиака позволяет получить белые кристаллы (NH4)2SO4 — сульфата аммония.

Если добавить к NH3 азотную кислоту, образуется белый нитрат аммония NH4 NO3.

При взаимодействии хлоруксусной кислоты с NH3 атом хлора замещается аминогруппой и в результате образуется аминоуксусная кислота.

Если NH3 пропустили через бромоводородную кислоту, образуется бромид аммония (реакция описывается формулой — HBr + NH3 = NH4Br).

Аммиак: тяжелее или легче воздуха?

В сравнении с воздухом, NH3 имеет почти вдвое меньшую плотность, поэтому его пары всегда поднимаются вверх. Однако при определенных условиях может образовываться аммиачный аэрозоль — взвесь капель этого вещества в газе. Такой аэрозоль обычно тяжелее воздуха и поэтому является более опасным, чем газообразный NH3.

Нитрид водорода — это сложное или простое вещество?

Нитрид водорода образован атомами разных элементов, поэтому является сложным неорганическим соединением.

Молекулярное строение аммиака

Для аммиака характерна кристаллическая решетка из полярных молекул, между которыми действуют так называемые силы Ван-Дер-Ваальса . Химических связей в молекуле нитрида водорода 3, образуются они по ковалентному полярному механизму.

Молекула имеет вид тригональной пирамиды, на вершине которой находится атом азота (степень окисления азота в NH3 “-3”).

Промышленный способ получения аммиака

Получение аммиака в промышленности — это дорогостоящий и трудоемкий процесс. Промышленный синтез основан на получении NH3 из азота и водорода под давлением, в присутствии катализатора и при воздействии высоких температур.

В качестве катализатора при производстве NH3 в промышленности используется активированное оксидами алюминия и калия губчатое железо. Промышленные установки, в которых осуществляется синтез, основаны на циркуляции газов.

Прореагировавшая газовая смесь, в составе которой присутствует NH3, охлаждается, послед чего NH3 конденсируется и отделяется, а не вступившие в реакцию водород с азотом с новой порцией газов снова подаются на катализатор.

Представлена также презентация на тему совместного производства аммиака и метанола в промышленности.

Действующие ГОСТы, в соответствии с которыми производится нитрид водорода:

• аммиак жидкий технический, аммиак безводный — ГОСТ 6221-90;
• аммиак водный — ГОСТ 3760-79;
• технический аммиак водный — ГОСТ 9-92.

Дать характеристику реакции синтеза аммиака можно следующим образом: аммиак образуется как продукт протекающей в газовой фазе реакции соединения — прямой, каталитической, экзотермической, обратимой, окислительно-восстановительной.

Утилизация вещества

NH3 утилизируется методом селективного получения ценных для вторичного использования веществ, и методом, который предусматривает возможность использования отработанных отходов в качестве сырья для производства других материалов.

Что такое нашатырный спирт? Химическая формула нашатырного спирта

Нашатырный спирт представляет собой 10%-ный водный раствор аммиака. Формула вещества — NH4OH. Название на латыни — Solutio Ammonii caustici seu Ammonium causticum solutum.

Нашатырный спирт нашел применение в быту в качестве пятновыводителя, средства для чистки монет, посуды, сантехники, мебели, украшений из серебра и золота. Кроме того, его используют для окрашивания тканей, борьбы с тлей, луковым скрытнохоботником, луковыми мушками, муравьями и тараканами, мытья окон, ухода за огрубевшей кожей стоп.

Реакция нашатырного спирта с позволяет получить очень нестабильный аддукт, который имеет вид сухих кристаллов, что нередко используется как эффектный опыт.

Аммиак — это нашатырь?

Некоторые полагают, что аммиак и нашатырь одно и то же. Однако такое мнение ошибочно. Раствор аммиака — это нашатырный спирт или, иначе говоря, водный раствор гидроксида аммония.

А нашатырь — это соль аммония, слегка гигроскопичный кристаллический порошок белого цвета и без запаха, который при нагревании испаряет нитрид водорода (аммиак). Его формула — NH4Cl.

В Википедии указывается, что вещество используется как удобрение (в качестве подкормки вносится в щелочные и нейтральные почвы под слабо реагирующие на избыток хлора культуры — рис, кукурузу, сахарную свеклу), в качестве пищевой добавки Е510, флюса для пайки, компонентов электролита в гальванических элементах и быстрого фиксажа в фотографии, дымообразователя.

В лабораторных условиях нашатырь применяется для лизиса эритроцитов , применение в медицине целесообразно для усиления действия диуретиков и снятия отеков сердечного происхождения.

Меры предосторожности

Местное применение возможно только на неповрежденную кожу.

При случайном попадании средства на слизистую глаз, глаза промывают большим количеством воды (как минимум в течение 15 минут) или раствором борной кислоты (3%). Масла и мази в этом случае противопоказаны.

В случае приема Раствора аммиака внутрь следует до полной его нейтрализации пить фруктовые соки, воду, теплое молоко с содой или минеральной водой, раствор лимонной (0,5%) или уксусной (1%) кислоты.

При поражении органов дыхания показаны свежий воздух и теплые водные ингаляции с добавлением лимонной кислоты или уксуса, при удушье — кислород.

О чем говорят запах аммиака в моче и аммиачный запах пота? .

Следует знать, что о серьезной свидетельствует и запах аммиака изо рта.

У женщин выделения с запахом возможны в периоды менопаузы и беременности (если беременная употребляет мало жидкости и/или принимает различные лекарства и добавки).

Если аммиаком пахнет пот, причиной может быть , , недержание мочи, проблемы с печенью, наличие бактерий, способных спровоцировать язвенную болезнь. Еще одна возможная причина запаха от тела — соблюдение протеиновой диеты.

Все знают, как пахнет нашатырный спирт, поэтому при появлении характерного запаха (в особенности, если моча пахнет у ребенка) или аммиачного привкуса во рту следует обратиться к врачу, который точно определит причину этого явления и примет необходимые меры.

Для детей

В педиатрии применяется с 3-летнего возраста.

При беременности

При беременности и лактации применение допускается исключительно в тех ситуациях, когда польза для организма женщины превышает потенциальный риск для ребенка.

В большинстве случаев беременные женщины стараются не использовать аммиак ни в каком виде. Краска для беременных также не должна содержать в своем составе это вещество. В список наиболее подходящих для беременных средств можно включить следующие краски для волос без аммиака:

• Игора Шварцкопф (Schwarzkopf Igora Vibrance);
• краски из палитры Гарньер (Garnier Color&Shine);
• краску Эстель, палитра которой насчитывает 140 оттенков;
• краску без аммиака из палитры Матрикс (Matrix Color Sync);
• краску Кутрин.

Немало хороших отзывов и о краске без аммиака Л’Ореаль (L’Oreal Professionnel LUO COLOR). Тем не менее, есть женщины, которые во время беременности продолжают пользоваться краской для волос с аммиаком.

Химические реактивы, лабораторное оборудование и приборы - это главные составляющие любой лаборатории. Независимо от важности свойств и воздействия химреактивы всегда были и будут основой всех лабораторных исследований, опытов или экспериментов. Их огромное количество дает обширное поле для деятельности многим химикам и фармакологам. При соединении они могут превращаться как в безвредные, так и в ядовитые вещества, способные наносить серьезный вред. Хотя такие химические реактивы, как йод кристаллический, азотная кислота, аммиак водный являются опасными, их употребление в лабораторной практике имеет особую важность.

Определение

(в евр. языках - «аммониак») - это бесцветный газ, запах которого знаком каждому, даже тем, кто очень далек от химии. Он крайне острый, специфический, напоминающий запах нашатырного спирта, способный вызвать слезотечение. Аммиак очень ядовит, вдвое легче воздуха, смесь с которым взрывоопасна. Хорошо смешивается со спиртом и некоторыми другими органическими растворителями во всех соотношениях. При температуре 10 °C он сгущается в жидкость, кипящую при 33,7 °C. Этот химический реактив легко растворяется в воде с активным выделением тепла. Данный раствор называется аммиак водный или аммиачная вода. В пищевой промышленности - как добавка E527.

Раствор аммиака не совместим с:
- органическими кислотами;
- солями валентных металлов;
- крахмалом;
- солями ртути;
- йодом и др..

История открытия аммиака

В переводе с греческого он означает амонова соль, - так в древности называли нашатырь. Аммиак был открыт британским химиком Д. Пристлеем, который известен как первооткрыватель кислорода и углекислого газа. Именно он назвал этот газ «щелочным воздухом или летучей щелочью», так как водный раствор аммиака обладал всеми свойствами и признаками щелочи. Благодаря французскому химику Бертолле он получил официальный термин «нашатырь». Это определение употребляется во многих западноевропейских языках.

Аппарат для отгонки аммиака

Основной задачей данного лабораторного оборудования является дистилляция и отгонка аммиака с водяным паром, измерение массовой доли белка в пастеризованном, стерилизованном или сыром молоке, кисломолочных напитках.
Этот аппарат состоит из:
- конической колбы;
- воронки капельной с краном;
- переходника из лабораторного стекла;
- стеклянной колбы Кьельдаля;
- Т-образной, изогнутой соединительной и резиновых трубок;
- делительной воронки;
- холодильника шарового;
- каплеуловителя;
- стеклянных деталей (соединенных резиновыми трубками).

Применение аммиака

За последние несколько десятилетий производство аммиак на мировом рынке занимает одно из лидирующих мест, составляя приблизительно 100 миллионов т. Он может выпускаться как в жидкой форме, так и в виде аммиачной воды. Сфера применения его очень обширна, но главным образом это охватывает промышленность и медицину.

1. Промышленность:
- получение азотной кислоты для производства искусственных удобрений;
- изготовление солей аммония, уротропина, мочевины;
- для нейтрализации кислотных отходов;
- применение как дешевый хладагент при производстве холодильников;
- получение синтетических волокон (нейлона, капрона);
- при очистке и крашении шерсти, шелка и хлопка.

2. Медицина. Благодаря раздражающему действию аммиак в виде водного раствора (нашатырный спирт) широко распространен как в медицинских учреждения, так и в быту: он раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей, что способствует выведению человека из обморочного состояния, возбуждая его дыхательный центр. Однако при вдыхании аммиак может вызвать сильное слезотечение, кашель, потерю зрения, покраснение кожи и зуд, боль в глазах, иногда поражение нервной системы и отёк лёгких.

В хирургической практике раствор применяется в качестве средство для дезинфекции. Кроме того, примочки с раствором аммиака используются для нейтрализации токсинов при укусах насекомых и змей.

Меры предосторожности

Аммиак - токсичный газ, смертельный яд для человека, следовательно, его использование требует соблюдения особых мер безопасности. При обращении с ним, как и с любыми другими ядовитыми газами, для защиты органов дыхания, слизистых оболочек глаз и кожи необходимо использовать респиратор, перчатки нитриловые, защитные очки, халат, а также другие резинотехнические изделия для защиты кожных покровов.

Высококачественный аппарат для аммиака можно купить в специализированном online магазине химических реактивов Москва розница «Прайм Кемикалс Групп». Всегда в наличии имеется аммиак, лабораторная посуда, мешалка магнитная и весы электронные лабораторные для работы с ним.

Широкий ассортимент приборов, аппаратов, химреактивов, оборудования и лабораторной посуды купить в Москве также можно на нашем сайте. Весь товар сертифицирован и соответствуют нормам ГОСТ.

“Prime Chemicals Group” - с нами сотрудничать надежно и выгодно!

Физические свойства.

Под обычным давлением аммиак сжижается при -33 °С и затвердевает при -78 °С. Теплота плавления NH 3 составляет 6 кДж/моль. Критическая температура аммиака 132 °С, критическое давление - 112 атм. Содержащие его баллоны должны быть окрашены в жёлтый цвет и иметь чёрную надпись "Аммиак".

Аммиак представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом ("нашатырного спирта"). Растворимость его в воде больше, чем всех других газов: один объём воды поглощает при 0 °С около 1200, а при 20 °С - около 700 объёмов NH 3 . Продажный концентрированный раствор имеет обычно плотность 0,91 г/см 3 и содержит 25 вес.% NH 3 (т.е. близок к составу NH 3 ·3H 2 O).

С ассоциацией жидкого аммиака связана его большая теплота испарения (23,4 кДж/моль). Так как критическая температура аммиака лежит высоко (+132 °С) и при испарении его от окружающей среды отнимается много тепла, жидкий аммиак может служить рабочим веществом холодильных машин. r по воздуху = M NH 3 / M ср.воздуха = 17 / 29 = 0,5862

Жидкий аммиак является хорошим растворителем для очень большого числа органических соединений, а также многих неорганических. Например, хорошо растворяется в жидком аммиаке элементарная сера, крепкие растворы которой имеют красный цвет [и ниже +18 °С содержат сольват S(NH 3) 2 ]. Из солей лучше других растворимы производные аммония и щелочных металлов, причём по ряду Cl-Br-I растворимость солей возрастает. Примерами могут служить следующие данные (г/100 г NH 3 при 25 °С):

Подобный же ход изменения растворимости галогенидов характерен и для ряда других катионов. Хорошо растворимы в жидком аммиаке также многие нитраты (и КМnO 4). Напротив, оксиды, фториды, сульфаты и карбонаты, как правило, в нём нерастворимы.

Пользуясь различием растворимости солей в жидком NH 3 и воде, можно иногда осуществлять обращение обычно наблюдаемых реакций ионного обмена. Например, равновесие по схеме:

2 AgNO 3 + BaBr 2 Ы 2 AgBr + Ba(NO 3) 2

В водной среде практически нацело смещается вправо (из-за нерастворимости АgBr), а в аммиачной среде - влево (из-за нерастворимости ВаВr 2).

Характерным свойством аммиака как ионизирующего растворителя является его резко выраженное выравнивающее влияние на диссоциацию различных электролитов. Например, несоизмеримые друг с другом по диссоциации в водной среде HClO 4 и HCN в жидком аммиаке характеризуются почти одинаковыми константами диссоциации (5·10 -3 и 2·10 -3). Соли ведут себя в жидком аммиаке как электролиты средней силы или слабые (например, К = 2·10 -3 для КВr). Хлориды обычно бывают диссоциированы несколько менее, а иодиды - несколько более, соответствующих бромидов.

Особенностью жидкого аммиака является его способность растворять наиболее активные металлы, причём последние подвергаются ионизации. Например, разбавленный раствор металлического натрия имеет синий цвет, проводит электрический ток подобно растворам электролитов и содержит катионы Na+ (cольватированные аммиаком) и анионы (NH 3) x - . Центральной частью такого сложного аниона является свободный электрон, находящийся в поляризационном взаимодействии с окружающей средой (полярон). При более высоких концентрациях Na его раствор приобретает вид бронзы и проявляет металлическую электропроводность, т. е. наряду с сольватированным аммиаком содержатся и свободные электроны. Ниже -42 °С синяя и бронзовая фазы способны сосуществовать, не смешиваясь. Длительное хранение растворов натрия в жидком аммиаке сопровождается их обесцвечиванием в результате очень медленной реакции по схеме:

2 Na + 2 NH 3 = 2 NaNH 2 + H 2 ­ .

C цезием (растворимость 25 молей на 1000 г NH 3 при -50 °С) аналогичная реакция протекает за несколько минут.

Растворённый в аммиаке металл имеет тенденцию к отщеплению валентных электронов, что создаёт возможность проведения своеобразных реакций вытеснения. Например, пользуясь растворимостью в жидком аммиаке КСl и нерастворимостью СаСl 2 , можно осуществить выделение калия кальцием по схеме:

2 КСl + Ca ® CaCl 2 + 2 K.

Имеется интересное указание на то, что пропитка жидким аммиаком сильно повышает пластичность древесины. Это позволяет сравнительно легко придавать ей те или иные заданные формы, которые после удаления аммиака сохраняются.

Растворение аммиака в воде сопровождается выделением тепла (около 33 кДж/моль). Влияние температуры на растворимость иллюстрируется приводимыми ниже данными, показывающими число весовых частей NH 3 , поглощаемое одной весовой частью воды (под давлением аммиака, равным атмосферному):

Максимальной электропроводностью обладает при обычных условиях приблизительно 3 н раствор аммиака. Растворимость его в органических растворителях значительно меньше, чем в воде.

Химические свойства.

Образование ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму.

1. Аммиак - основание Льюиса. Его раствор в воде (аммиачная вода, нашатырный спирт) имеет щелочную реакцию (лакмус - синий; фенолфталеин - малиновый) из-за образования гидроксида аммония.

NH 3 + Н 2 O <--> NH 4 OH <--> NH 4 + + OH -

2. Аммиак реагирует с кислотами с образованием солей аммония.

NH 3 + HCl ® NH 4 Cl
2NH 3 + H 2 SO 4 ® (NH 4) 2 SO 4
NH 3 + H 2 O + CO 2 ® NH 4 HCO 3

Аммиак - восстановитель (окисляется до N 2 +1 O или N +2 O)

1. Разложение при нагревании

2N -3 H 3 - t° ® N 2 0 + 3H 2

2. Горение в кислороде

a) без катализатора

4N -3 H 3 + 3O 2 ® 2N 2 0 + 6Н 2 O

b) каталитическое окисление (kat = Pt)

4N -3 H 3 + 5O 2 ® 4N +2 O + 6Н 2 O

3. Восстановление оксидов некоторых металлов

3Cu +2 O + 2N -3 H 3 ® 3Cu0 + N 2 0 + 3Н 2 O

При пропускании струи аммиака над нагретой CuO он окисляется до свободного азота. Окисление аммиака озоном ведёт к образованию NH 4 NO 3 . Интересно, что некоторое участие в таком окислении принимает, по-видимому, и смешанный с озоном обычный кислород.

Аммиак является хорошим горючим реактивного топлива. Подобно воде, жидкий аммиак сильно ассоциирован, главным образом за счёт образования Н-связей. Однако они сравнительно слабы (около 4,2 кДж/моль). Вязкость жидкого аммиака почти в семь раз меньше вязкости воды. Его плотность (0,68 и 0,61 г/см 3 соответственно при -33 и +20 °С) также значительно меньше, чем у воды. Электрический ток жидкий аммиак практически не проводит, так как электролитическая диссоциация по схеме:

NH 3 + NH 3 Ы NH 4 + + NH 2 -

Ничтожно мала: ионное произведение = 2·10 -33 (при -50 °С).

Выше 0 °С (под давлением) жидкий аммиак смешивается с водой в любых соотношениях. На крепких растворах воды в аммиаке при 30 °С было показано, что её ионизация мала. Так, для 9 М раствора имеем / = 1·10 -11 .

Для химической характеристики аммиака основное значение имеют реакции трёх типов: присоединения, замещения водорода и окисления.

Наиболее характерные для аммиака реакции присоединения. В частности, при действии его на многие соли легко образуются кристаллические аммиакаты состава СаСl 2 ·8NH 3 , CuSO 4 ·4NH 3 и т.п., по характеру образования и устойчивости похожие на кристаллогидраты.

При растворении аммиака в воде происходит частичное образование гидроксида аммония:

NH 3 + H 2 O Ы NH 4 OH

В этом соединении радикал аммоний (NH 4) играет роль одновалентного металла. Поэтому электролитическая диссоциация NH 4 OH протекает по основному типу:

NH 4 OH Ы NH 4 + OH"

Объединяя оба эти уравнения, получаем общее представление о равновесиях, имеющих место в водном растворе аммиака:

NH 3 + H 2 O Ы NH 4 OH Ы NH 4 + OH"

Из-за наличия этих равновесий водный раствор аммиака (часто называемый просто "аммиаком") имеет резкий запах. Ввиду того что концентрация ионов ОН" в растворе невелика, NH 4 OH рассматривается как слабое основание. Гидроксид аммония является одним из важнейших химических реактивов, разбавленные растворы которого ("нашатырный спирт") применяются также в медицине и домашнем хозяйстве (при стирке белья и выводе пятен).

Анализ данных по распределению NH 3 между водой и органическими жидкостями показывает, что в гидратированной форме находится более 90% всего растворённого в воде аммиака. Для паровой фазы над водно-аммиачным раствором установлено наличие равновесия по схеме:

2 NH 3 + H 2 O Ы 2 NH 3 ·H 2 O + 75 кДж,

Характеризующегося значением К = 1·10 -4 при 20 °С.

Атом, молекула.

Молекула NH 3 имеет структуру треугольной пирамиды с атомом азота в вершине. Р HNH = 107,3°. Электроны связей Н-N довольно сильно смещены от водорода к азоту, поэтому молекула аммиака в целом характеризуется значительной полярностью.

Пирамидальная структура аммиака энергетически выгоднее плоской на 25 кДж/моль. Молекула полярна; связь N-H характеризуется энергией 389 кДж/моль, но для энергий последовательной диссоциации атомов водорода даются значения 435, 397 и 339 кДж/моль. Молекулы аммиака связаны слабыми водородными связями:

Интересным свойством молекул аммиака является их способность к структурной инверсии, т.е. к "выворачиванию наизнанку" путём прохождения атома азота сквозь образованную атомами водорода плоскость основания пирамиды. Потенциальный барьер этой инверсии равен 25 кДж/моль, осуществлять её могут лишь молекулы, достаточно богатые энергией. Скорость инверсии сравнительно невелика - она в 1000 раз меньше скорости ориентации молекул NH 3 электрическим полем.

Получение.

Перевод свободного азота воздуха в связанное состояние осуществляется главным образом путём синтеза аммиака:

N 2 + 3 H 2 Ы 2 NH 3 + 92 кДж.

Принцип смещения равновесия показывает, что наиболее выгодными для образования аммиака условиями являются возможно более низкая температура и возможно более высокое давление. Однако даже при 700 °С скорость реакции настолько мала (и следовательно, равновесие устанавливается так медленно), что не может быть и речи о её практическом использовании. Напротив, при более высоких температурах, когда равновесное состояние устанавливается быстро, ничтожно малым становится содержание аммиака в системе. Таким образом, техническое проведение рассматриваемого процесса оказывается как будто невозможным, так как, ускоряя достижение равновесия при помощи нагревания, мы одновременно смещаем его положение в невыгодную сторону.

Существует, однако, средство ускорить достижение равновесного состояния без одновременного смещения равновесия. Таким часто помогающим средством является подходящий катализатор. Подходящим катализатором является металлическое железо (с примесями Al 2 O 3 и К 2 О). Процесс обычно ведут при температуре 400-600 °С (на катализаторе) и давлениях 100-1000 атм. После выделения аммиака из газовой смеси последняя вновь вводится в цикл.

В процессе поисков катализатора для синтеза аммиака было перепробовано около 20 тыс. различных веществ. Широко применяемый железный катализатор готовится обычно нагреванием тесной смеси FeO и Fe 2 O 3 (содержащий небольшие примеси Fe, Al 2 O 3 и КОН) в атмосфере состава 3Н 2 +N 2 . Так как Н 2 S, CO, CO 2 , водяной пар и кислород быстро "отравляют" катализатор, подаваемая к нему азотоводородная смесь должна быть тщательно освобождена от них. При правильном технологическом режиме катализатор бесперебойно работает в течение нескольких лет.

Для дальнейшего развития промышленности синтетического аммиака может оказаться существенным, что при давлениях в 2000 атм и выше синтез аммиака из азотоводородной смеси хорошо идёт и без специального катализатора. Практический выход аммиака при 850 °С и 4500 атм составляет 97%. Особенно важно то обстоятельство, что при сверхвысоких давлениях наличие в исходных газах различных примесей не влияет на ход процесса.

Синтез аммиака был практически реализован в 1913 г., когда таким путём удалось получить 7 т NH 3 . В настоящее время этот синтез является основным промышленным методом получения связанного азота с ежегодной мировой выработкой, исчисляемой десятками миллионов тонн.

Помимо прямого синтеза аммиака из элементов, некоторое промышленное значение для связывания азота воздуха имеет разработанный в 1905 г. цианамидный способ . Последний основан на том, что при 1000 °С карбид кальция (получаемый прокаливанием смеси извести и угля в электрической печи) реагирует со свободным азотом по уравнению:

СаС 2 + N 2 = CaCN 2 + C + 293 кДж.

Полученный таким путём цианамид кальция (Са=N-C є N) представляет собой серый (от примеси углерода) порошок. При действии перегретого (т. е. нагретого выше 100 °С) водяного пара он разлагается с выделением аммиака:

СаСN 2 + 3 H 2 O = CaCO 3 + 2 NH 3 + 222 кДж.

Разложение цианамида кальция водой медленно протекает при обычных температурах. Поэтому им можно пользоваться как азотным удобрением, внося его в почву задолго до посева. Наличие кальция делает его особенно пригодным для подзолистых почв. "Цианамид играет роль не только азотистого, но и известкового удобрения, причём известь является бесплатным приложением к азоту" (Д.Н. Прянишников).

В лабораторного условиях NH 3 получают путём обработки твёрдого NH 4 Cl насыщенным раствором КОН. Выделившийся газ может осушен пропусканием сквозь сосуд с твёрдым КОН или со свежепрокаленным оксидом кальция (СаО). Применять для сушки H 2 SO 4 и CaCl 2 нельзя, так как аммиак образует с ними соединения.

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 - t° ® CaCl 2 + 2NH 3 ­ + 2Н 2 O

(NH 4) 2 SO 4 + 2KOH - t° ® K 2 SO 4 + 2NH 3 ­ + 2Н 2 O

Аммиак можно собирать только по методу (А), т.к. он легче воздуха и очень хорошо растворим в воде.

Действие на организм.

Аммиак сильно раздражает слизистые оболочки уже при 0,5%-ном содержании его в воздухе. Острое отравление аммиаком вызывает поражения глаз и дыхательных путей, одышку и воспаление лёгких. Средствами первой помощи служат свежий воздух, обильное промывание глаз водой, вдыхание водяного пара. Хроническое отравление аммиаком вызывает расстройство пищеварения, катары верхних дыхательных путей и ослабление слуха. Предельно допустимой концентрацией NH 3 в воздухе производственных помещений считается 0,02 мг/л. Смеси аммиака с воздухом, содержащие от 16 до 28 объёмн.% аммиака взрывоопасны.

Применение.

Т.к. разложение цианамида кальция водой медленно протекает при обычных температурах, то им можно пользоваться как азотным удобрением, внося его в почву задолго до посева. Наличие кальция делает его особенно пригодным для подзолистых почв. "Цианамид играет роль не только азотистого, но и известкового удобрения, причём известь является бесплатным приложением к азоту" (Д.Н. Прянишников).

Нашатырный спирт поступающий в продажу, содержит обычно около 10% аммиака. Он находит и медицинское применение. В частности, вдыхание его паров или приём внутрь (3-10 капель на рюмку воды) используется для снятия состояния сильного опьянения. Смазывание кожи нашатырным спиртом ослабляет действие укусов насекомых. Очень разбавленным нашатырным спиртом удобно протирать окна и мыть окрашенные масляной краской полы, более крепким - удалять следы от мух, чистить серебряные или никелированные предметы.

При выводе пятен хорошие результаты дают во многих случаях следующие составы (по объёму): а) 4 части нашатырного спирта, 5 частей эфира и 7 частей винного спирта (денатурата); б) 5 частей нашатырного спирта, 2 части бензина и 10 частей винного спирта; в) 10 частей нашатырного спирта, 7 частей винного спирта, 3 части хлороформа и 80 частей бензина; г) 5 частей нашатырного спирта, 3 части ацетона и 20 частей спиртового раствора мыла.

Попавшую на одежду масляную краску рекомендуется оттирать кусочками ваты, смоченными сперва скипидаром, а затем нашатырным спиртом. Для удаления чернильного пятна обычно достаточно обработать его нашатырным спиртом и смыть водой.